Solstormer: Påvirkning på teknologi og infrastruktur i dag

Hva som skjer når solen luner seg

Når du ser nordlyset danse over himmelen en kald natt, ser du resultatet av aktivitet på soloverflaten. Solstormer sender magnetisert plasma mot jorden, noe som utgjør romvær og kan påvirke navigasjonssystemer, kraftnett og satellitter ifølge Store norske leksikon. For infrastrukturplanleggere og kraftselskap er romvær en operasjonell utfordring.

Solen gjennomgår perioder med ulike aktivitetsnivåer. Når aktiviteten er høy, oppstår det flere solflekker og økt sannsynlighet for kraftige utbrudd. For mennesker på bakken er risikoen liten, men romvær kan påvirke teknologi og infrastruktur. Denne artikkelen gjør deg kjent med mekanismen bak, påvirkningene som betyr noe, og hvorfor det er verdt å følge romværet.

Hvordan solstormer oppstår: Fra solflekker til eksplosjoner

Solens overflate er et kaotisk sted med stor aktivitet. Solen gjennomgår en aktivitetssyklus på om lag elleve år, der magnetfeltet endres ifølge Store norske leksikon. Dette skaper områder med intens magnetisk energi — solflekker — hvor feltlinjene er spente. Når feltlinjene reorganiseres, frigjøres enorme mengder energi. En stor solflekk kan være større enn hele jorden ifølge Store norske leksikon. Et utbrudd kan sende ut plasma med hastigheter opp mot 2000 kilometer i sekundet ifølge Store norske leksikon.

Det finnes ulike typer utbrudd. Koronal masseutsendelse, eller CME, er når magnetisert plasma skytes ut fra solen ifølge Store norske leksikon. Solare bluss er kraftige utbrudd av energi og partikler. Når slike utbrudd treffer jorden, kan det oppstå en geomagnetisk storm. Jordens magnetfelt virker som et skjold rundt planeten, men når trykket fra solstormene blir høyt nok, presses magnetfeltet sammen ifølge Store norske leksikon.

Solens ellevårsrhytme og nåværende aktivitet

Solastronomer vet at solen ikke er konstant aktiv. Den gjennomgår naturlige aktivitetssykluser som varer omtrent elleve år ifølge Store norske leksikon. Antall solflekker øker og minker, og når syklusen er på toppen — solmaksimum — ser man flest flekker og flere utbrudd. Tiden med færrest flekker kalles solminimum ifølge Lille norske leksikon.

Når det er solmaksimum, øker sannsynligheten for kraftige solstormer og nordlys ifølge Lille norske leksikon. Nordlyssonen ligger i en sirkelformet sone sentrert i en avstand av 23 grader fra den geomagnetiske pol, med en bredde på om lag 10 grader ifølge Store norske leksikon. Her vil man ha godt synlig nordlys mer enn 50 prosent av alle netter, selv i perioder med lav solaktivitet ifølge Store norske leksikon. Mennesker har sett nordlys langt sør i Europa under spesielle forhold ifølge Lille norske leksikon.

Nordlys og sørslys: Jordens lysshow fra romvær

Det synlige nordlyset er romværens vakreste gave. Når en solstorm treffer jordatmosfæren, sendes elektrisk ladede partikler ned mot magnetpolene. Disse partiklene kolliderer med atomer og molekyler i øvre atmosfære, omtrent 100 kilometer over bakken ifølge Store norske leksikon. Kollisjonene eksiterer atomene, og når de går tilbake til et stabilt energinivå, sendes det ut lys ifølge Store norske leksikon.

Bølgelengden på lyset avhenger av gasstype og eksitasjonsnivå ifølge Store norske leksikon. Nordlys har ofte grønn farge, men kan også være rødt eller fiolett ifølge Lille norske leksikon. Sørslys, eller aurora australis, oppstår på samme måte på den sørlige halvkule når partikler ledes inn til polarområdene i sør ifølge Store norske leksikon.

Når solstormer slår ut strøm, GPS og satelitter

Hvis solstormene bare skapte nordlys, ville de vært et rent naturfenomen. Men energien som romvær sender til jordatmosfæren og magnetfeltet, påvirker også det høyteknologiske samfunnet. Satellitter i bane rundt jorden blir bombardert av partikler under stormer. Dette kan ødelegge elektronisk utstyr og instrumenter i satellitter over tid ifølge Store norske leksikon.

For GPS er problemet at signalene fra satellittene kan forstyrres av endringer i ionosfæren. Raske og uforutsigbare endringer i antall frie elektroner i ionosfæren kan forstyrre signalene som brukes av satellittnavigasjonssystemer som GPS ifølge Store norske leksikon. Kraftnett er særlig sårbare fordi sterke strømmer i ionosfæren kan indusere strømmer i jordoverflaten og i elektrisk ledende strukturer på bakken. I ekstreme tilfeller kan kraftforsyningen bryte sammen ifølge Store norske leksikon. Den mest kjente hendelsen er kraftutbruddet i Quebec i Canada 6. mars 1989, da en kraftig geomagnetisk storm lammet den elektriske krafttilførselen ifølge Store norske leksikon.

Romværens påvirkninger: Tall og fakta

Solstormer sender kolossal energi og partikler mot jorden. Partikkeltettheten i solvinden er rundt 3–10 partikler per kubikkcentimeter, mens den i en solstorm er mellom 2000 og 18 000 partikler per cm³, og hastigheten kan nå opp mot 2000 kilometer i sekundet ifølge Store norske leksikon.

