Op 1 september 1859, zonne-astronoom Richard Carrington was getuige van zonnevlekken die plotseling en kort fel flitsten voordat ze verdwenen. De volgende dag vlak voor zonsopgang, aurora's barstten los over het grootste deel van de aarde, het reikte zo ver naar het zuiden als het Caribisch gebied en Hawaï, terwijl het zuidelijke licht zo ver noordelijk als Chili werd gezien. Het evenement produceerde niet alleen een zichtbare lichtshow in gebieden waar ze normaal niet verschijnen, maar het stuurde ook telegraafsystemen over de hele wereld in de war.

Gezien de stand van de technologie in Carrington's tijd, de impact van een geomagnetische storm bleef beperkt tot storingen van de telegraafdienst. Als er vandaag iets soortgelijks is gebeurd, de technologische infrastructuur van de wereld zou tot stilstand kunnen komen. Extreme ruimteweergebeurtenissen zoals geomagnetische stormen zijn nu meer storend dan in het verleden. Dit komt door onze grotere afhankelijkheid van technische systemen die kunnen worden beïnvloed door elektrische stromen en energetische deeltjes hoog in de atmosfeer van de aarde.

De dreiging van het ruimteweer

We zouden de ruimte kunnen zien als een stille, lege leegte en de zon als slechts een verre bron van licht en warmte. Dit is niet noodzakelijk waar. De zon en de aarde zijn op complexere, intieme en soms gevaarlijke manieren.

Zonnevlekken zijn tijdelijke verschijnselen op de fotosfeer van de zon die donkerder lijken dan de omliggende gebieden. Zonnevlekken kunnen continu veranderen en kunnen slechts enkele uren tot dagen aanhouden; of zelfs maanden voor de meer intense groepen. Het is al lang bekend dat het totale aantal zonnevlekken varieert met een herhaling van ongeveer 11 jaar die bekend staat als de zonnecyclus. De piek van zonnevlekactiviteit staat bekend als het zonnemaximum en de stilte staat bekend als het zonneminimum.

Geeft intense magnetische activiteit aan, zonnevlekken vergezellen secundaire verschijnselen zoals uitbarstingen van elektromagnetische straling (fakkels) en coronale massa-ejecties (CME) - dit zijn plotselinge uitbarstingen van materiaal - vergezeld van zonne-energetische deeltjes (SEP's). Een zonnevlam is een plotselinge afgifte van energie van de zon, terwijl een CME heet plasma van de zon de ruimte in schiet.

De precieze mechanismen die flares en CME's veroorzaken, worden nog steeds besproken, maar hoe groter de groep zonnevlekken, hoe intenser de zonneactiviteit is. De zon werpt voortdurend hoogenergetische elektronen uit, protonen en andere kernen die de aarde bombarderen. Zonnevlammen en CME's sturen enorme hoeveelheden energie en geladen deeltjes die in botsing komen met de bovenste atmosfeer van de aarde, waar ze geomagnetische stormen kunnen veroorzaken.

Geladen deeltjes tijdens geomagnetische stormen veroorzaken verstoringen in het aardmagnetisch veld, effecten genereren op elektrische systemen. Geomagnetische stormen produceren tal van effecten, zoals spanningsverstoringen die leiden tot stroomuitval; veranderingen in bodemspanning die corrosie in oliepijpleidingen versterken; storing in satelliet, radio- en cellulaire communicatienetwerken; blootstelling aan verhoogde stralingsniveaus; en kortingen op vluchten met polaire routes.

Voor het grootste gedeelte, het magnetisch veld van de aarde beschermt de mens tegen het spervuur ​​van straling die van de zon komt. Echter, Het aardmagnetisch veld is aan beide polen zwakker en daarom komen sommige deeltjes de aardatmosfeer binnen via geomagnetische stormen.

Zonne-weerseffecten

De nadelige economische effecten van zonneactiviteit op het Noord-Amerikaanse elektriciteitsnet zijn goed gedocumenteerd. Bijvoorbeeld, vier procent van de stroomstoringen tussen 1992 en 2010 die aan het Amerikaanse ministerie van Energie zijn gemeld, is toe te schrijven aan sterke geomagnetische activiteit.

Ik ben al een tijdje bezig met de economische effecten van klimaatverandering en dacht:"Hoe zit het met de zon?"

interessant, terwijl de studie van ruimteweer een snel groeiend veld is, academisch werk om de algemene sociale en economische effecten ervan te beoordelen, lijkt nog in de kinderschoenen te staan.

Ik werk momenteel samen met een van mijn voormalige afgestudeerde studenten, Zichun Zhao, over de economische gevolgen van ruimteweer. Onze proxymaat voor zonneactiviteit is het aantal zonnevlekken geproduceerd door de zon op een bepaald moment en, gelukkig, deze gegevens zijn openbaar beschikbaar.

In onze empirische analyse we ontdekten dat het bruto binnenlands product (bbp) van de 34 landen van de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling afneemt naarmate de zonneactiviteit toeneemt. Gemiddeld, Het BBP daalt met ten minste 0,06 procent voor elke toename van één procent in zonneactiviteit.

We vinden dat de negatieve economische effecten van geomagnetische stormen groter zijn op de noordelijke breedtegraden. Echter, de effecten van geomagnetische stormen zijn niet beperkt tot hoge breedtegraden en zijn gedocumenteerd in het Verenigd Koninkrijk, Finland, Zweden, Spanje, de VS, Canada, Zuid-Afrika, Japan, China en Brazilië.

Onze empirische resultaten geven aan dat de schade veroorzaakt door aardmagnetische stormen veel groter is in de informatie- en communicatiesectoren.

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