Aug 03

Avaruussää levoton Auringon koronan massapurkauksen takia

415272main_aas-eclipse-03-full

Ilmatieteen laitoksen avaruussääennusteen mukaan avaruussää muuttui tiistaina häiriöisemmäksi. Pimeään vuodenaikaan tämä tarkoittaisi sitä, että revontulet olisivat mahdollisia myös Lappia etelämpänä. Näin keskikesällä revontulet eivät yleensä ole nähtävissä öiden valoisuuden takia, mutta himmeitä revontulia havaittiin viime yönä ainakin Turussa.

Tällä kertaa lisääntyneen häiriöisyyden syynä oli Auringon koronan massapurkaus. “Koronan massapurkaus lähti Auringosta kohti Maata perjantain vastaisena yönä, ja se saavutti Maan tiistain ja keskiviikon välisenä yönä. Aurinkotuulen magneettikenttä oli pohjoisen suuntainen ja magneettiset häiriöt kestivät tiistai-iltana vain hetken iltakahdeksan aikaan. Myöhemmin yöllä saatiin oikea geomagneettinen näytös Suomeen, vaikka maailmanlaajuinen avaruusmyrsky jäikin pieneksi eli kuului luokkaan G1. Himmeitä revontulia kuitenkin nähtiin mm. Turussa, joten revontulikausi tuli samalla avatuksi”, Ilmatieteen laitoksen tutkija Ilkka Sillanpää kertoo.

Geomagneettiset häiriöt mahdollisia

“Avaruussääennusteella halutaankin kertoa revontulten lisäksi geomagneettisten häiriöiden mahdollisuudesta”, Ilkka Sillanpää sanoo. Vaikka revontulet syttyvät pienestäkin geomagneettisesta myrskystä usein Etelä-Suomenkin päällä, niin maanpäällisiä häiriöitä teknologisiin järjestelmiin voi odottaa vain vakavista G4-luokan avaruusmyrskyistä. Osuessaan maapallon magneettikentän hallitsemaan alueeseen Auringon syöksemät  isot kaasupurkaukset voivat aiheuttaa voimakkaita häiriöitä Maan magneettisessa ympäristössä. Nämä ns. geomagneettiset myrskyt voivat aiheuttaa revontulien lisäksi haittavaikutuksia erilaisille teknologisille järjestelmille, jollaisia ovat esimerkiksi suurjännitejohdot, satelliitit ja lentokoneet, jotka ovat alttiita avaruussään vaihteluille. Nopeat magneettikentän muutokset voivat synnyttää myös sähkövirtoja laajoihin maanpäällisiin johdinverkkoihin, kuten sähköjohtoihin sekä öljy- ja kaasuputkiin. Sähköverkoissa ne voivat pahimmillaan aiheuttaa laajoja sähkökatkoja tai jopa vaurioittaa muuntajia. Muita rajusta avaruussäästä kärsiviä järjestelmiä on esimerkiksi pitkän kantaman radioliikenne. Maata kiertävissä satelliiteissa ja esimerkiksi satelliittipaikannuksessa voi ilmetä tavallista runsaammin toimintahäiriöitä avaruusmyrskyjen aikana.  “Kaikkia teknologioita ei ole testattu koskaan ääritilanteessa, sillä edellinen todella suuri avaruusmyrsky tapahtui vuonna 1859”, Ilkka Sillanpää toteaa.

Ilmatieteen laitos seuraa avaruussäätilannetta myös joka arkipäivä julkaistavassa tiedotteessa, joka julkaistaan osoitteessa http://ilmatieteenlaitos.fi/avaruussaa. Tiedotteessa arvioidaan revontulten ja Auringon aiheuttamien radiohäiriöiden todennäköisyyttä lähipäivinä.

Lisätietoja:

Lue lisää avaruusmyrskyjen haittavaikutuksista:

http://atmoslehti.fi/ilmassa/avaruussaaennusteiden-avulla-voidaan-varautua-avaruusmyrskyjen-haitallisiin-vaikutuksiin/

Dec 29

Revontulia odotettavissa torstain vastaisena yönä

626125main_iss030e097783_full

Ilmatieteen laitoksen avaruussäätiedotteen mukaan Auringossa tapahtui eilen voimakkuudeltaan melko vaatimaton mutta pitkäkestoinen roihupurkaus, joka voi aiheuttaa näyttäviä revontulia, jos pilvisyys sallii niiden näkymisen.

