Se acercan tormentas solares
El actual ciclo de 11 años de tormentas solares empezó en marzo de 2008 y tendrá un pico a finales de 2011 o mediados de 2012 – poco más de un año más tarde de lo esperado — de acuerdo con una predicción realizada por en Centro de Entorno Espacial NOAA en coordinación con un panel internacional de expertos solares. El Centro de Entorno Espacial NOAA lidera el panel de predicción y presentó su predicción en su Taller de Clima Espacial en Boulder, Colorado. NASA patrocina el panel.
Durante un periodo de actividad solar, se producen con mayor asiduidad erupciones violentas en el Sol. Las llamaradas solares y vastas explosiones, conocidas como eyecciones de masa coronal, lanzan fotones de alta energía y materia altamente cargada hacia la Tierra, sacudiendo la ionosfera del planeta y el campo geomagnético, afectando potencialmente a las centrales de energía eléctrica, comunicaciones críticas aéreas y militares, satélites, señales de Sistemas de Posicionamiento Global (GPS), e incluso amenaza a los astronautas con radiación dañina. Estas mismas tormentas iluminan los cielos nocturnos con brillantes capas verdes y rojas conocidas como auroras, o luces del norte o del sur.
La intensidad del ciclo solar se mide en número máximo de manchas solares – manchas oscuras en el Sol que marcan las áreas de actividad magnética incrementada. Cuantas mayores manchas solares, más posibilidades de que tenga lugar una gran tormenta solar.
En el pronóstico de ciclo publicado, la mitad del panel predijo un ciclo moderadamente fuerte de 140 manchas solares, más o menos 20, que se espera tenga un pico en octubre de 2011. La otra mitad predijo un ciclo moderadamente débil de 90 manchas solares, más o menos 10, con un pico en agosto de 2012. Un ciclo solar medio está entre 75 y 155 manchas solares. La última bajada del ciclo 23 ha ayudado a desplazar al panel de sus primeras tendencias de un ciclo 24 fuerte. Ahora el grupo está dividido a partes iguales entre fuerte y débil.
El primer año tras el mínimo solar, marcando el final del ciclo 23, proporcionará la información que los científicos necesitan para llegar a un consenso. NOAA y el panel decidieron publicar su mejor estimación ahora y actualizar la predicción conforme progrese el ciclo, dado que los clientes del Centro de Entorno Espacial NOAA han estado requiriendo una predicción desde hace más de un año.
"Dando una visión a largo plazo, avanzamos en un nuevo campo – el clima espacial – que aún está en pañales", dijo el General de Brigada de las Fuerzas Aéreas retirado David L. Johnson, director del Servicio Meteorológico Nacional de NOAA. "Publicar una predicción del inicio del ciclo con tanta antelación está en el límite de lo que sabemos sobre el Sol".
Los científicos han publicado anteriormente las predicciones del ciclo sólo dos veces. En 1989, un panel se reunió para predecir el ciclo 22, que tuvo un pico ese mismo año. Los científicos se reunieron de nuevo en septiembre de 1996 para predecir el ciclo 23 — seis meses más tarde el ciclo había comenzado. Ambos grupos predijeron con más acierto el momento que la intensidad, de acuerdo con el científico del Centro de Entorno Espacial NOAA Douglas Biesecker, quien preside el panel actual. Describe el nivel de confianza del grupo como “alto” en su estimación de un inicio en marzo de 2008 y “moderada” para las dos estimaciones del número máximo de manchas solares y cuando se producirán esos máximos.
Uno de los desacuerdos entre lo miembros del panel actual se centra en la importancia de los campos magnéticos alrededor de los polos del Sol cuando decae el ciclo previo. Los campos polares al final del ciclo son los cimientos de los que predicen un ciclo 24 débil. Aquellos que predicen un ciclo fuerte ponen más importancia en otros precursores que se extienden en a lo largo de la historia de varios ciclos. Otra pista será si las manchas del ciclo 24 aparecen a mediados de 2008. Si no lo hacen, el grupo del ciclo fuerte podría cambiar su predicción.
