Ce este o furtună cu radiații solare?

O furtună de radiații solare (cunoscută și sub numele de Eveniment de Protoni Solari sau SPE) are loc adesea după erupții majore pe Soare, când protonii sunt lansați la viteze incredibil de mari, uneori până la câțiva 10.000 km/s. Aceste furtuni de radiații pot acoperi distanța Soare-Pământ în doar 30 de minute și pot dura mai multe zile. În acest articol vom explica ce este o furtună cu radiații solare și ce fel de efecte are asupra noastră.

Scara S

NOAA folosește un sistem cu cinci niveluri numit scara S, pentru a indica severitatea unei furtuni de radiații solare. Această scară variază de la S1 la S5, S1 fiind nivelul cel mai scăzut și S5 fiind cel mai înalt nivel. Fiecare nivel S are asociat un prag pfu (unitate de flux de protoni). De exemplu: nivelurile de furtună de radiație solară S1 sunt atinse atunci când numărul de pfu de 10 MeV atinge o valoare de 10 la altitudinile satelitului geosincron. Rețineți că această scară este de fapt logaritmică. Ce înseamnă că un eveniment moderat de protoni (S2) are loc atunci când fluxul de protoni atinge 100 pfu, nu 20! Pentru o furtună puternică de radiație solară (S3), este necesar un pfu de 1000. Folosim adesea această scară S pe site, așa că este înțelept să vă familiarizați cu ea. Putem defini următoarele clase de furtună cu radiații solare:

Scara S	Descriere	Pragul de flux	Frecvența medie	Datele de Fiabilitate vântului solar ACE
S1	Minor	101	50 pe ciclu	Date fiabile
S2	Moderat	102	25 pe ciclu	Datele ar putea fi nesigure
S3	Puternic	103	10 pe ciclu	Datele ar putea fi neserioase
S4	Sever	104	3 pe ciclu	Datele ar putea fi neserioase
S5	Extrem	105	Mai puțin de 1 pe ciclu	Datele ar putea fi neserioase

Pericole

Furtunile de radiații solare nu sunt periculoase pentru oamenii de pe Pământ. Suntem protejați de aceste furtuni de câmpul magnetic al Pământului și de atmosfera Pământului. Un efect pe care îl putem experimenta pe Pământ în timpul furtunilor puternice de radiații solare este un risc crescut ca oamenii din zborurile transpolare să primească o doză mai mare de radiații decât în mod normal. Zborurile transpolare trebuie uneori redirecționate sau anulate din cauza acestor furtuni de radiații. Un alt efect este că poate provoca unele probleme de comunicare peste zonele polare. Acești protoni sunt, de asemenea, o amenințare de radiații pentru astronauți, în special în timpul activităților lor extra-vehiculare (plimbări în spațiu). Sateliții din spațiu sunt, de asemenea, vulnerabili: acești protoni degradează eficiența panoului solar, circuitele electronice de la bord pot funcționa defectuos, iar protonii vor crea zgomot în sistemele de urmărire a stelelor.

La latitudini arctice, comunicarea radio de înaltă frecvență (HF) poate deveni problematică sau chiar imposibilă. Protonii care se mișcă rapid pătrund în magnetosferă și sunt ghidați în jos pe liniile câmpului magnetic, pătrunzând în atmosfera în apropierea polilor nord și sud. Acești protoni ionizează stratul D și acest proces împiedică undele radio HF să atingă straturile mult mai înalte E, F1 și F2, unde aceste semnale radio în mod normal refractează și revin pe Pământ. Astfel de întreruperi radio sunt cunoscute ca evenimente de absorbție a capacului polar (PCA) și pot dura zile întregi. Rezultatul este că comunicarea radio HF nu este posibilă pe rute transpolare. Putem folosi scara S pentru a estima severitatea unui eveniment de absorbție a caoltei polare (PCA).

Scara S	Descriere	Impacturi
S1	Minor	Impacturi minore asupra HF prin regiunile polare.
S2	Moderat	Efecte rare asupra HF prin regiuni polare și operațiuni prin satelit.
S3	Puternic	HF degradat în regiunile polare și erori de poziție de navigație, efectele satelitului asupra sistemelor de imagistică și a curenților panourilor solare, pericol semnificativ de radiații pentru astronauți în activitatea extra-vehiculară (EVA) și pasagerii aeronavelor la latitudini înalte.
S4	Sever	Pertubarea HF prin regiunile polare și erori de poziție de navigație pe parcursul mai multor zile, efectele satelitului au degradat sistemele de imagistică și problemele dispozitivelor de memorie, risc ridicat de radiație pentru astronauți în activitatea extra-vehiculară (EVA) și pasagerii aeronavelor la latitudini înalte.
S5	Extrem	Lipsa radioului HF în regiunile polare și erorile de poziție fac operațiunile de navigație extrem de dificile, pierderea unor sateliți și impactul memoriei provoacă pierderea controlului, risc mare inevitabil de radiații pentru astronauții de pe EVA și pasagerii aeronavelor la latitudini mari.

Imaginea de mai jos vă arată un exemplu bun ce se întâmplă cu sateliții în timpul furtunilor de radiații solare. De la stânga la dreapta vedem câteva imagini de la două instrumente SOHO diferite. În stânga vedeți cum arată în mod normal imaginile când nu există furtună de radiații solare. În dreapta puteți vedea ce se întâmplă în timpul unei furtuni puternice de radiații solare S4. Sunt atât de mulți protoni care se prăbușesc în senzorul camerei, încât provoacă mult zgomot pe imagini. Imaginile sunt aproape inutilizabile.

Animated GIF (900kB)

Probleme cu Advanced Composition Explorer (ACE) în timpul furtunilor cu radiații solare

Este posibil ca în timpul unei furtuni de radiații solare, unele date provenite de la satelitul Advanced Composition Explorer (ACE) să se contamineze și să înregistreze valori false. Acest lucru poate fi văzut cu parametrii vântului solar care provin de la instrumentul SWEPAM. Viteza vântului solar devine mai mică decât este cu adevărat și densitatea devine mai mică de 1 proton pe centimetru pătrat. Datele care sunt legate de câmpul magnetic interplanetar (CMI) rămân fiabile în timpul unei furtuni de radiații solare. Aceste citiri false pot apărea atunci când o furtună de radiație solară atinge nivelul S2 (furtună moderată de radiație solară) și pot continua adesea până mult după sosirea unei ejecții de masă coronală, ceea ce face detectarea sosirii unei ejecții de masă coronară mult mai dificilă. Nava spațială DSCOVR care a înlocuit ACE în 2016 nu are aceste probleme.

<< Mergeți la pagina anterioară