Roihupurkaus lähetti avaruuteen samalla myös koronan massapurkauksen. Massapurkaus lähti jokseenkin suoraan kohti Maata ja on melko nopea: sen arvioidaan saapuvan keskiviikkona noin klo 18 Suomen aikaa. Maahan osuessaan massapurkaus aiheuttanee pienen tai kohtalaisen geomagneettisen myrskyn. Jos tämä tapahtuu kun Suomessa on yö, revontulia näkyy suurimmassa osassa maata, hyvällä todennäköisyydellä etelärannikolla asti. Revontulet näkyvät parhaiten pilvettöminä öinä. Torstain vastaisena yönä on ennusteen mukaan enimmäkseen pilvistä, mutta jos pilvipeite repeilee, kannattaa tarkkailla taivasta revontulten varalta. Päivänvalo estää meitä havaitsemasta keskipäivän revontulia muualla kuin talven pimeimmillä kaamosalueilla.

“Kannattaa pitää mielessä, että massapurkauksen saapumisajankohtaa ei voi tunnin tarkkuudella ennustaa. Jos purkaus saapuu keskiviikkoiltana, kuten tämänhetkinen arvio on, ajoitus on ihanteellinen pitkäkestoiselle revontulinäytökselle Suomessa”, Ilmatieteen laitoksen avaruustutkija Tiera Laitinen arvioi.

Massapurkauksen mentyä ohi Maa jäänee muutamaksi päiväksi nopeampaan aurinkotuulen virtaukseen, joka on peräisin Auringon pohjoisella puoliskolla olevasta laajasta koronan aukosta. Myös massapurkauksen vaikutus voi tuntua vielä torstai-iltana.

Mistä revontulien värit syntyvät?

Revontulia virittävät hiukkaset ovat peräisin Auringosta, josta ne sinkoutuvat avaruuteen jopa 1000 kilometrin nopeudella sekunnissa aurinkotuulen mukana. Revontulivalo syntyy tyypillisesti noin 100-200 kilometrin korkeudessa, kun elektronit törmäävät ilmamolekyyleihin lähinnä Maan napa-alueilla, jonne Maan magneettikenttä ohjaa Auringosta peräisin olevat hiukkaset.

Yleensä revontulet ovat vihertäviä. Vihertävä ja punainen revontulivalo johtuu törmäyksistä ilmakehän happiatomeihin, sininen ja violetti puolestaan syntyy, kun hiukkaset törmäävät typpimolekyyleihin.

Avaruussääennuste: http://ilmatieteenlaitos.fi/avaruussaa

Tietoa revontulista: http://ilmatieteenlaitos.fi/tietoa-revontulista

Oct 08

Revontulia kannattaa tarkkailla vielä ensi yönäkin

ISS023-E-58455_lrg

Ilmatieteen laitoksen mukaan revontulien todennäköisyys myös Lappia etelämpänä on vielä ensi yönä tavanomaista korkeammalla tasolla.

Torstaina 8.10. vastaisena yönä aurinkotuulen synnyttämä geomagneettinen myrsky oli voimakas. Revontulia oli näkyvissä koko Suomessa jo pian auringonlaskun jälkeen. Esimerkiksi Helsingissä nähtiin aktiviinen revontulivyö etelätaivaalla. Geomagneettinen aktiivisuus jatkui koko yön ja jatkuu yhä tänään. Aurinkotuulen nopeus on edelleen korkealla, mutta sen magneettikenttä ei ole aivan yhtä suotuisa komeille revontulille kuin 8.10 vastaisena yönä.

Ilmatieteen laitos on julkaissut helmikuusta lähtien kerran arkipäivässä julkaistavassa tiedotteessa arvion revontulten ja Auringon aiheuttamien radiohäiriöiden todennäköisyyden lähipäivinä. Tiedotukseen sisältyy tutkijan kirjoittama lyhyt vapaamuotoinen katsaus avaruussään tilaan. Tiedotus täydentää Auroras Now! -palvelua, joka seuraa revontuliin liittyvää magneettista aktiivisuutta Suomessa.

Revontulia tai muita avaruussään häiriöitä ei pystytä ennustamaan yhtä tarkasti kuin maanpäällistä säätä, koska avaruudessa ei ole yhtä kattavaa havaintoverkkoa kuin maanpinnalla. Aurinkoa tarkkailemalla voidaan kuitenkin jo hyvin arvioida, miten rauhallista tai myrskyisää avaruudessa lähipäivinä on. Siksi avaruussäätiedotuksessa voidaan tiedottaa suotuisista olosuhteista komeille revontulille. Koska kaikki auringonpurkaukset eivät kuitenkaan tuota komeita revontulia, viimeinen vahvistus ennusteille voidaan antaa vasta, kun aurinkotuulen häiriörintama riittävän lähellä Maata. Illan pimetessä onkin hyvä aina katsoa viimeisin avaruussäätutkijan arvio Ilmatieteen laitoksen tiedotteesta ja Auroras Now!- palvelun kuvaus geomagneettisesta aktiivisuudesta.