"Los científicos del panel de cada campo tienen una visión clara de por qué creen en sus predicciones, por qué podrían estar equivocados, y qué los haría cambiar de opinión", dijo Biesecker. "Estamos a punto de comprender y llegar a un acuerdo sobre qué precursores son más importantes en la predicción de la futura actividad solar".
El Centro de Entorno Espacial NOAA es la primera alerta de la nación sobre la actividad solar y sus efectos sobre la Tierra. Así como los expertos en huracanes de NOAA predicen la próxima temporada de tormentas atlánticas y predicen huracanes individuales, los expertos en clima espacial de la agencia publican pronósticos para el siguiente ciclo solar de 11 años y alertan sobre las tormentas que tendrán lugar en el Sol que podrían impactar la Tierra. Tanto el Centro Nacional de Huracanes de NOAA como el Centro de Entorno Espacial de están entre los nueve Centros Nacionales de NOAA para la Predicción Ambiental, como parte del Servicio Nacional del Clima de NOAA. El Centro de Entorno Espacial de NOAA también es la agencia de alerta mundial del Servicio de Entorno Espacial Internacional, un consorcio con 11 naciones miembro.
NOAA, una agencia del Departamento de Comercio de los Estados Unidos, celebra sus 200 años de ciencia y servicio a la nación. Desde el establecimiento de la Investigación de la Costa en 1807 por Thomas Jefferson a la formación de la Oficina del Clima y la Comisión de Peces y Piscifactorías en los años 1870, gran parte del patrimonio científico estadounidense está enraizado en NOAA. NOAA está dedicado a la mejora de la seguridad económica y la seguridad nacional a través de la predicción e investigación del clima y los eventos relacionados con el clima y ofrecer un servicio de información para transporte, y proporcionar una administración ambiental de los recursos marinos y costeros de la nación. A través de los emergentes Sistemas de Sistema de Observación Global de la Tierra (GEOSS), NOAA está trabajando con sus compañeros federales, más de 60 países y la Comisión Europea en desarrollar una red de monitorización global que esté tan integrada como el planeta al que observa, predice y protege.
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INFLUENCIA SOLAR. EFECTOS EN LA TIERRA Y SUS PROXIMIDADES
Antes de 1979, los científicos no tenían datos exactos de la cantidad total de energía solar que alcanzaba a la Tierra. Estaban al tanto de las fluctuaciones solares, pero lograr medir con exactitud la variación solar era muy dificil antes del inicio de la era espacial. De hecho, no fue hasta el lanzamiento del satélite Nimbus-7 en 1978, cuando una sonda espacial fue capaz de obtener lecturas fiables por encima de la capa atmosférica que protege la Tierra.
Hoy los científicos manejan la cifra de 1.368 watios por metro cuadrado (W/m2) para indicar la “constante solar”. Este es un valor promedio de la energía emitida por el Sol durante su ciclo de 11 años, esta emisión puede variar como mucho en 1,4 W/m2. Una vez más, la constante solar es solo una media, y por si misma, no nos da información sobre las variaciones en: radiación electromagnética (ondas energéticas), viento solar, o intensidad de campo magnético. (Para obtener más información sobre todos estos términos, puede usted visitar: http://science.howstuffworks.com/sun.htm) Pero como veremos, incluso las variaciones a pequeña escala en la emisión de energía solar tienen efectos tangibles en la Tierra y sus proximidades.
Nuestra Dinámica Estrella
El Sol es un cuerpo muy activo: Protuberancias y llamaradas solares son eyectadas rutinariamente, las manchas solares se mueven a lo largo de la superficie solar en una fluctuación periódica, y la radiación y partículas solares “llueven” desde el Sol con intensidades variables. Bajo la protección del campo magnético de la Tierra y de la atmósfera, estos cambios son difíciles de percibir. Los satélites son capaces de inspeccionar y medir los cambios en la emisión solar con una exactitud mucho mayor; sin embargo a veces, incluso sin la ayuda de los centinelas orbitales, somos capaces de darnos cuenta del impresionante poder de nuestra estrella local.
