Il tempo solare ha effetti reali sulla Terra

Il tempo solare ha effetti reali sulla Terra I brillamenti solari e altri fenomeni possono avere un effetto sorprendente sulle nostre attività terrene. Shutterstock

A settembre 1, 1859, l'astronomo solare Richard Carrington assistito a macchie solari che improvvisamente e brevemente brillarono luminose prima che scomparissero. Poco prima dell'alba del giorno successivo, le aurore sono esplose su gran parte della Terra, raggiungendo il sud fino ai Caraibi e alle Hawaii mentre le luci del sud sono state viste fino a nord fino al Cile. L'evento ha prodotto non solo uno spettacolo di luci visibili in aree in cui in genere non compaiono, ma ha anche mandato in tilt sistemi di telegrafia in tutto il mondo.

Dato lo stato della tecnologia ai tempi di Carrington, l'impatto di una tempesta geomagnetica era limitato alle interruzioni del servizio telegrafico. Se accadesse qualcosa di simile oggi, l'infrastruttura tecnologica del mondo potrebbe fermarsi. Sono eventi meteorologici spaziali estremi come tempeste geomagnetiche più dirompente ora rispetto al passato. Ciò è dovuto alla nostra maggiore dipendenza da sistemi tecnici che possono essere influenzati da correnti elettriche e particelle energetiche in alto nell'atmosfera terrestre.

Una regione attiva sul sole - un'area di campi magnetici intensi e complessi - è diventata visibile sul sole in questo video catturato dal Solar Dynamics Observatory della NASA tra luglio 5-11, 2017. Il nucleo oscuro di questa macchia solare è più grande della Terra.

La minaccia meteorologica spaziale

Potremmo pensare allo spazio come a un vuoto silenzioso e vuoto e al sole solo come una lontana fonte di luce e calore. Questo non è necessariamente vero. Il sole e la terra sono collegati in modi più complessi, intimi e talvolta pericolosi.

Le macchie solari lo sono fenomeni temporanei sulla fotosfera del sole che sembrano più scuri delle aree circostanti. Le macchie solari possono cambiare continuamente e possono durare solo poche ore o giorni; o addirittura mesi per i gruppi più intensi. È noto da tempo che il numero totale di macchie solari varia con una ripetizione di circa 11 anni nota come ciclo solare. Il picco di attività delle macchie solari è noto come massimo solare e la pausa è nota come minimo solare.

Il tempo solare ha effetti reali sulla Terra Vivaci stelle filanti arancioni di arco di gas (plasma) super-caldo, caricato elettricamente dalla superficie del sole, rivelando la struttura del campo magnetico solare che sale verticalmente da una macchia solare. Hinode, JAXA / NASA

Indicando un'intensa attività magnetica, le macchie solari accompagnano fenomeni secondari come esplosioni di radiazioni elettromagnetiche (razzi) ed espulsioni di massa coronale (CME) - che sono improvvise eruzioni di materiale - accompagnate da particelle energetiche solari (SEP). Un bagliore solare è un rilascio improvviso di energia dal sole, mentre un CME spara plasma caldo dal sole nello spazio.

I meccanismi precisi che innescano razzi e CME sono ancora oggetto di discussione, ma maggiore è il gruppo di macchie solari, la più intensa attività solare tende ad essere. Il sole espelle continuamente elettroni, protoni e altri nuclei ad alta energia che bombardano la Terra. I brillamenti solari e gli CME inviano enormi quantità di energia e particelle cariche che precipitano in collisione con l'atmosfera superiore della Terra, dove possono causare tempeste geomagnetiche.

Le particelle cariche durante le tempeste geomagnetiche causano disturbi nel campo magnetico terrestre, generando effetti sui sistemi elettrici. Le tempeste geomagnetiche producono numerosi effetti come interruzioni di tensione che portano a interruzioni di corrente; cambiamenti nella tensione del suolo che aumentano la corrosione nei gasdotti; interruzione delle reti di comunicazione via satellite, radio e cellulare; esposizione a livelli elevati di radiazioni; e riduzioni nei voli con rotte polari.

Il tempo solare ha effetti reali sulla Terra Un bagliore solare sgorga dalla mano sinistra inferiore del sole in ottobre 19, 2014. L'immagine è stata catturata nell'estrema lunghezza d'onda ultravioletta di 131 Angstroms - una lunghezza d'onda che può vedere l'intenso calore di un bagliore e che è tipicamente rappresentato in verde acqua. NASA / SDO

Per la maggior parte, il campo magnetico terrestre protegge gli umani dalla raffica di radiazioni che proviene dal sole. Tuttavia, il campo magnetico terrestre è più debole su entrambi i poli e quindi alcune particelle entrano nell'atmosfera terrestre attraverso tempeste geomagnetiche.

Effetti meteorologici solari

Gli impatti economici negativi dell'attività solare sulla rete elettrica nordamericana sono stati ben documentati. Per esempio, quattro per cento dei disturbi di potenza tra 1992 e 2010 segnalati al Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti sono attribuibili a una forte attività geomagnetica.

Ho lavorato sul effetti economici del cambiamento climatico da qualche tempo e ho pensato: "Che ne dici del sole?"

È interessante notare che, mentre lo studio del tempo spaziale è un campo in rapida crescita, il lavoro accademico per valutare i suoi impatti sociali ed economici globali sembra essere agli inizi.

Attualmente sto lavorando con uno dei miei ex studenti laureati, Zichun Zhao, sugli impatti economici del tempo spaziale. La nostra misura proxy dell'attività solare è il numero di macchie solari prodotte dal sole in un determinato momento e, per fortuna, questi dati sono disponibile pubblicamente.

Nella nostra analisi empirica, abbiamo scoperto che il Prodotti interni lordi (PIL) dei paesi membri di 34 dell'Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico diminuisce all'aumentare dell'attività solare. In media, il PIL diminuisce di almeno lo 0.06 per cento per ogni aumento dell'uno per cento dell'attività solare.

Scopriamo che gli effetti economici negativi delle tempeste geomagnetiche sono più significativi alle latitudini settentrionali. Tuttavia, gli effetti delle tempeste geomagnetiche non sono limitati alle alte latitudini e sono stati documentati nel United Kingdom, Finlandia, Svezia, Spagna, i Stati Uniti, Canada, Sudafrica, Giappone, Cina e Brasile.

I nostri risultati empirici indicano che i danni causati dalle tempeste geomagnetiche sono molto maggiori nei settori dell'informazione e delle comunicazioni.The Conversation

Circa l'autore

Michael Batu, Assistant Professor, Dipartimento di Economia, University of Windsor

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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