Solvejr har ægte, materielle virkninger på Jorden

Den 1. september 1859, solastronomen Richard Carrington var vidne til solpletter, der pludselig og kortvarigt blinkede klart, før de forsvandt. Lige før daggry næste dag, nordlys brød ud over det meste af jorden, nåede så langt sydpå som Caribien og Hawaii, mens sydlys blev set så langt nordpå som Chile. Begivenheden producerede ikke kun et synligt lysshow i områder, hvor de ikke typisk optræder, men den sendte også telegrafsystemer rundt i verden.

I betragtning af teknologiens tilstand under Carringtons tid, virkningen af ​​en geomagnetisk storm var begrænset til afbrydelser af telegraftjenesten. Hvis noget lignende skete i dag, verdens teknologiske infrastruktur kan gå i stå. Ekstreme rumvejrhændelser såsom geomagnetiske storme er mere forstyrrende nu end tidligere. Det skyldes vores større afhængighed af tekniske systemer, der kan blive påvirket af elektriske strømme og energiske partikler højt oppe i jordens atmosfære.

Rumvejstruslen

Vi kan tænke på rummet som en tavshed, tom tomrum og solen som kun en fjern kilde til lys og varme. Dette er ikke nødvendigvis sandt. Solen og Jorden er forbundet i mere komplekst, intime og nogle gange farlige måder.

Solpletter er midlertidige fænomener på solens fotosfære, der virker mørkere end de omkringliggende områder. Solpletter kan ændre sig kontinuerligt og kan kun vare fra et par timer til dage; eller endda måneder for de mere intense grupper. Det samlede antal solpletter har længe været kendt for at variere med en cirka 11-årig gentagelse kendt som solcyklussen. Toppen af ​​solpletaktivitet er kendt som solmaksimum, og pausen er kendt som solminimum.

Indikerer intens magnetisk aktivitet, solpletter ledsager sekundære fænomener såsom udbrud af elektromagnetisk stråling (flares) og koronale masseudstødninger (CME) - som er pludselige udbrud af materiale - ledsaget af solenergipartikler (SEP'er). Et soludbrud er en pludselig frigivelse af energi fra solen, mens en CME skyder varmt plasma fra solen ud i rummet.

De præcise mekanismer, der udløser flares og CME'er, diskuteres stadig, men jo større gruppe af solpletter, jo mere intens solaktivitet plejer at være. Solen udsender konstant højenergielektroner, protoner og andre kerner, der bombarderer Jorden. Soludbrud og CME'er sender enorme mængder energi og ladede partikler, der støder sammen med Jordens øvre atmosfære, hvor de kan forårsage geomagnetiske storme.

Ladede partikler under geomagnetiske storme forårsager forstyrrelser i Jordens magnetfelt, generere effekter på elektriske systemer. Geomagnetiske storme producerer adskillige effekter såsom spændingsforstyrrelser, der fører til strømafbrydelser; ændringer i jordspændingen, der øger korrosion i olierørledninger; forstyrrelse i satellit, radio- og cellulære kommunikationsnetværk; udsættelse for forhøjede niveauer af stråling; og reduktioner i flyvninger med polarruter.

For det meste, Jordens magnetfelt beskytter mennesker mod den spærreild af stråling, som kommer fra solen. Imidlertid, Jordens magnetfelt er svagere ved begge poler, og derfor kommer nogle partikler ind i Jordens atmosfære gennem geomagnetiske storme.

Solens vejreffekter

De negative økonomiske virkninger af solaktivitet på det nordamerikanske elnet er veldokumenterede. For eksempel, fire procent af strømforstyrrelserne mellem 1992 og 2010, der blev rapporteret til det amerikanske energiministerium, kan tilskrives stærk geomagnetisk aktivitet.

Jeg har arbejdet med de økonomiske virkninger af klimaændringer i nogen tid nu og tænkte:"Hvad med solen?"

Interessant nok, mens studiet af rumvejr er et hastigt voksende felt, akademisk arbejde med at vurdere dets overordnede sociale og økonomiske virkninger ser ud til at være i sin vorden.

Jeg arbejder i øjeblikket med en af ​​mine tidligere kandidatstuderende, Zichun Zhao, om de økonomiske konsekvenser af rumvejr. Vores proxy-mål for solaktivitet er antallet af solpletter produceret af solen på et givet tidspunkt og, heldigvis, disse data er offentligt tilgængelige.

I vores empiriske analyse, vi fandt ud af, at bruttonationalproduktet (BNP) for de 34 medlemslande i Organisationen for Økonomisk Samarbejde og Udvikling falder, efterhånden som solaktiviteten stiger. Gennemsnitlig, BNP falder med mindst 0,06 procent for hver stigning på én procent i solaktiviteten.

Vi finder, at de negative økonomiske virkninger af geomagnetiske storme er mere signifikante på nordlige breddegrader. Imidlertid, virkningerne af geomagnetiske storme er ikke begrænset til høje breddegrader og er blevet dokumenteret i Det Forenede Kongerige, Finland, Sverige, Spanien, USA., Canada, Sydafrika, Japan, Kina og Brasilien.

Vores empiriske resultater indikerer, at skader forårsaget af geomagnetiske storme er meget større i informations- og kommunikationssektoren.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.