Ennusteessa mainitut radiohäiriöt eivät vaikuta tavallisen radion kuunteluun, vaan liittyvät pitkän matkan yhteyksiin tietyillä HF-radiotaajuuksilla. Tämä tieto on suunnattu pääasiassa radioamatööreille ja eräille ammattiryhmille.

Aurinko on tällä hetkellä ohittamassa 11-vuotisen aktiivisuusjaksonsa huippua, joten avaruussää on tämän ja parin seuraavan vuoden ajan keskimääräistä kiinnostavampaa seurattavaa.

http://ilmatieteenlaitos.fi/avaruussaa

Feb 16

Onko revontulia odotettavissa? Ilmatieteen laitos on aloittanut avaruussäätiedotusten laatimisen

WS auroraNASAimage

Kuva: NASA

Kerran arkipäivässä julkaistavassa tiedotteessa arvioimme revontulten ja Auringon aiheuttamien radiohäiriöiden todennäköisyyden lähipäivinä. Lisäksi tiedotukseen sisältyy tutkijan kirjoittama lyhyt vapaamuotoinen katsaus avaruussään tilaan. Tiedotus täydentää suosittua Auroras Now! -palveluamme, joka seuraa revontuliin liittyvää magneettista aktiivisuutta Suomessa.

Revontulia tai muita avaruussään häiriöitä ei pystytä ennustamaan yhtä tarkasti kuin maanpäällistä säätä, koska avaruudessa ei ole yhtä kattavaa havaintoverkkoa kuin maanpinnalla. Aurinkoa tarkkailemalla voimme kuitenkin arvioida suuntaa-antavasti, miten rauhallista tai myrskyisää avaruudessa lähipäivinä on. Siksi avaruussäätiedotus kertoo revontulten todennäköisyydestä, mutta niiden tarkempaa aikaa tai paikkaa emme voi ennustaa.

Uudessa tiedotuksessamme keskitymme revontulten osalta Lapin eteläpuoliseen Suomeen, koska Lapissa revontulet ovat yleisiä kaikentyyppisissä avaruussäätilanteissa. Noin tunnin aikajänteellä revontulten todennäköisyydestä kertoo niin Lapissa kuin etelämpänäkin magneettikentän häiriöisyys. Sitä voi edelleen seurata jo pitkään toimineen Auroras Now! -sivustomme kautta.

Ennusteessa mainitut radiohäiriöt eivät vaikuta tavallisen radion kuunteluun, vaan liittyvät pitkän matkan yhteyksiin tietyillä HF-radiotaajuuksilla. Tämä tieto on suunnattu pääasiassa radioamatööreille ja eräille ammattiryhmille.

Aurinko on tällä hetkellä 11-vuotisen aktiivisuusjaksonsa huipulla, joten avaruussää on tämän ja parin seuraavan vuoden ajan keskimääräistä kiinnostavampaa seurattavaa.

Avaruussäätiedotus Ilmatieteen laitoksen sivuilla: www.ilmatieteenlaitos.fi/avaruussaa

Auroras Now!: http://aurora.fmi.fi/public_service/

Lisätietoa avaruussäästä myös teematiedossa: www.ilmatieteenlaitos.fi/avaruus

Oct 24

Auringossa jättiläispilkku – Ilmatieteen laitos seuraa vaikutuksia avaruussäähän

HMIspot_grow2

Jättimäinen auringonpilkkuryhmä näkyy 23.10. lähes keskellä Auringon kiekkoa. Kuva: NASA/SDO

Auringossa on näkyvissä kuluvan auringonpilkkujakson suurin pilkkuryhmä. Se on jo aiheuttanut Maassa pienehköjä radiohäiriöitä, mutta komeita revontulinäytelmiä synnyttäviä hiukkaspurkauksia ei ole vielä havaittu.

