Sonnenwetter hat reale, materielle Auswirkungen auf die Erde

Sonnenwetter hat reale, materielle Auswirkungen auf die Erde Sonneneruptionen und andere Phänomene können unsere irdischen Aktivitäten überraschend beeinflussen. Shutterstock

1, 1859, Solarastronom Richard Carrington erlebte Sonnenflecken, die plötzlich und kurz hell aufblitzten, bevor sie verschwanden. Kurz vor Sonnenaufgang des nächsten Tages brachen Auroren über den größten Teil der Erde aus und reichten bis in den Süden der Karibik und nach Hawaii, während die Lichter des Südens bis in den Norden Chiles reichten. Das Ereignis erzeugte nicht nur eine sichtbare Lichtshow in Bereichen, in denen sie normalerweise nicht auftreten. Es sendete aber auch Telegraphensysteme um die ganze Welt.

In Anbetracht des Standes der Technik zu Carringtons Zeiten beschränkten sich die Auswirkungen eines geomagnetischen Sturms auf Unterbrechungen des Telegrafendienstes. Wenn heute etwas Ähnliches passieren würde, könnte die technologische Infrastruktur der Welt zum Erliegen kommen. Extreme Weltraumwetterereignisse wie geomagnetische Stürme sind störender jetzt als in der Vergangenheit. Dies liegt an unserer größeren Abhängigkeit von technischen Systemen, die durch elektrische Ströme und energetische Partikel in der Erdatmosphäre beeinflusst werden können.

In diesem Video, das vom Solar Dynamics Observatory der NASA zwischen Juli 5-11 und 2017 aufgenommen wurde, ist eine aktive Region auf der Sonne - ein Bereich mit intensiven und komplexen Magnetfeldern - in den Blickwinkel der Sonne gerückt. Der dunkle Kern dieses Sonnenflecks ist größer als die Erde.

Die Bedrohung durch das Weltraumwetter

Wir können uns den Raum als eine stille, leere Leere vorstellen und die Sonne als eine entfernte Licht- und Wärmequelle. Dies ist nicht unbedingt wahr. Die Sonne und die Erde sind auf komplexere, intimere und manchmal gefährlichere Weise miteinander verbunden.

Sonnenflecken sind temporäre Phänomene auf der Photosphäre der Sonne die dunkler erscheinen als die umliegenden Gebiete. Sonnenflecken können sich kontinuierlich ändern und nur wenige Stunden bis Tage dauern. oder sogar Monate für die intensiveren Gruppen. Es ist seit langem bekannt, dass die Gesamtzahl der Sonnenflecken mit einer Wiederholung von ungefähr 11-Jahren, dem so genannten Sonnenzyklus, variiert. Der Höhepunkt der Sonnenfleckenaktivität wird als Sonnenmaximum und die Flaute als Sonnenminimum bezeichnet.

Sonnenwetter hat reale, materielle Auswirkungen auf die Erde Lebendige orangefarbene Strahlen aus überhitztem, elektrisch geladenem Gas (Plasma) treten von der Oberfläche der Sonne aus und enthüllen die Struktur des von einem Sonnenfleck senkrecht aufsteigenden solaren Magnetfelds. Hinode, JAXA / NASA

Sonnenflecken, die auf eine starke magnetische Aktivität hinweisen, begleiten sekundäre Phänomene wie elektromagnetische Strahlungsausbrüche (Flares) und koronale Massenauswürfe (Coronal Mass Ejections, CME) - plötzliche Materialausbrüche -, die von solarenergetischen Partikeln (SEPs) begleitet werden. Eine Sonneneruption ist eine plötzliche Freisetzung von Energie aus der Sonne, während ein CME heißes Plasma von der Sonne in den Weltraum schießt.