El Sol está variando constantemente en ciclos, a través de períodos de aumento y disminución de intensidad. Los científicos controlan el ciclo de aproximadamente 11 años a través del seguimiento de las manchas solares. Durante las épocas pico de emisiónes (llamadas máximos solares) existe una posiblilidad mucho mayor para la ocurrencia de fenómenos tales como las Eyecciones de Masa Coronal (CMEs), las cuales son intensas tormentas de viento solar. Las CMEs solares arrojan erupciones de hasta cien mil millones de toneladas de gas electrificado hacia la Tierra a altísimas ¡¡Velocidades de hasta 2.000 kilómetros por segundo!!
Efectos en nuestra Tecnología y Misiones Espaciales
Para el resto de pequeñas Eyecciones de Masa Coronal, el efecto es apenas (o en absoluto) apreciable cerca de la superficie de la Tierra. La magnetosfera de la Tierra forma un escudo protector contra las tormentas solares. A menudo, gran parte del material eyectado por las CMEs rebota en el campo magnético de nuestro planeta y se aleja de este. Sin embargo, intensidades crecientes en las CMEs pueden tener efectos mucho más profundos. Algunas veces, las consecuencias pueden ser simplemente bonitas, cualquiera que haya visto una aurora boreal en altas latitudes puede atestiguar esto.
Sin embargo, cuando las erupciones solares ocurren durante épocas de máximos solares, existen peligros que deben ser considerados. Por ejemplo, la microelectrónica de a bordo en nuestros satélites es especialmente susceptible. Cuando los iones se estrellan a alta velocidad contra un satélite, los sistemas de control pueden conectarse o desconectarse, se pueden quemar los circuitos, y el material superconductor se puede degradar. Los paneles fotovoltaicos para el suministro de energía son especialmente sensibles a la degradación causada por las tormentas solares. Los paneles solares del satélite GOES, perdieron 6 años de tiempo operativo debido a un suceso solar en 1989.
Los trastornos tecnológicos no se limitan a los satélites. Los astronautas son especialmente vulnerables a las tormenas solares. La radiación de alta frecuencia y las partículas de rápida movilidad son muy dañinas para la actividad celular. Estas ondas y partículas de alta movilidad poseen suficiente energía como para extraer electrones de las células humanas, creando iones. Estos efectos “ionizadores” interrumpen el funcionamiento normal de las células, los daños más severos resultan cuando el ADN es afectado. Los paseos espaciales dejan a los astronautas con muy poca protección contra los sucesos solares. Aunque las paredes de las naves espaciales (por ejemplo las Estaciones Espaciales o de las Lanzaderas) ofrecen algún grado de protección, es imposible proteger completamente a los exploradores con un escudo contra la radiación y las partículas. Pero incluso sin tormentas solares, los astronautas se ven a merced de niveles crecientes de radiación, y se asume que se verán expuestos a ciertos niveles “tolerables” de radiación durante sus carreras en el espacio.
Los efectos de las tormentas geomagnéticas no se limitan a los pasajeros del espacio. Durante las tormentas magnéticas más potentes, pueden caer desde la ionosfera intensas corrientes hacia la superficie de la Tierra. El apagón de 1989 quedó grabado en la memoria de la empresa HydroQuebec, cuando corrientes inducidas al suelo por una tormenta magnética causaron un colapso en una planta completa de una de sus centrales eléctricas en Canadá. Durante este suceso, 6 millones de personas se quedaron sin suministro eléctrico durante más de 9 horas. A menor escala, las corrientes inducidas al suelo pueden viajar a través de las líneas de tuberías, causando corrosión. Además, cuando irrumpe una llamarada solar, las ondas de radio pueden quedar completamente interferidas durante pocos minutos o incluso algunas horas.