Ilmatieteen laitoksen avaruustutkijat seuraavat Auringossa näkyvää poikkeuksellisen suurta auringonpilkkuryhmää. Kyseessä on suurin pilkkuryhmä vuonna 2009 alkaneen meneillään olevan auringonpilkkujakson aikana. Jupiterin kokoinen ympäristöään tummempi läiskä on nyt keskellä Auringon Maahan päin näkyvää puoliskoa, joten siinä tapahtuvat purkaukset suuntautuisivat Maata kohti ja voisivat aiheuttaa täällä voimakkaita avaruussäähäiriöitä.

Auringonpilkut ovat merkkejä voimakkaista magneettikentän keskittymistä Auringon pinnalla. Nyt näkyvään pilkkuryhmään liittyy voimakas ja rakenteeltaan monimutkainen magneettikenttä, jonka energiaa saattaa vapautua räjähdysmäisissä roihupurkauksissa.

Pilkkuryhmä on jo tuottanut kaksi isoa roihupurkausta, joista viimeisin aiheutti Maassa häiriöitä lyhytaaltoisessa radioliikenteessä keskiviikkona 22.10., sekä useita keskikokoisia roihuja. Näihin purkauksiin ei kuitenkaan liittynyt niin kutsuttua koronan massapurkausta eli Auringosta avaruuteen sinkoutuvaa kaasupilveä, jollainen voisi synnyttää Maahan osuessaan komeita revontulinäytelmiä.

Auringon pyörähdysaika on noin 27 vuorokautta, joten jättimäinen pilkkuryhmä pysyy näkyvissä vielä noin viikon ennen kiertymistään Auringon reunan taakse. Roihupurkausten todennäköisyys pilkkuryhmässä on edelleen suuri. Mikäli roihun yhteydessä havaitaan Maata kohti suuntautuva koronan massapurkaus, hienoja revontulia voidaan odottaa yhdestä kolmeen vuorokautta myöhemmin. Revontulista kiinnostuneiden kannattaa siis seurata avaruussäätä tarkasti lähipäivinä.

Ilmatieteen laitos tarkkailee tilanteen kehittymistä ja pilkkuryhmän vaikutuksia avaruussäähän.

Revontulitilanne: Auroras Now! http://aurora.fmi.fi/public_service/

Lisätietoa avaruussäästä: http://ilmatieteenlaitos.fi/avaruussaa

Oct 14

Nature Communications: Auringon aktiivisuus vaikuttaa napa-alueiden otsoniin

Giant_prominence_on_the_sun_erupted

Nature Communications -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan Aurinko vaikuttaa keski-ilmakehän otsoniin ja mahdollisesti sitä kautta ilmastoon alueellisella tasolla, mutta ei globaalisti.

Ihminen on vastuussa ilmastomme globaalista lämpenemisestä lisäämällä kasvihuonekaasujen määrää ilmakehässä. Tuoreen tutkimuksen mukaan Auringon aktiivisuuden vaihtelu vaikuttaa keski-ilmakehän otsoniin ja voi näin olla merkittävä tekijä alueellisen ilmastonvaihtelun selittämisessä.  Ilmastonvaihtelu ei ole ilmastonmuutoksen kaltainen trendi vaan syklittäistä vaihtelua auringon aktiivisuuden mukana. “Havaittu otsonivaihtelu voi osaltaan selittää Pohjois-Euroopan, myös Suomen, lauhojen ja kylmien talvien vuorottelua, sillä aikaisemmissa tutkimuksista on saatu viitteitä siitä, että keski-ilmakehän otsonimuutokset voivat kytkeytyä maan pinnalle asti ja vaikuttaa mm. Atlantilta tuleviin ilmavirtauksiin ja Euroopan talvisäähän”, pohdiskelee Ilmatieteen laitoksen tutkija Pekka Verronen.

Nyt julkaistu tutkimus vahvistaa ensimmäistä kertaa auringon aktiivisuuden mukana vaihtelevan elektronipresipitaation pitkän aikavälin vaikutuksen ylemmän keski-ilmakehän otsoniin. Tulokset osoittavat, että vaikutukset ovat voimakkaita polaarialueilla. Otsonin määrä vaihtelee 70 – 80 km korkeuksilla jopa yli 30 prosentilla yhden aurinkosyklin eli noin 11 vuoden aikana. Havaittu otsonivaihtelu auringon aktiivisuuden ääripäiden välillä on niin suurta, että sen voi olettaa merkittävästi vaikuttavan ilmakehän lämpötasapainoon, koska otsoni vaimentaa Auringon UV-säteilyä. Nämä lämpötilamuutokset voivat vaikuttaa edelleen ilmakehän tuuliin.

