Recente ontwikkelingen in de voorhoede van de astronomie stellen ons in staat om te zien dat planeten die om andere sterren draaien weer hebben. Inderdaad, we hebben geweten dat andere planeten in ons eigen zonnestelsel weer hebben, in veel gevallen extremer dan de onze.

Ons leven wordt beïnvloed door kortstondige atmosferische variaties van het weer op aarde, en we vrezen dat klimaatverandering op langere termijn ook een grote impact zal hebben. De onlangs bedachte term "ruimteweer" verwijst naar effecten die zich voordoen in de ruimte, maar die de aarde en de regio's eromheen beïnvloeden. Subtieler dan meteorologisch weer, ruimteweer werkt meestal in op technologische systemen, en heeft potentiële gevolgen die variëren van communicatiestoringen tot storingen in het elektriciteitsnet.

Het vermogen om ruimteweer te voorspellen is een essentieel hulpmiddel bij het geven van waarschuwingen, zodat mitigatie kan worden geprobeerd, en hopelijk in extreme gevallen, een ramp voorkomen.

De geschiedenis van weersvoorspellingen

We zijn nu gewend aan grootschalige meteorologische voorspellingen die vrij nauwkeurig zijn voor een tijdschaal van ongeveer twee weken.

Wetenschappelijke weersvoorspellingen ontstonden ongeveer een eeuw geleden, waarbij de term "front" wordt geassocieerd met de Eerste Wereldoorlog. Meteorologische voorspelling is gebaseerd op een goede kennis van de onderliggende theorie, gecodeerd in enorme computerprogramma's die op de meest geavanceerde computers draaien, met enorme hoeveelheden invoergegevens.

Belangrijke aspecten van het weer, zoals vochtgehalte, kan worden gemeten door satellieten die continu monitoren. Andere metingen zijn ook gemakkelijk te nemen, bijvoorbeeld, tegen de bijna 2, 000 weerballonnen die elke dag worden gelanceerd. Het verkennen van de grenzen in weersvoorspellingen leidde tot de chaostheorie, soms het 'vlindereffect' genoemd. De opeenhoping van fouten brengt de praktische limiet van twee weken met zich mee.

In tegenstelling tot, de voorspelling van ruimteweer is pas echt betrouwbaar ongeveer een uur van tevoren!

zonne-effecten

Het meeste ruimteweer is afkomstig van de zon. Zijn buitenste atmosfeer blaast met supersonische snelheden de ruimte in, hoewel bij zo'n lage dichtheid dat de interplanetaire ruimte zeldzamer is dan wat in onze laboratoria als een vacuüm wordt beschouwd. In tegenstelling tot winden op aarde, deze zonnewind voert een magnetisch veld mee. Dit is veel kleiner dan het eigen veld van de aarde dat we met een kompas aan de oppervlakte kunnen detecteren, en veel kleiner dan die in de buurt van een koelkastmagneet, maar het kan interageren met de aarde, met een belangrijke rol in het ruimteweer.

De zeer dunne zonnewind, met een zeer zwak magnetisch veld, kan niettemin de aarde gedeeltelijk beïnvloeden omdat het interageert met een grote magnetische bel rond de aarde, de magnetosfeer genoemd, over een zeer groot gebied, minstens honderd keer zo groot als het oppervlak van onze planeet. Net zoals een briesje dat nauwelijks een draad kan bewegen een enorm zeilschip kan bewegen wanneer het op de grote zeilen wordt gevangen, het effect van zonnewind, door zijn directe druk (zoals op een zeil) of door zijn magnetisch veld dat in wisselwerking staat met dat van de aarde, enorm kan zijn.

Als het beginpunt, de zon zelf is een ziedende massa van heet gas en magnetische velden, en hun interactie is complex, soms zelfs explosief. Magnetische velden zijn geconcentreerd in de buurt van zonnevlekken, en produceren elektromagnetische verschijnselen zoals zonnevlammen (de naam zegt het al) en coronale massa-ejecties. Net als bij tornado's op aarde, we weten in het algemeen wanneer de omstandigheden gunstig zijn voor deze plaatselijke explosies, maar nauwkeurige voorspelling is moeilijk.

