Neue Sonnensturm Prognose gibt über 24 Stunden-Warnung von Störungen

Sonnenstürme beginnen ihr Leben als heftigen Explosionen aus der Oberfläche der Sonne. Sie sind energetisch geladenen Teilchen in eine komplexe magnetische Wolke gehüllt, bestehend. Als sie von der Oberfläche der Sonne ausbrechen, können sie in den interplanetaren Raum mit Geschwindigkeiten von bis zu 3.000 Kilometern pro Sekunde schießen heraus (das 6,7 Millionen Meilen pro Stunde). Je nach ihrer Fahrtrichtung können diese energetische Stürme vorbei an Erde und anderen Planeten reisen.

Wenn ein Sonnensturm auf die Erde macht, kann es eine Vielzahl von modernen Technologien wie GPS und Hochfrequenz-Kommunikation und sogar Stromnetze auf dem Boden, wodurch Radio Blackouts und stadtweiten Leistungsverlust stören. Es kann auch in der Luftfahrtindustrie anrichten von Kommunikationsmethoden zu stören.

Um damit verbundene potenzielle wirtschaftliche Verluste zu bekämpfen, haben Betroffene Branchen eine Lösung gesucht, die ihnen mindestens 24 Stunden nach der Warnung bieten können. Mit genügend Vorlaufzeit können sie sicher ihre betrieblichen Abläufe ändern. Z. B. Passagierflugzeuge umgeleitet werden können oder Raster Leistungstransformatoren können beginnen, den langsamen Prozess der "wicklung nach unten," alle erfordern mindestens ein Tag der Hinweis – eines riesigen Sprung jenseits der 60-minütigen Vorwarnung derzeit üblich. Aufbauend auf früheren Untersuchungen, haben meine Kollegen und ich eine Technik einfallen lassen, die wir denken dieses 24-Stunden-Warnung-Ziel zu erreichen können.

Magnetische Felder diktieren Sonnensturm Schweregrad

Die Kraft, mit der ein Sturm unsere alltägliche technologische Infrastruktur auswirken kann, hängt weitgehend von der Ausrichtung des magnetischen Felds. Das magnetische Feld in einem Sonnensturm hat oft eine spiralförmige Struktur, wie ein Korkenzieher verdreht. Aber viel wie Tornados auf der Erde, diese Sonnenstürme unterziehen, wesentliche Änderungen im Laufe ihrer Evolution – in diesem Fall, da sie die Sonne lassen und fahren Sie in Richtung des Planeten.

Mit einer bestimmten Orientierung öffnen die Schleusen, ermöglicht der solaren Teilchen, die ansonsten schützende Blase der Erdatmosphäre (Magnetosphäre) einzugeben. Diese Wechselwirkung zwischen solar Materials und Erdmagnetosphäre wird hauptsächlich angetrieben durch einen Prozess der jeweils anderen Magnetfeldern zusammenfügen. Diese Interaktion wird magnetische Wiederverbindung genannt.

Diese Neuausrichtung des Feldes funktioniert in ähnlicher Weise als zwei Stabmagneten zieht. Wenn ähnliche Pole jeder Magnet (Nord- und Nord) zusammengeführt werden, abstoßen die Feldlinien gegenseitig. Im Gegensatz zu Polen ziehen und miteinander kombinieren. Wenn die Pole im Gegensatz zu, in unserem Fall zwischen dem Sonnensturm und Magnetosphäre der Erde, werden sie magnetisch verbunden. Diese neue Verbindung der Magnetosphäre der Erde enthält nun die gespeicherten energetische Teilchen, die zuvor in dem Sonnensturm isoliert wurden. Wenn es eine große Durchdringung der energiereichen Teilchen in der oberen Erdatmosphäre macht, bietet die Reaktion die visuellen Extravaganza, die oft das Nordlicht genannt hat.