Eletronisade kytkee avaruuden ja keski-ilmakehän otsonin

Ilmatieteen laitoksen, Otagon yliopiston ja British Antarctic Surveyn tekemän tutkimuksen mukaan säteilyvöistä ilmakehään “satavat” elektronit eli ns. elektronipresipitaatio aiheuttaa merkittävää aurinkosyklivaihtelua polaarimesosfäärin otsonissa. Käytännössä siis otsonin määrä vähenee keski-ilmakehässä elektronipresipitaation vaikutuksesta. “Nyt julkaistu tutkimus on vasta ensimmäinen mutta tärkeä askel, jotta voimme paremmin ymmärtää elektronipresipitaation pitkän ajan ilmakehävaikutuksia ja sen osuutta Auringon aiheuttamassa ilmastonvaihtelussa”, kertoo Ilmatieteen laitoksen tutkija Monika Andersson.

Säteilyvyöt ovat maan lähiavaruuden alue, joka sisältää valtavan määrän Auringosta peräisin olevia elektroneja, jotka maan magneettikenttä on vanginnut. Aurinkotuulen ajamien magneettisen myrskyjen aikana elektronit kiihtyvät suuriin nopeuksiin ja syöksyvät ilmakehään polaarialueilla. Ilmakehässä elektronit ionisoivat kaasuja, minkä seurauksena syntyy otsonia katalyyttisesti tuhoavia yhdisteitä. Nyt esitettyjen satelliittimittausten perusteella elektronipresipitaatio voi yksittäisten, muutamia päiviä kestävien myrskyjen aikana vähentää ylemmän keski-ilmakehän (60-80 km) otsonia hetkellisesti jopa 90 prosenttia.

Kansainvälinen tutkijaryhmä selvitti asiaa käyttämällä tutkimuksessaan otsonihavaintoja 11 vuoden ajalta, vuosilta 2002–2012. Havainnot olivat peräisin kolmesta eri satelliittimittalaitteesta: GOMOS/Envisat (Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars), SABER/TIMED (Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry) ja MLS/Aura (Microwave Limb Sounder). Lisäksi tutkimuksessa käytettiin MEPED/POES-mittalaitteen (Medium-Energy Proton and Electron Detector) elektronivuohavaintoja.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications-lehdessä 14. lokakuuta 2014, ja on suurelta osin Suomen Akatemian rahoittama.

Lisätietoja:

http://www.nature.com/ncomms/index.html

Mar 19

Helsingin yliopisto: Avaruussäähäiriöitä ja supermyrskyjä syntyy myös kun Aurinko on hiljainen

Tutkijat esittelevät uusimmassa Nature Communications -julkaisussa useita merkittäviä tuloksia supermyrskyn syntymisestä Auringossa ja planeettainvälisessä avaruudessa. Tuloksia voitaneen hyödyntää avaruussäätä ennustavissa malleissa. Tutkimus koski vuoden 2012 heinäkuun supermyrskyä, joka törmäsi luotaimeen nimeltä STEREO-A. Se kiertää Aurinkoa lähes samalla etäisyydellä kuin Maa.

Avaruussäällä tarkoitetaan Auringosta johtuvia häiriöitä Maan lähiavaruudessa. Merkittävimmät avaruussäähäiriöt aiheuttaa Auringosta purkautuvat valtavat plasmapilvet (CME; coronal mass ejection). Avaruussää ei tuota vain kauniita revontulia, vaan esimerkiksi haittaa sähkönsiirtoa, aiheuttaa korroosiota öljy- ja kaasuputkissa, häiritsee satelliittipaikannusta, sekä radio- että lentoliikennettä, ja saattaa myös vahingoittaa ja tuhota satelliitteja ja vaarantaa astronauttien terveyden. Toistaiseksi suurin raportoitu myrsky on ollut vuoden 1859 Carringtonin myrsky, jolloin revontulia nähtiin Havaijia myöten.

Yhteiskuntamme on riippuvainen avaruusteknologiasta, jota auringonpurkaukset voivat vahingoittaa. Pahimmat skenaariot avaruussään haittavaikutuksista liikkuvat maailmanlaajuisen tieto- ja sähköverkoston romahtamisessa.

– Tämä on tehnyt avaruussäätutkimuksesta tärkeää ja ajankohtaista, sanoo tutkija Emilia Kilpua Helsingin yliopistosta, joka on yksi Nature-artikkelin kirjoittajista.