Preocupaciones Futuras a Corto Plazo
Las tormentas solares de alta intensidad son obviamente una causa de preocupación. Incluso cuando nosotros estamos a menudo protegidos contra los efectos de las emisiones de alta energía solar, nuestra tecnología no lo está. Por otra parte, los exploradores espaciales se preocupan recurrentemente por las CMEs y otros eventos altamente energéticos. Entre las misiones Apolo 16 y 17, la Tierra experimentó uno de los mayores “sucesos protónicos solares” jamás registrados en la historia. Por fortuna, cuando la tormenta llegó, los astronautas estaban bajo la capa protectora de la atmósfera terrestre. Las simulaciones por ordenador han demostrado que incluso dentro de la cápsula del Apolo, los astronautas hubieran absorbido dosis letales de radiación en apenas 10 horas! Las misiones de seguimiento solar en activo nos ayudan a predecir y a prepararnos contra los sucesos solares mas peligrosos. Ya que el viento solar sopla mucho más lentamente que la velocidad de la luz (aproximadamente 2.000 kilómetros por segundo, contra 300.000 kilómetros por segundo) , a menudo tenemos un margen de tiempo para prepararnos contra la mayoría de las violentas emisiones. Para saber más sobre el tiempo en el espacio y sobre seguimiento de tormentas solares, visite: http://www.spaceweather.com
Se encuentra velocidad límite a las tormentas Solares
Las perturbadoras tempestades solares no pueden alcanzar la Tierra en menos de medio día según han determinado los científicos.
Lo anterior significa que los operadores de satélites vulnerables, los controladores oficiales de aerolíneas y los que controlan las grandes redes pueden tener avisos con varias horas de antelación a cualquier perturbación proveniente del Sol.
Estos avisos (alertas) son proporcionados por el Centro Espacial del Medio Ambiente NOAA basado en las observaciones que realizan varias naves espaciales, entre ellas la SOHO.
Pulse aquí para acceder al "Solar and Heliospheric Observatory" (SOHO)
Cuando se aproximan las tormentas solares por el espacio, los ingenieros ponen en el modo "a dormir" a varios satélites, las aerolíneas modifican sus rutas alejándolas de las zonas polares que es donde la radiación es mayor en su paso a través de la atmósfera y las grandes líneas de conducción eléctrica son salvaguardadas contra posibles sobrecargas.
Las peores tormentas solares se denominan expulsión de masa de la corona (CME's) Están formadas de partículas cargadas lanzadas desde los intensos campos magnéticos en la superficie solar. Algunas veces, no siempre, se generan en los lugares de emisión de flamaradas, las que a su vez están asociadas con las manchas solares.
"Entre más rápida sea la emisión de la flamarada solar puede ser más destructiva, así que en el peor de los escenarios, sabemos que se cuenta al menos con 12 horas para tomar medidas preventivas", según Nat Gopalswamy del Centro Espacial de Vuelos Goddard de la NASA.
Algunas de estas expulsiones de masa solar toman dos días en atravesar los 149 millones de kilómetros entre la Tierra y el Sol. La flamarada solar más potente de los tiempos modernos ocurrió el 4 de Noviembre de 2003. Afortunadamente no venía dirigida hacia la Tierra, así que su CME tomó 24 horas en llegar y los efectos fueron limitados.
Algunas de estas expulsiones de masa solar toman dos días en atravesar los 149 millones de kilómetros entre la Tierra y el Sol. La flamarada solar más potente de los tiempos modernos ocurrió el 4 de Noviembre de 2003. Afortunadamente no venía dirigida hacia la Tierra, así que su CME tomó 24 horas en llegar y los efectos fueron limitados.
Pero fue la más rápida emisión de expulsión solar moviéndose a 2,700 kilómetros por segundo. Si hubiese estado enfocada hacia nuestro planeta, le habría tomado 15 horas en hacer el recorrido.
Fuente: http://www.space.com/scienceastronomy/solarstorm_speed_040614.html
Las tormentas solares provocan agujeros en la capa de ozono
Las gigantescas tormentas solares de noviembre de 2003 agotaron seriamente la capa de ozono sobre el ártico durante ocho meses, sugieren observaciones tomadas por satélite. Los niveles del ozono se habrían reducido a apenas el 40% de los niveles normales
"Nunca hemos visto el ozono en este nivel en el hemisferio norte" dice Cora Randall, investigadora del laboratorio de física atmosférica y espacial en la universidad de Colorado, y parte del equipo de estudio.
