Aurinkomyrsky
Aurinkomyrsky on Auringossa tapahtuva voimakas hiukkaspurkaus, josta tulee hiukkaspilvi Maahan. Auringonpilkkujen magneettikentät yhtyvät, jolloin auringon kaasukehästä purkautuu noin miljoona-asteista, voimakkaasti magnetisoitunutta plasmaa eli ionisoitunutta kaasua.[1] Yleensä se näkyy revontulina, mutta voi aiheuttaa myös sähköhäiriöitä ja vaurioita sähkölaitteille.[2]
Suomessa muuntajat eivät ole normaalien aurinkomyrskyjen vuoksi vaarassa, sillä muuntajiin ei täällä synny suuria magneettisia virtoja. Myrsky voidaan ennakoida magneettikenttiä tutkimalla. Myrskyjen määrä vaihtelee 11 vuoden jaksoissa, ja edellinen huippu oli kesä-heinäkuussa 2013. Myrskyjen voimakkuus ei kuitenkaan riipu vaihtelujakson vaiheesta. Hiukkasten nopeus on 6,4 miljoonaa kilometriä tunnissa.[2]
Vaikutukset maapallolla muokkaa
Sähköisten järjestelmien häiriöt muokkaa
On arvioitu, että voimakkuudeltaan vuoden 1859 aurinkomyrskyä vastaava hiukkaspurkaus aiheuttaisi miljardien dollarien vahingot satelliiteille, sähköverkoille ja radiotaajuiselle tietoliikenteelle, sekä aiheuttaisi laajoja sähkökatkoja.[3]
Tietoliikenne muokkaa
HF-taajuusalueen (3–30 MHz) radiolähetykset häiriintyvät aurinkomyskyistä, sillä niiden toiminta perustuu aaltojen heijastumiseen ilmakehän ionosfääristä. Aurinkomyrskyn aikana ionosfääri on epävakaa, mikä voi estää radioaaltojen heijastumisen.
Tietoliikennesatelliittien vahingoittuminen aiheuttaa katkoksia satelliittipohjaisiin puhelin- ja internetyhteyksiin sekä televisiolähetyksiin.[4]
muokkaa
Satelliittinavigointijärjestelmät kuten GPS ja GLONASS häiriintyvät aurinkomyrskyjen aikana, sillä ionosfäärin epävakaustila aiheuttaa signaalien katkonaisuutta.
Satelliittien laitteisto muokkaa
Aurinkomyskyjen aikana erityisesti korkealla, kuten geostationaarisella radalla maata kiertävät satelliitit ovat alttiita vahingoittumiselle. Satelliitti voi varautua sähköisesti ja näin syntyneiden suurien varauserojen tasoittuminen voi vaurioittaa satelliitin elektronisia komponentteja. Suurienergiset hiukkaset voivat myös läpäistä satelliitin kuoren ja siten vahingoittaa komponentteja suoraan.[5]
Sähkönsiirtoverkot muokkaa
Aurinkomyrskyt voivat vaikuttaa myös sähkönsiirtoverkkoihin aiheuttaen vakavissa tapauksissa laajoja sähkökatkoja. Maapalloon osuva hiukkaspilvi saa magnetosfäärissä aikaan nopeita muutoksia, jotka aiheuttavat geomagneettisesti indusoituneita virtoja maanpinnalle, tekniseen infrastruktuuriin ks. Faradayn induktiolaki. Nämä virrat kulkevat erityisesti sähköä johtavissa rakennelmissa, kuten sähköverkoissa sekä kaasuputkissa. Ylimääräinen virta sähkönsiirtoverkossa voi johtaa muuntajien kyllästymiseen tai niihin kytketyn laitteiston virhetoimintoihin. Suomessa käytössä olevat muuntajatyypit kestävät testien mukaan hyvin aurinkomyrskyjen vaikutuksia. Aurinkomyrskyjen voimakkuus ja sijainti vaihtelee maapallolla. On arvioitu, että pahimmassa mahdollisessa tapauksessa aurinkomyrsky pystyisi tuottamaan sähkökenttiä, joiden voimakkuus on jopa 20 V/km.[6]
Aurinkomyrskyt ovat aiheuttaneet muuntajan tuhoutumisen ainakin Yhdysvalloissa, sekä sähkökatkoksia Kanadan Quebecin osavaltiossa vuonna 1989 ja Ruotsin Malmössä vuonna 2003. Quebecissa katko kesti tunteja ja Malmössä useita kymmeniä minuutteja.[7][8]
Häiriöiltä suojautuminen muokkaa
Häiriöltä suojautuminen sähkönsiirtoverkoissa muokkaa
Sähkönsiirtoverkoissa esiintyviä häiriöitä voidaan ehkäistä käyttämällä erilaisia tasasähköisiä komponentteja, kuten DC-sivusuodattimia, -inverttereitä ja -johtoja.