Nature Communications -julkaisussa 18.3.2014 tutkijat kirjoittavat supermyrskystä, joka tapahtui heinäkuussa 2012. Tuolloin Auringosta lähtenyt CME ei osunut Maahan, mutta törmäsi STEREO-A luotaimeen, joka oli silloin noin 120 astetta Maasta. Luotain havaitsi yhdet suurimmista mitatuista aurinkotuulen nopeuksista ja magneettikentistä mitä Maan kiertoradan etäisyydellä koskaan on mitattu.

Supermyrsky kasvaa useista yhteen sulautuneista purkauksista

Tutkimus paljastaa useita uusia tuloksia niistä olosuhteista Auringossa ja planeettainvälisessä avaruudessa, joita tarvitaan supermyrskyn syntymiseen. Ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia äärimmäisten avaruussäähäiriöiden syitä antoi aurinkotuulimittausten yhdistäminen kattaviin moderneihin kaukomittauksiin Auringosta.

Kansainvälinen tutkijaryhmä päätyy ehdottamaan, että oleellista on kahden nopean ja äärimmäisen voimakkaan CME:n purkautuminen hyvin lähekkäin ja purkausten keskinäinen vuorovaikutus heti Auringon läheisyydessä.

Koronagrafi- ja ultraviolettivalohavainnot STEREO- ja SOHO-luotaimilta heinäkuussa 2012 osoittavat, että Auringosta purkautui kaksi prominenssia ja CME:tä vain noin kymmenen minuutin päästä toisistaan. Vain muutaman Auringon säteen päässä Auringosta CME:t olivat jo sulautuneet yhteen. Lisävahvistusta sulautumiselle lähellä Aurinkoa saatiin tarkastelemalla CME:iden ratojen muutoksia ja havainnoimalla CME:ihin liittyneitä roihupurkauksia.

Purkaukset syöksyivät Maahan alle vuorokaudessa, lähes yhtä nopeasti kuin Carringtonin myrskyn CME. Tämän mahdollisti purkausten valtava alkunopeus (yli 3000 km/s) ja edeltävän, hitaamman purkauksen aiheuttama harva aurinkotuuli, jonka vuoksi seuraavien purkausten hidastuminen oli hyvin vähäistä. STEREO-A:n mittaukset rekisteröivät purkauksen magneettikentän, nopeuden ja muita ominaisuuksia. Näitä käyttäen tutkijat arvioivat, että jos purkaus olisi iskeytynyt Maahan, se olisi aiheuttanut geomagneettisen myrskyn joka olisi ollut jopa suurempi kuin Carringtonin myrsky vuonna 1859.

Nyt julkaistut tutkimukset osoittavat, miten supermyrsky voi syntyä. Jotta purkauksen ominaisuudet voidaan ymmärtää kokonaisuudessaan, tarvitaan lisää havaintoja ja mittaustuloksia. Tutkijat kuitenkin arvelevat, että tuloksia voidaan käyttää tulevaisuudessa avaruussäämalleissa tutkimaan äärimmäisen auringonpurkauksen vaikutuksia Maan lähiavaruudessa.

Mielenkiintoista on myös huomata, että sekä heinäkuun 2012 myrsky että Carringtonin myrsky tapahtuivat verrattain heikon auringonsyklin aikana.

– Toisin kuin aiemmin on ehkä ajateltu, merkittäviä avaruussäähäiriöitä voi siis tapahtua myös silloin, kun Aurinko on hiljaisessa vaiheessaan, sanoo Emilia Kilpua.

Viite: Nature Communications 18.3.2014, Observations of an Extreme Storm in Interplanetary Space Caused by Successive Coronal Mass Ejections

Feb 11

Ilmatieteen laitos – Avaruussää riski sähköverkoille muuallakin kuin pohjoisilla leveysasteilla

_MG_2360

Yli viisi vuotta jatkuneessa kiinalais-suomalaisessa projektissa tutkittiin avaruussään synnyttämiä haitallisia GIC-virtoja Kiinan korkeajännitesähköverkossa.

Tutkimus osoitti, että myös Kiinassa GIC-virrat saattavat olla huomattavan korkeita avaruussäämyrskyjen aikana. Ilmatieteen laitos on ollut mukana yli viisi vuotta kestäneessä projektissa, jossa yhteistyössä kiinalaisten kanssa on tutkittu avaruussään synnyttämiä haitallisia GIC-virtoja Kiinan korkeajännitesähköverkossa. GIC-virtojen havaittiin olevan Kiinassa huomattavan korkeita avaruussäämyrskyjen aikana. Tämä selittyy maan suurella koolla sekä sähkönsiirrossa käytettävillä erittäin korkeilla jännitetasoilla. Maan sijainti matalilla leveysasteilla antaisi aiheen olettaa, että GIC-riski Kiinassa ei ole kovin suuri verrattuna esimerkiksi Pohjoismaiden ja Pohjois-Amerikan tilanteeseen.

