Poollicht is een heel mooi atmosferisch spektakel maar het heeft ook gevolgen voor de mensen op Aarde, machines en nog veel meer. In dit artikel overlopen we de meest voorkomende gevaren van poollicht en hun invloed op onze planeet.
Communicatiestoornissen
Vele communicatiesystemen gebruiken de ionosfeer om radiostralen te reflecteren over grote afstanden. De ionosferische stormen kunnen radiocommunicaties verstoren op elke breedtegraad. Sommige radiofrequenties worden geabsorbeerd en andere gereflecteerd wat leid tot snel wisselende signalen en onverwachte verspreidng van de radiostralen. Tv en commerciële radiostations worden weinig verstoord door zonneactiviteit maar signalen van de grond naar de lucht, van schip naar kust en amateurradio worden vaker verstoor. Radio-operatoren die gebruik maken van hoge radiofrequensties zijn afhankelijk van zonneactiviteit en geomagnetische activiteitwaarschuwingen om hun communicatiecircuits draaiende te houden.
Sommige militaire detectiesystemen of waarschuwingssystemen worden ook door zonneactiviteit beïnvloed. De radar weerkaatst signalen van de ionosfeer om de lancering van vliegtuigen en raketten vanaf lange afstanden te kunnen monitoren. Tijdens geomagnetische stormen kunnen deze systemen sterk worden belemmerd door deze verstoringen in radiosignalen. Sommige detectiesystemen van onderzeeërs gebruiken de magnetische handtekening van onderzeeërs wanneer deze zijn locatieschema's inlaad. Geomagnetische stormen kunnen deze signalen verstoren.
Verscheidene bedrijven, luchtmaatschappijen en overheidsdiensten ontvangen met regelmaat meldingen van deze uitbarstingen zodat zij deze communicatieproblemen kunnen herkennen en geen onnodige onderhoudswerken aan hun apparaten uitvoeren. Wanneer een vliegtuig en een grondstation uitgelijnd zijn met de zon kan dit radiofrequenties van het luchtruim blokkeren. Dit gebeurt ook wanneer een grondstation op aarde, een satelliet en de zin op één lijn staan.
Navigatiesystemen
Systemen zoals LORAN en OMEGA worden ongunstig beïnvloed wanneer de zonneactiveit de signalen gaat verstoren. Het OMEGA systeem bestaat uit acht transmitters die zich op acht locaties over de gehele wereld bevinden. Vliegtuigen en schepen gebruiken deze zeer lage frequenties van deze transmitters om hun locaties te bepalen. Tijdens zonnevlammen en geomagnetische stormen kan het systeem onjuiste informatie doorgeven die kan oplopen tot enkele kilometers. Als navigators gewaarschuwd worden van een protonenstorm of geomagnetische storm kunnen deze omschakelen naar een backupsysteem.
Effecten op navigatiesystemen
Ook GPS systemen ondervinden hiervan last wanneer de GPS signalen verstoord worden in de plotselinge variaties in de densiteit van de ionosfeer.
Satellieten
Geomagnetische stormen en verhoogde uitstoot van ultraviolet afkomstig van de zon verhitten de bovenste lagen van de atmosfeer waardoor deze uitzet. De verhitte lucht stijgt en de dichtheid bij de satellieten op een hoogte van ongeveer 1000km stijgt aanzienlijk. Dit resulteerd in verhoogde druk op de satelliet waardoor deze vertragen en lichtjes in baan veranderen. Tenzij lage satellieten in een baan om de Aarde met regelmaat terug naar hogere hoogtes gestuwd worden, waarna ze terug zullen dalen en uiteindelijk opbranden in de atmosfeer wanneer dit niet meer gebeurd.
Skylab is een voorbeeld van een ruimtevaarttuig dat de Aardse atmosfeer terug is binnengedrongen als resultaat van hoger dan verwachte zonneactiviteit. Dit tijdens een geomagnetische storm in maart van het jaar 1989 Vier navigatiesatellieten van de marine werden toen ook voor meer dan een week buiten dienst gesteld.
De technologie stond ons toe om de onderdelen van ruimtevaarttuigen kleiner te maken en hun systemen te miniaturiseren, echter zijn deze des te gevoeliger voor deze zeer energetische zonnedeeltjes. Deze zonnedeeltjes kunnen schade aanbrengen aan de microchips en kan de softwarecommando's in satellieten veranderen.
Het inslaan van energetische deeltjes op de SOHO satelliet - Foto: NASA
Differentiële lading
Een ander probleem voor satellieten is differentieel lading. Tijdens geomagnetische stormen wordt het aantal en de energie van electronen en ionen door de zonneactiviteit verhoogd. Wanneer een satelliet door een gebied reist met een verhoogde energie, slaan de deeltjes in op de satelliet en zorgt ervoor dat verschillende delen van de satelliet differentieel geladen worden. Uiteindelijk kunnen elektrische ontladingen voordoen op de onderdelen op de satelliet en deze tijdlijk onbruikbaar maken of ze beschadigen.