Auf der Suche nach: voraus Prognose

Bisher ist die Vorhersage der Magnetfeld-Struktur innerhalb der Sonnenstürme, die Erde trifft schwer fassbaren geblieben. Moderne Prognose Zentren auf der ganzen Welt, so wie bei NOAA und UK Met Office, direkte Messungen innerhalb der Sonnensturm von einer Raumsonde abhängig sind direkt vor der Erde (zum Beispiel neu eingeführte Discvr Satelliten NOAA). Messungen sagen uns die Richtung von einem Sonnensturm Magnetfeld und damit sei es haftet, mit der Magnetosphäre der Erde auf eine gefährliche Weise für unsere Technologie zu verbinden. Wir haben mit weniger als 60 Minuten Vorwarnung festgesessen.

Die Schwierigkeiten bei der Erstellung einer verlässlichen Prognose haben zentriert, um unsere Unfähigkeit, zuverlässig schätzen die Ausgangsstruktur des Sturms über der Oberfläche der Sonne, und die Schwierigkeit bei der Beobachtung wie Stürme entwickeln, wie sie etwa zwei Tage auf Reisen zur Erde verbringen.

Meine Kollegen und ich vor kurzem veröffentlichte einen Artikel in Weltraumwetter, die eine verbesserte Methode für die Vorhersage der erste magnetischen Struktur von einem Sonnensturm vorschlägt. Immer besseren in den Griff auf die Herkunft der diese Sonnenstürme ist ein wesentlicher Schritt in Richtung Vorhersagen, wie der Sturm uns auf der Erde, und in welchem Umfang beeinflussen kann.

Unsere Methode basiert auf richtig ändern eine frühere Entdeckung darüber, wie die Bewegungen der solaren Plasma (der meist Wasserstoff-Ionen) und magnetisches Feld versteckt unterhalb der Oberfläche der Sonne die Ausgangsstruktur ein Sonnensturm beeinflussen können. Es ist den solar-Dynamo-Prozess genannt. Dies ist ein physikalischer Vorgang, der geglaubt wird, um das Magnetfeld der Sonne zu generieren. Es ist der Motor und Energiequelle fahren alle beobachtet Sonnenaktivität –, die Sonnenflecken sowie langfristige solare Variabilität und Sonnenstürme enthält.

Wir denken, dass die Kombination dieser veränderten ersten Sturm-Modell mit einer neuen Methode, die frühen Entwicklungsstadien des Sturms enthält zu signifikanten Verbesserungen unserer Prognose vorhersagen führen wird. Die gesamte Sonnensturm Triangulation mithilfe von Kameras an drei Standorten aus NASA STEREO und SOHO Raumfahrzeug in den interplanetaren Raum mit modernen Techniken wir entwickelt haben, ermöglicht ein robusteres Vorhersagesystem. Da diese Kameras an sehr verschiedenen Aussichtspunkten im Raum befinden, können wir ihnen in Verbindung um zu verbessern unsere Schätzungen der gesamten Form und Lage der Sonnensturm – ähnlich wie die Schärfentiefe erreichen wir durch die Welt mit zwei Augen sehen.

Vorhersagen, die passende Realität

Bisher haben wir diese neue vorausschauende Technik auf acht verschiedenen Sonnenstürme, mit den ersten Prognosen zeigen bedeutende Abkommen mit den realen Daten getestet. Weitere fortgeschrittene statistische Tests mit einer größeren Anzahl von Stürmen ist jetzt im NASA Goddard Gemeindezentrum Coordinated Modellierung.

"Wir werden das Modell gegen eine Vielzahl von historischen Ereignissen zu testen", sagte Antti Pulkkinen, Direktor des NASA Goddard Space Wetter Research Center und ein Co-Autor der Publikation. "Wir sehen auch, wie gut es funktioniert auf jeden Fall, die wir im kommenden Jahr beobachten. Am Ende werden wir in der Lage sein, konkrete Informationen über wie zuverlässig ein Prognose-Tool ist es."

Wir arbeiten in Richtung Verbesserung der Benutzeroberfläche und der Umsetzung in die bestehenden Systeme. Nach zuverlässigen und statistisch signifikant für die Prognose nachgewiesen, kann unsere Technik bald eine regelmäßige operatives Instrument durch die Meteorologen am Space Weather Prediction Center bei NOAA eingesetzt werden.

Neel Savani ist Forschung Fakultät Weltraumwetter an University of Maryland, Baltimore County.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch. Lesen Sie den original Artikel. Bild von der NASA.