Tutkimuksessa arvioitiin mittaushavaintojen ja mallilaskujen avulla, kuinka suuria GIC-virtoja esiintyy Luoteis-Kiinan 750 kilovoltin sähköverkossa. Tulokset osoittavat, että vaikka avaruussään synnyttämä geomagneettinen myrsky ei ole poikkeuksellisen voimakas, GIC-arvot saattavat nousta huomattavan korkealle.

Uusia tietoja voidaan käyttää hyväksi verkon suojaustoimenpiteitä suunniteltaessa. Koska yhteiskunnan useat toiminnat ovat enenevässä määrin riippuvaisia luotettavasta sähkönsaannista, GIC-virtoja koskevat tutkimukset ovat merkittäviä taloudelliselta kannalta ja tärkeitä ihmisten yleistä hyvinvointia ajatellen.

Avaruussää vaikuttaa sähköverkkoihin

Avaruussää, jonka alkuperä on auringossa tapahtuvissa purkauksissa, synnyttää sähkönsiirtoverkkoihin haitallisia tasasähkövirtoja. Näiden ns. GIC-virtojen (“geomagnetically induced current”) seurauksena sähköverkon muuntajat saattavat kyllästyä, mikä voi johtaa monenlaisiin haittoihin verkon toiminnassa, jopa laajoihin sähkökatkoksiin tai pysyviin muuntajavaurioihin.

Avaruussäähäiriöt ja -myrskyt ovat voimakkaimmat korkeilla leveysasteilla. Tämän takia GIC-virtojen aiheuttamien riskien on perinteisesti ajateltu rajoittuvan samoille alueille. Suurin osa GIC-tutkimuksista on tehty tämän takia vain Pohjoismaissa ja Pohjois-Amerikassa. Suomessa GIC-ilmiön tutkiminen aloitettiin jo 1970-luvulla ja Suomi onkin yksi alan tutkimuksen johtavista maista.

GIC-virrat voivat vahingoittaa myös matalampien leveysasteiden sähköverkkoja

GIC-virtojen suuruus ja niiden aiheuttama riski sähköverkon toiminnalle eivät kuitenkaan riipu pelkästään avaruussäämyrskyn voimakkuudesta, vaan myös monilla sähköteknisillä yksityiskohdilla on ratkaiseva merkitys. Etenkin viime vuosina on ymmärretty, että GIC-virtojen aiheuttamat vahingot voivat kohdata myös matalampien leveysasteiden sähköverkkoja. Erityisen alttiita ovat verkot, joissa käytettävät jännitetasot ovat korkeita ja siirtojohdot pitkiä. Nämä molemmat seikat tekevät Kiinan sähköverkot alttiiksi GIC-virroille, vaikkakaan maa ei sijaitse alueella, jossa avaruussäämyrskyt ovat voimakkaimmat. Samantapainen tilanne on myös muun muassa Brasiliassa ja Etelä-Afrikassa.

Tutkimusta ovat rahoittaneet Ilmatieteen laitoksen lisäksi North China Electric Power University (NCEPU, Natural Science Foundation of Hebei Province, National High Technology Research and Development of China sekä “Natural Resources Canada (NRCan).

Jan 09

9.1. saattaa näkyä revontulia koko maan alueella

Europe_5

Auringossa 7.1. tapahtunut koronan massapurkaus osuu Maan magneettikenttään tänään torstaina. Alaskan geofysikaalinen instituutti ennustaa, että tästä mahdollisesti aiheutuvia revontulia voidaan nähdä koko Suomen alueella. Myös Etelä-Suomessa saatetaan nähdä revontulia, mutta ne näkyvät todennäköisesti hyvin matalalla pohjoisen puoleisessa horisontissa.

Revontulia nähdäkseen kannattaa tähytä pimeän tullen pohjoiselle taivaalle. Revontulia on myös päivisin, mutta taivaan valoisuus vaikeuttaa niiden näkemistä. Täysin pilvisellä säällä revontulia ei voi nähdä.

» Lue lisää revontulista Ursan revontulijaoston sivuilta

Ilmatieteen laitos ylläpitää ilmaista revontulihälytinpalvelua (linkki alla). Palvelu lähettää käyttäjilleen sähköpostia, kun Etelä-Suomessa on hyvät mahdollisuudet nähdä revontulia.