Die genauen Mechanismen, die Fackeln und CMEs auslösen, werden noch diskutiert, aber je größer die Gruppe der Sonnenflecken ist, die intensivere Sonnenaktivität neigt dazu, zu sein. Die Sonne stößt ständig energiereiche Elektronen, Protonen und andere Kerne aus, die die Erde bombardieren. Sonneneruptionen und CMEs senden enorme Mengen an Energie und geladene Teilchen, die in Kollision mit der oberen Erdatmosphäre geraten, wo sie geomagnetische Stürme verursachen können.

Geladene Teilchen während geomagnetischer Stürme verursachen Störungen im Erdmagnetfeld und erzeugen Auswirkungen auf elektrische Systeme. Geomagnetische Stürme haben zahlreiche Auswirkungen wie Spannungsunterbrechungen, die zu Stromausfällen führen; Änderungen der Bodenspannung, die die Korrosion in Ölpipelines verstärken; Störungen in Satelliten-, Funk- und Mobilfunknetzen; Exposition gegenüber erhöhter Strahlung; und Reduzierungen bei Flügen mit Polarrouten.

Sonnenwetter hat reale, materielle Auswirkungen auf die Erde Am 19-Okt. und 2014-Okt. sprudelt ein Sonneneruption aus der linken unteren Hand der Sonne. Das Bild wurde mit einer extremen ultravioletten Wellenlänge von 131 Angström aufgenommen - eine Wellenlänge, die die intensive Hitze eines Flares erkennen kann und die typischerweise in Blaugrün dargestellt wird. NASA / SDO

Das Erdmagnetfeld schützt den Menschen größtenteils vor der Strahlung, die von der Sonne ausgeht. Das Erdmagnetfeld ist jedoch an beiden Polen schwächer und daher gelangen einige Partikel durch geomagnetische Stürme in die Erdatmosphäre.

Solare Wettereffekte

Die nachteiligen wirtschaftlichen Auswirkungen der Sonnenaktivität auf das nordamerikanische Stromnetz sind gut dokumentiert. Zum Beispiel, vier Prozent der Stromstörungen Zwischen 1992 und 2010, die dem US-Energieministerium gemeldet wurden, liegt eine starke geomagnetische Aktivität vor.

Ich habe am gearbeitet wirtschaftliche Auswirkungen des Klimawandels seit einiger Zeit und dachte: "Wie wäre es mit der Sonne?"

Interessanterweise steckt die Erforschung des Weltraumwetters in den Kinderschuhen, obwohl sie ein schnell wachsendes Feld ist, in der wissenschaftlichen Arbeit, um die allgemeinen sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen zu bewerten.

Derzeit arbeite ich mit einem meiner ehemaligen Doktoranden, Zichun Zhao, über die wirtschaftlichen Auswirkungen des Weltraumwetters. Unser Proxy-Maß für die Sonnenaktivität ist die Anzahl der Sonnenflecken, die zu einem bestimmten Zeitpunkt von der Sonne erzeugt werden, und zum Glück sind dies die Daten Öffentlich verfügbar.

In unserer empirischen Analyse haben wir festgestellt, dass die Bruttoinlandsprodukte (BIP) der 34-Mitgliedsländer der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung nimmt mit zunehmender Sonnenaktivität ab. Im Durchschnitt sinkt das BIP um mindestens 0.06 Prozent für jeden Anstieg der Sonnenaktivität um ein Prozent.

Wir stellen fest, dass die negativen wirtschaftlichen Auswirkungen von geomagnetischen Stürmen in nördlichen Breiten stärker sind. Die Auswirkungen von geomagnetischen Stürmen sind nicht auf große Breiten beschränkt und wurden in der dokumentiert Großbritannien, Finnland, Schweden, Spanien, die USA, Kanada, Südafrika, Japan, China und weiterführende Brasilien.

Unsere empirischen Ergebnisse zeigen, dass die durch geomagnetische Stürme verursachten Schäden im Informations- und Kommunikationssektor viel größer sind.Das Gespräch

Über den Autor

Michael Batu, Assistenzprofessor, Department of Economics, University of Windsor

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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