Zelfs wanneer een gebeurtenis wordt gedetecteerd, als een grote massa vasten, heet en dicht gas wordt in onze richting geschoten (en zo'n "wolk" is op zijn beurt moeilijk te detecteren, die op ons afkomt tegen de schittering van de zon), er is nog een complicerende factor bij het voorspellen van het gevaar.

Magnetische velden detecteren

In tegenstelling tot de detecteerbare, soms zelfs zichtbaar watergehalte in de atmosfeer dat zo belangrijk is in de meteorologie, het magnetische veld van gas dat door de zon wordt uitgestoten, ook in hete en dichtere wolken door explosies, op afstand bijna niet te zien. Het effect van een interplanetaire wolk wordt aanzienlijk versterkt als de richting van zijn magnetische veld tegengesteld is aan het eigen veld van de aarde, waar hij de barrière van de magnetosfeer van de aarde raakt. In dat geval, een proces dat bekend staat als "herverbinding" zorgt ervoor dat veel van de energie van de wolk kan worden overgebracht naar het gebied in de buurt van de aarde, en zich grotendeels ophopen aan de nachtzijde, ondanks dat de wolk de kant van de zon raakt.

Door secundaire processen, meestal met verdere heraansluiting, deze energie produceert ruimteweereffecten. De stralingsgordels van de aarde kunnen enorm worden geactiveerd, astronauten en zelfs satellieten in gevaar brengen. Deze processen kunnen ook heldere aurora's produceren, wiens schoonheid gevaar verbergt omdat ze op hun beurt magnetische velden produceren. Een generatoreffect vindt plaats wanneer dansende aurora's magnetische velden laten variëren, maar in tegenstelling tot de generatoren die veel van onze elektriciteit produceren, de elektrische velden van aurora's zijn ongecontroleerd.

De elektrische velden van poollicht zijn klein, en niet waarneembaar voor menselijke zintuigen. Echter, over een zeer groot gebied kunnen ze opbouwen om een ​​aanzienlijke spanning aan te leggen. Het is dit effect dat een gevaar vormt voor onze grootste infrastructuur, zoals elektriciteitsnetten. Om te voorspellen wanneer dit zou kunnen gebeuren, we zouden van een afstand de grootte en richting van het magnetische veld in een inkomende ruimtewolk moeten meten. Echter, dat onzichtbare veld is onopvallend en moeilijk te detecteren totdat het bijna bij ons is.

Satellietmonitoren

Door de zwaartekrachtswetten van banen, een satelliet die continu magnetische velden bewaakt door directe meting, moet ongeveer 1,6 miljoen kilometer van de aarde verwijderd zijn, tussen ons en de zon honderd keer verder weg. Een magnetische wolk die kleine ruimteweereffecten veroorzaakt, doet er gewoonlijk ongeveer drie dagen over om van de zon naar de aarde te komen. Een echt gevaarlijke wolk, van een grotere zonne-explosie, kan maar een dag duren. Omdat onze monitoringsatellieten relatief dicht bij de aarde zijn, we weten de cruciale richting van het magnetische veld slechts één uur voor de inslag. Dit is niet veel tijd om kwetsbare infrastructuur voor te bereiden, zoals stroom- en communicatienetwerken en satellieten, om het beste te overleven.

Aangezien de vloten van satellieten die nodig zijn om een ​​betere waarschuwing te geven, niet eens op de tekentafel liggen, we moeten vertrouwen op geluk in het licht van het ruimteweer. Het is misschien een kleine troost dat het komende zonnemaximum - wanneer het oppervlak van de zon tijdens een cyclus het meest actief is en naar verwachting in 2025 zijn hoogtepunt bereikt - naar verwachting mild zal zijn.

Het kan Mark Twain zijn die zei:"Het is moeilijk om voorspellingen te doen, vooral over de toekomst, " maar het is zeker waar in het geval van ruimteweer.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.