El ozono en la estratosfera de la tierra protege el planeta contra la radiación ultravioleta dañina. La mayoría del gas se encuentra entre la parte central y baja de la estratosfera, donde las observaciones han demostrado que se enrarece por causa principalmente de productos químicos artificiales, como los clorofluorcarbonados (CFC).
Ahora, Randall y su equipo han utilizado siete satélites para estudiar el ozono en la región superior de la estratosfera, que contiene cerca de una quinta parte de este gas en la estratosfera y se sitúa a una altitud de aproximadamente 40 kilómetros de altitud. Sus observaciones demuestran que la naturaleza imita a los agentes dañinos artificiales aumentando los niveles de los óxidos de nitrógeno en la atmósfera, que conducen a la interrupción del ozono.
El efecto dominó comenzó en octubre y noviembre de 2003, cuando el sol lanzó un chorro nunca antes recordado de radiación y partículas cargadas hacia la tierra.
El campo magnético del planeta concentró a parte de los electrones de la tormenta solar en la atmósfera superior sobre los polos. Los electrones colisionaron entonces con las moléculas de nitrógeno, rompiendo algunas en iones de nitrógeno. Esos átomos reactivos entonces se combinaron con moléculas cercanas de oxígeno para formar moléculas de óxido de nitrógeno - los niveles de este óxido de nitrógeno aumentaron entre noviembre y diciembre de 2003, según datos de observación de los satélites.
Finalmente, los vientos descendentes que soplaban en un vórtice polar sobre el ártico empujaron estas moléculas a la estratosfera, donde cada molécula de óxido del nitrógeno podría destruir centenares de moléculas de ozono, de la misma manera que lo hacen los CFC. El efecto seguía siendo uniforme en julio de 2004, según las observaciones de Randall.
El campo magnético del planeta concentró a parte de los electrones de la tormenta solar en la atmósfera superior sobre los polos. Los electrones colisionaron entonces con las moléculas de nitrógeno, rompiendo algunas en iones de nitrógeno. Esos átomos reactivos entonces se combinaron con moléculas cercanas de oxígeno para formar moléculas de óxido de nitrógeno - los niveles de este óxido de nitrógeno aumentaron entre noviembre y diciembre de 2003, según datos de observación de los satélites.
Finalmente, los vientos descendentes que soplaban en un vórtice polar sobre el ártico empujaron estas moléculas a la estratosfera, donde cada molécula de óxido del nitrógeno podría destruir centenares de moléculas de ozono, de la misma manera que lo hacen los CFC. El efecto seguía siendo uniforme en julio de 2004, según las observaciones de Randall.
Pero el ozono no se vio afectado en la estratosfera superior sobre el antártico debido a un efecto estacional, anota Randall. La luz del sol del verano que brillaba sobre el polo sur durante la tormenta solar separó las moléculas de óxido de nitrógeno, evitando que pudieran destruir el ozono.
Randall espera que los resultados ayuden a los científicos a entender mejor la recuperación de la capa de ozono. Charles Jackman, científico atmosférico de vuelo espacial del Centro Goddard de la NASA apuntaba que "para entender los cambios artificiales producidos al ozono, se tienen antes que entender los cambios naturales".
Jackman dice que él también ha detectado el descenso del nivel de ozono por protones en la tormenta solar de 2003. Los protones, que son mucho más pesados que los electrones, pueden caer a la estratosfera sin ayuda de corrientes de aire. Jackman publicará sus resultados en un estudio futuro.
Randall espera que los resultados ayuden a los científicos a entender mejor la recuperación de la capa de ozono. Charles Jackman, científico atmosférico de vuelo espacial del Centro Goddard de la NASA apuntaba que "para entender los cambios artificiales producidos al ozono, se tienen antes que entender los cambios naturales".