» Ilmatieteen laitoksen revontulihälytin

» Alaskan geofysikaalisen instituutin ennuste (englanniksi)

Oct 10

Suomen Akatemia: Avaruussäätä yhä vaikea ennustaa puutteellisten havaintojen vuoksi

0714-zombie-satellite-coronal-mass-ejection_full_600

Auringon koronan massapurkauksiksi kutsutut valtavat plasmapilvet (CME:t) aiheuttavat lähes kaikki merkittävät avaruusmyrskyt. Niiden ennustamiseen kehitetyt tietokonesimulaatiot ovat viime aikoina parantaneet myrskyjen ennustettavuutta, mutta se on silti yhä vaatimatonta. Tämä johtuu sekä Auringon ja Maan suuresta välimatkasta, harvasta havaintoverkosta että vaikeudesta arvioida CME:iden rakennetta, kertoo akatemiatutkija Emilia Kilpua.

Yhteiskuntamme on yhä riippuvaisempi teknologiasta jota avaruussää voi vaurioittaa. Kun plasmapilvi iskeytyy Maan magnetosfääriin, Maan lähiavaruudessa tapahtuu paljon rajuja muutoksia, muun muassa revontulialueen virroissa ja Maata ympäröivissä säteilyvöissä. Tämä saa aikaan upeita revontulinäytelmiä mutta myös haitallisia katkoksia GPS-paikannuksessa ja radioliikenteessä, häiriöitä satelliiteissa ja sähköverkossa. Siksi avaruussään ennustaminen olisi tärkeätä.

Avaruussääpalveluiden käyttäjät tarvitsisivat noin päivän verran varoitusaikaa. Siksi ennusteet joudutaan tekemään epäsuorien Aurinko-havaintojen perusteella. Maata kohti purkautuvien CME:iden suunnan ja nopeuden määrittäminen on hyvin vaikeaa. Plasmapilviä pystytään havaitsemaan luotettavasti vain noin kymmenesosan verran niiden alkutaipaleesta Auringosta Maahan. Viimeisten kunnollisten havaintojen jälkeen CME:n etenemissuunta ja nopeus voivat muuttua merkittävästi.

”Näin ollen CME, jonka on ennustettu törmäävän suoraan Maahan, voikin vain hipaista Maan magnetosfääriä ja ennustettu aktiivisuus jää olemattomaksi. Vastaavasti CME:n rata voi muuttua niin, että se yllättäen törmääkin suoraan Maahan ja aiheuttaa suuren avaruusmyrskyn. Jos CME:n magneettikenttä on pohjoiseen, ei avaruusmyrskyä synny, vaikka nopea ja voimakas CME törmäisikin suoraan Maahan. Samoin vuorovaikutus ympäröivän aurinkotuulen ja muiden CME:iden kanssa voi muuttaa merkittävästi CME:n rakennetta ja sen kykyä ajaa avaruusmyrskyjä”, kertoo Kilpua.

NASA laukaisi vuonna 2006 STEREO-luotaimia, jotka ovat mahdollistaneet plasmapilvien kuvaamisen useista eri suunnista ja parantaneet CME:iden suunnan ja nopeuden arviointia. STEREO-luotainten etäisyys muuttuu kuitenkin jatkuvasti, eikä niitä siksi voida käyttää jatkuvien avaruussääennusteiden tekemiseen.

Helsingin yliopiston Kumpulan avaruuskeskuksessa tehdään laajasti perustutkimusta, joka hyödyntää avaruussääennusteita.  Siellä tuotetaan palveluja yhteiskunnalle, kuten aktiivisuuden tason raportointia, tulevaisuudessa myös ennusteita aurinkohavainnoista.  Kilpuan tutkimusryhmä selvittää STEREO-mittausten avulla, miten CME:t kiertyvät ja muuttavat suuntaansa Auringosta lähdettyään.

”Erityisen mielenkiintoista on ymmärtää, miten supermyrsky voi syntyä”, Kilpua kertoo. Heinäkuussa 2012 voimakas plasmapilvi ohitti Maan, mutta osui STEREO-A luotaimeen. Purkaus oli yksi voimakkaimmista koskaan havaituista, ja sen uskotaan olleen jopa voimakkaampi kuin vuoden 1859 Carringtonin myrskyn aiheuttajan, jolloin revontulia näkyi jopa Havaijia myöten ja lennätinverkostot sekosivat pitkäksi aikaa.  Syynä supermyrskyihin on usein voimakkaasti vuorovaikuttavat plasmapilvet.