Diepe lading
Diepe lading gebeurt wanneer energetische deeltjes, voornamelijk electronen, zich in de buitenste lagen van de satelliet doordringen en hun lading in de interne delen overbrengen. Wanneer voldoende lading accumuleert in eender welk onderdeel, kan deze proberen een andere component te ontladen. Deze ontlading is een potentieel gevaar voor de elektrische systemen aan boord van de satellieten.
Gevaren door radiatie op mensen
Intense zonnevlammen stoten zeer hoog energetische deeltjes uit die voor mensen schadelijk kunnen zijn zoals de lage energetische radiatie van nucleaire ontploffingen. De Aardse atmosfeer en magnetosfeer geven ons een goede bescherming voor ons op de grond, maar astronauten in de ruimte zijn het doelwit van deze dodelijke doseringen van radiatie. De doordringing van hoog-energetiosche deeltjes in levende cellen, gemeten als radiatiedosis, leid tot schade aan chromosomen en kan kanker veroorzaken. Hoge dosissen kunnen fataal zijn! Zonneprotonen met energie hoger dan 30 MeV zijn zeer gevaarlijk. In oktober 1989 produceerde de zon genoeg energetische deeltjes dat als een astronaut zich op de maan zou bevinden, die enkel een ruimtepak aanheeft en in de storm terechtkomt waarschijnlijk gestorven zijn. Astronauten die tijd hebben om zich in een veiligheidszone te begeven onder het oppervlak van de maan zouden delen van de radiatie hebben geabsorbeerd en schade berrokkend hebben aan hun chromosomen.
De diverse protonenstormklasses
Protonenstormen kunnen ook verhoogde radiatie veroorzaken aan boord van een vliegtuig die op hoge hoogtes vliegen, alhoewel dit risico klein is wordt het monitoren van zonneprotonen door satellietinstrumenten op de voet gevolgd en geëvalueerd.
Geologische verkenning
Het aardmagnetisch veld wordt gebruikt door geologen ondergrondse rotsformaties te bepalen. Voor het grootste deel zijn deze onderzoeken gericht op de olie gas of mineraal ontginning. Deze kunnen dit enkel volbrengen wanneer het aardmagnetisch veld rustig is zodat de ware magnetische handtekening kunnen gedetecteerd worden. Andere onderzoekers doen hun werk liever tijdens geomagnetische stormen, wanneer de variaties in de aardse normale ondergrondse elektrische stromen hen helpt om de ondergrondse olie of minerale structuren te zien. Voor deze redenen gebruiken vele onderzoekers geomagnetische waarschuwingen en voorspellingen om hun activiteiten te plannen.
Electriciteit
Wanneer magnetische velden zich in de buurt van een geleider bevinden zoals een draad, wordt een elektrische stroom geinduceerd in de geleider. Dit gebeurt op een grote schaal tijdens geomagnetische stormen. Elektriciteitsinstallaties versturen alternerende stromen naar hun klanten langsheen lange transmissiekabels. De bijna directe stromen die geïnduceerd worden in deze lijnen van geomagnetische stormen zijn schadelijk aan elektriciteitsinstallaties. Op 23 maart 1989 in montreal, Quebec, vielen 6 milioen mensen zonder electriciteit voor meer dan 9 uur als resultaat van een grote geomagnetische storm. Sommige gebieden ten noordoosten van de Verenigde Staten en Zweden hadden ook te kampen met electriciteitspannes. Door het ontvangen van waarschuwingen van geomagnetische stormen kunnen elektriciteitsinstallaties deze schade beperking en stroompannes vermeiden.
Pijpleidingen
Snel wisselende geomagnetische velden kunnen stroom induceren op pijpleidingen. Tijdens deze gebeurtenissen kunnen diverse problemen ontstaan voor ingenieurs van pijpleidingen. De stroommeters kunnen de stroominformatie doorgeven en kan de corrosiegraad dramatisch verhoogd worden. Indien ingenieurs onbewust proberen de stroom tijdens een geomagnetische storm in evenwicht proberen te brengen kan de corrosiegraad nog meer toenemen. Pijplijn beheerders ontvangen op geregelde wijze waarschuwingen ontvangen om hen te helpen bij het goed onderhouden van hun systemen.
Klimaat
De zon is de hittemachine die de circulatie in onze atmosfeer bestuurd. Alhoewel lang werd aangenomen dat dit een constante energiebron was, gaven nieuwe metingen aan dat deze zonneconstante die uitgestoten wordt kan variëren tot twee tienden van een percentage van de 11 jaren durende zonnecyclus. Tijdelijke dalingen tot een halve procent zijn ook waargenomen. Atmosferische wetenschappers zeggen dat deze variaties aanzienlijk zijn en dat deze het klimaat kunnen veranderen op aanzienlijke tijd. Plantengroei toont aan dat dit varieert in de 11 jarige zonnevlekkencyclus en de 22 jaar durende magnetische cyclus van de zon.
Tijdens protonenstormen, bereiken veel meer energetische deeltjes de aardse atmosfeer. Daar veroorzaken ze moleculaire ionisatie die chemicaliën aanmaakt die de atmosferische ozon vernietigen en meer schadelijke ultravioletstraling het aardoppervlak bereikt. Een protonenstorm in 1982 zorgde voor een tijdelijke 70% toename in de ozon dichtheid.