Jackman dice que él también ha detectado el descenso del nivel de ozono por protones en la tormenta solar de 2003. Los protones, que son mucho más pesados que los electrones, pueden caer a la estratosfera sin ayuda de corrientes de aire. Jackman publicará sus resultados en un estudio futuro.
Las tormentas solares ya vienen de camino
Los astrónomos han anunciado que durante los próximos cinco o seis años veremos algunos de los fuegos artificiales solares más intensos vistos desde la Tierra en mucho tiempo.
Las buenas noticias son que estas erupciones eléctricas nos traerán intensas exhibiciones de luces en ambos hemisferios hasta latitudes relativamente bajas. Áreas como el propio sur de Inglaterra – que por lo general no pueden observar estas maravillas – podrán tener la esperanza de observar las auroras brillando en las oscuras noches venideras.
Las malas noticias, son que estas tormentas solares también pueden perturbar los generadores de energía y los instrumentos electrónicos. En el pasado, algunos satélites de comunicaciones han sido descompuestos por las tormentas solares y en una ocasión una tormenta solar ocasionó un paro total de energía a través de la mayor parte del territorio canadiense.
El ultimo pronóstico sobre tormentas espaciales proviene de un equipo de investigadores encabezados por Mausumi Dikpati del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica (NCAR) en los Estados Unidos y se basa en estudios sobre la actividad de los ciclos regulares del sol.
Cada 11 años, las llamaradas y las manchas solares alcanzan su máximo y como consecuencia también lo hacen las auroras. Grandes flujos de partículas eléctricas son lanzados a través del espacio y golpean la parte superior de la atmósfera de la Tierra. El campo magnético de la Tierra actúa como escudo y estas partículas son barridas hacia abajo y hacia los polos donde producen las luces nocturnas tanto en el norte como en sur.
Por el momento, el Sol está en su punto mínimo. Sin embargo, Dikpati y sus colegas han calculado que su actividad no solo comenzará a aumentar, sino que culminará en su máxima actividad alrededor de los años 2010 y 2011, pero que este máximo será uno de los más intensos que jamás se hayan tenido.
El ultimo pronóstico sobre tormentas espaciales proviene de un equipo de investigadores encabezados por Mausumi Dikpati del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica (NCAR) en los Estados Unidos y se basa en estudios sobre la actividad de los ciclos regulares del sol.
Cada 11 años, las llamaradas y las manchas solares alcanzan su máximo y como consecuencia también lo hacen las auroras. Grandes flujos de partículas eléctricas son lanzados a través del espacio y golpean la parte superior de la atmósfera de la Tierra. El campo magnético de la Tierra actúa como escudo y estas partículas son barridas hacia abajo y hacia los polos donde producen las luces nocturnas tanto en el norte como en sur.
Por el momento, el Sol está en su punto mínimo. Sin embargo, Dikpati y sus colegas han calculado que su actividad no solo comenzará a aumentar, sino que culminará en su máxima actividad alrededor de los años 2010 y 2011, pero que este máximo será uno de los más intensos que jamás se hayan tenido.
"El siguiente ciclo de manchas solares será un 30 a un 50 por ciento más fuerte que el anterior", dijo ella.
La última vez que la Tierra experimentó este tipo de golpe solar fue en el 1958 cuando las luces nocturnas se pudieron ver varias veces hasta México. En aquellos días, las tormentas solares ocasionaban poco daño. Una repetición hoy en día, sin embargo, tendría efectos muy notables. Se verían afectados todos los teléfonos móviles, los dispositivos de GPS, los satélites de meteorología y muchas otras tecnologías modernas, agregó Dikpati.
La última vez que la Tierra experimentó este tipo de golpe solar fue en el 1958 cuando las luces nocturnas se pudieron ver varias veces hasta México. En aquellos días, las tormentas solares ocasionaban poco daño. Una repetición hoy en día, sin embargo, tendría efectos muy notables. Se verían afectados todos los teléfonos móviles, los dispositivos de GPS, los satélites de meteorología y muchas otras tecnologías modernas, agregó Dikpati.
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