Påvirkning på mennesker, flypersonell og romastronaut

Et vanlig spørsmål er om solstormer er farlige for mennesker på bakken. Risikoen er liten fordi jordens magnetfelt og atmosfære beskytter mot de fleste partiklene. For astronauter i rommet er situasjonen en annen.

Energirike partikler fra solstormer kan trenge gjennom romfartøy og ødelegge elektronisk utstyr. Astronauter som blir truffet av slike partikler, har økt risiko for kreft ifølge Store norske leksikon.

Gigantiske solstormer fra fortiden

Den mest kjente hendelsen er Carrington-hendelsen 1. september 1859, da den britiske astronomen Richard Carrington observerte et ekstremt kraftig utbrudd på solen som ble etterfulgt av merkbare jordmagnetiske forstyrrelser og betydelig nordlysaktivitet ifølge Store norske leksikon.

En lignende kraftig solstorm fant sted 6. mars 1989 og lammet den elektriske krafttilførselen for Quebec i Canada ifølge Store norske leksikon. Et tilsvarende kraftig utbrudd 23. juli 2012 unngikk så vidt å treffe jorden ifølge Store norske leksikon, og et slikt utbrudd ville skapt store problemer for dagens teknologibaserte samfunn dersom det hadde truffet.

Hvordan verden varsles om solstormer

Solstormer som er på vei mot jorden, kan oppdages før de treffer. Teleskoper og satellitter følger med på solen hele tiden ifølge Lille norske leksikon. Satellitter som Advanced Composition Explorer (ACE) og Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) måler egenskaper ved solvinden ifølge Store norske leksikon. Dette gjør det mulig å forutsi mange romværfenomener.

I tillegg brukes satellittene SOHO, Stereo og Solar Dynamics Observatory (SDO) til å observere soloverflaten og atmosfæren i ulike bølgelengder ifølge Store norske leksikon. Romværvarsling benyttes for å iverksette skadereduserende tiltak og for å forberede kritisk infrastruktur ifølge Store norske leksikon.

Hva som fører til nordslysdanser

Nordlyset oppstår når strømmer av elektrisk ladede partikler trenger inn i det jordmagnetiske feltet og kolliderer med atmosfærens atomer og molekyler ifølge Store norske leksikon. Dette viser at jorden konstant påvirkes av aktiviteten på solen.

Solen sender til enhver tid ut en strøm av elektrisk ladede partikler, kalt solvind. I vekselvirkningen mellom solvinden og jordens magnetfelt dannes det et magnetisk hulrom rundt jorden, magnetosfæren, hvor solvinden ikke trenger inn ifølge Store norske leksikon. Det finnes imidlertid åpninger i polarkløftene og i haleregionen, hvor plasma trenger inn og blir ledet til polarområdene.

Effekter av romvær

Romvær kan variere fra rolig til ekstremt. Under rolige forhold er nordlyset svakt og begrenset til områder nær polene. Når solvinden er sterk, blir nordlyset sterkere og kan ses lenger fra polene ifølge Lille norske leksikon. Kraftig romvær kan føre til globale magnetiske stormer, sterkt nordlys og strømmer i jordoverflaten som påvirker kraftforsyning og ledninger ifølge Store norske leksikon.

• Rolig romvær gir svakt nordlys som ofte bare er synlig langt nord.
• Kraftig solvind gir sterkt nordlys som kan ses lenger fra polene.
• Sterke magnetiske stormer kan forstyrre GPS og radiokommunikasjon.
• Ekstreme tilfeller kan skade satellitter og påvirke kraftforsyningen.

Solens syklus og nordlys

Solen gjennomgår sykluser med høy og lav aktivitet. Når solaktiviteten er på toppen, er det flere solflekker og økt sannsynlighet for kraftige utbrudd som gir nordlys ifølge Lille norske leksikon.

Under kraftig romvær blir nordlysovalen bredere og trekker lenger sør ifølge Store norske leksikon. Dette gjør at nordlys kan observeres lenger unna polene enn vanlig. For dem som vil oppleve nordlys, betyr det at aktivitetsperioder gir flere og sterkere forestillinger, spesielt i områder som Nord-Norge.

Konsekvenser for infrastruktur og teknologi

Solstormer kan påføre samfunnet store kostnader når de treffer kritisk infrastruktur. Utbrudd kan skade satellitter, forstyrre strømforsyning og påvirke navigasjonssystemer ifølge Store norske leksikon.

Infrastruktur avhengig av rom- og luftmiljøet

Moderne samfunn er gjennomsyret av elektronikk og trådløse systemer som alle er potensielt utsatt for påvirkning fra kosmisk romvær og partikkelstråling ifølge Store norske leksikon.

Hva du kan gjøre nå og framover

Hvis du er en vanlig jordboer, trenger du ikke å frykte solstormene. Du kan likevel dra nytte av perioder med høy solaraktivitet. Installer en app eller følg med på varsler som bruker data fra romværsatellitter, slik at du får beskjed når aktiviteten stiger. Da kan du planlegge en nordlystur eller være forberedt.

Hvis du bor i eller planlegger en reise til Nord-Norge, er perioder med høy aktivitet ideelle for nordlyssafari. Velg mørke netter og steder med klar himmel. Pakk varme klær og ta med fotoutstyr. Hvis du arbeider med infrastruktur eller kraft, bør du ta romvær alvorlig i planleggingen og sjekke varsler regelmessig for å forberede systemene.