Kas ir saules radiācijas vētra?

Saules radiācijas vētra (saukta arī par Saules protonu notikumu jeb "SPE") bieži norisinās pēc lieliem Saules izvirdumiem, kad protoni tiek palaisti ar ārkārtīgi lielu ātrumu, dažkārt līdz pat 10 000 km/s. Šīs radiācijas vētras var pārvarēt Saules-Zemes attālumu 30 minūšu laikā un ilgt vairākas dienas. Šajā rakstā mēs izskaidrosim, kas ir Saules radiācijas vētra un kāda ir tās ietekme uz mums.

S skala

"NOAA" izmanto piecu līmeņu sistēmu, ko sauc par "S skalu", lai norādītu saules radiācijas vētras stiprumu. Šī skala sākas no vērtības S1 līdz S5, kur S1 ir zemākais līmenis, bet S5 - augstākais līmenis. Katram S līmenim ir piesaistīta protonu plūsmas vienības (pfu) robežvērtība. Piemēram: S1 Saules radiācijas vētras līmenis tiek sasniegts, kad 10 MeV pfu skaits sasniedz vērtību 10 ģeosinhrono satelītu augstumā. Ņemiet vērā, ka šī skala ir logaritmiska. Tas nozīmē, ka mērena (S2) protonu notikuma atzīme tiek sasniegta, kad protonu plūsma sasniedz 100 pfu, nevis 20! Spēcīgai (S3) saules radiācijas vētrai ir nepieciešams pfu 1000. Mēs bieži izmantojam šo S skalu tīmekļa vietnē, tāpēc ir lietderīgi ar to iepazīties. Mēs varam definēt šādas Saules radiācijas vētru klases:

Draudi

Saules radiācijas vētras nav bīstamas cilvēkiem uz Zemes. Mūs no šīm vētrām aizsargā Zemes magnētiskais lauks un Zemes atmosfēra. Viena no sekām, ko mēs uz Zemes varam izjust spēcīgu Saules radiācijas vētru laikā, ir paaugstināts risks, uz lielāku radiācijas devas saņemšanu cilvēkiem, kuri atrodas transpolārajos lidojumos. Šādu radiācijas vētru dēļ dažkārt transpolārie lidojumi ir jāpārmaršrutē vai jāatceļ. Papildus var rasties sakaru problēmas virs polārajiem apgabaliem. Šie protoni rada radiācijas draudus arī astronautiem, jo īpaši viņu ārpuskuģa aktivitāšu (EVA) laikā. Arī kosmosā esošie satelīti ir neaizsargāti: šie protoni samazina Saules paneļu efektivitāti, var rasties traucējumi satelīta elektroniskajās shēmās. Protoni arī rada trokšņus un traucējumus zvaigžņu izsekošanas sistēmās.

Arktikas platuma grādos augstfrekvences (HF) radiosakari var kļūt problemātiski vai pat neiespējami. Ātri kustīgie protoni iekļūst magnetosfērā un tiek virzīti pa magnētiskā lauka līnijām, iekļūstot atmosfērā ziemeļu un dienvidu polu tuvumā. Šie protoni jonizē "D slāni", un šis process neļauj HF radioviļņiem sasniegt daudz augstākos "E", "F1" un "F2" slāņus, kuros šie radiosignāli parasti refraktējas un atsarojas atpakaļ uz Zemi. Šādus radioiztrūkumus sauc par "polārā vāka absorbcijas" (PCA) notikumiem, un tie var ilgt vairākas dienas, tā rezultātā ir maz iespējama vai pilnībā nav iespējama HF radiosakaru komunikācija transpolārajos maršrutos. Mēs varam izmantot "S skalu", lai novērtētu "polārā vāka absorbcijas" (PCA) notikuma nopietnību.

Zemāk redzamajā attēlā redzams labs piemērs tam, kas notiek ar satelītiem Saules radiācijas vētru laikā. No kreisās uz labo pusi mēs redzam dažus attēlus no diviem dažādiem "SOHO" instrumentiem. Kreisajā pusē ir redzams, kā izskatās attēli normālos apstākļos, kad nav novērojama Saules starojuma vētra. Labajā pusē varat redzēt, kas notiek ļoti spēcīgas (S4) Saules radiācijas vētras laikā. Kameras sensorā ietriecas tik daudz protonu, ka tas rada ievērojamu troksni attēlos - tie ir gandrīz nelietojami.

Animated GIF (900kB)

Problēmas ar "ACE" satelītu Saules radiācijas vētru laikā

Pastāv iespēja, ka Saules radiācijas vētras laikā daži dati no "ACE" satelīta kļūst piesārņoti un reģistrē nepatiesas vērtības. To var novērot attiecībā uz Saules vēja parametriem, ko iegūst no "SWEPAM" instrumenta. Saules vēja ātrums kļūst mazāks, nekā tas ir patiesībā, un blīvums kļūst mazāks par 1 protonu uz kvadrātcentimetru. Dati, kas saistīti ar starpplanētu magnētisko lauku (IMF), Saules radiācijas vētras laikā paliek uzticami. Šie kļūdainie rādījumi var parādīties, kad Saules radiācijas vētra sasniedz S2 līmeni (mērena Saules radiācijas vētra), un bieži var turpināties pat krietni pēc koronārās masas izvirduma, kas ievērojami apgrūtina koronārās masas izvirduma noteikšanu. "DSCOVR" kosmosa kuģim, kas 2016. gadā aizstāja "ACE", šo problēmu nav.

<< Doties uz iepriekšējo lapu