Johtojen pitäisi olla kummastakin päästä maadoitettuja. Ne tulisi asentaa niin lähelle toisiaan kuin mahdollista, sillä johtojen välinen etäisyys vaikuttaa suoraan antennivahvistukseen. Häiriöitä voidaan vähentää myös käyttämällä foliolla kehystettyjä aurinkomoduuleja.[9]
Tapahtuneita aurinkomyrskyjä muokkaa
Voimakas myrsky iskeytyi maahan tammikuussa 2012. Se oli voimakkain kuuteen vuoteen ja viisiportaisella asteikolla voimakkuudeltaan kolmostasolla.[10]
Saman vuoden heinäkuussa (26.7.2012) iski voimakas koronan massapurkaus maan kiertoradalle. Maahan osuessaan se olisi voinut tuhota globaalisti koko sähköverkon. Tämä myrsky oli vähintään yhtä iso kuin vuoden 1859 myrsky, josta käytetään löytäjänsä Richard Carringtonin mukaan nimitystä Carrington Event.[11] Se tapahtui vuonna 1859, jolloin jättimäinen auringon roihupurkaus sai aikaan revontulia, jotka näkyivät koko maapallolla, erityisesti Karibialla.[12][13]
Kanadan Quebec pimeni aurinkomyrskyn johdosta vuonna 1989 ja vuonna 2003 maahan iski lähivuosien voimakkain aurinkomyrsky, joka oli voimakkuudeltaan X40.[14]
Katso myös muokkaa
Lähteet muokkaa
- ↑ Aurinkomyrskyä sietää varoa Tiede. 17.8.2010. Viitattu 11.4.2018.
- ↑ a b Ville Similä, Aurinkomyrsky iski maahan, HS s. B 4, 25.1.2012 (suomeksi)
- ↑ National Research Council: Severe Space Weather Events--Understanding Societal and Economic Impacts: A Workshop Report nap.edu. 31.12.2008. Viitattu 7.10.2016.
- ↑ Solar Storms Could Be Earth's Next Katrina. NPR.org, 26. helmikuuta 2010. Artikkelin verkkoversio.
- ↑ Gordon D. Holman: Space Weather: What impact do solar flares have on human activities? hesperia.gsfc.nasa.gov.
- ↑ John Kappenman: Geomagnetic Storms and their Impacts on the U.S. Power Grid. Metatech Corporation, 2010.
- ↑ Maanpäälliset sähkövirrat – Ilmatieteen laitos ilmatieteenlaitos.fi. Viitattu 11.4.2018.
- ↑ Rob Garner: NASA Helps Power Grids Weather Geomagnetic Storms NASA. 4.11.2015. Arkistoitu 4.11.2016. Viitattu 11.4.2018. (englanniksi)
- ↑ Yaroslav Smirnov: RF disturbances produced by high-power photovoltaic solar plants, s. 63. Lappeenranta University of Technology, 2011.
- ↑ Yle.fi 25.1.2012 (suomeksi)
- ↑ "Jos se olisi osunut": Ihmiskunta väisti katastrofin vuonna 2012 Digitoday. 26.7.2014. Sanoma. Viitattu 28.7.2014.
- ↑ Timeline: The 1859 Solar Superstorm. Scientific American, 29. heinäkuuta 2008. www.sciam.com. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 16. helmikuuta 2011. (englanniksi)
- ↑ Philips, Tony. "Severe Space Weather--Social and Economic Impacts", NASA Science: Science News, science.nasa.gov, 21. tammikuuta 2009. Luettu 16. helmikuuta 2011. Archived from the original on 4.4.2009. (englanniksi)
- ↑ Suomessa odotetaan jo aurinkomyrskyä Ilta-Sanomat. 8.1.2014. Arkistoitu 30.9.2015. Viitattu 11.4.2018.