Meteorología Aeronáutica. Tormentas Solares.

Que son y que consecuencias tienen.

Una tormenta solar o tormenta geomagnética, es un fenómeno producido debido a la liberación de grandes cantidades de energía en la superficie del sol, provocando grandes explosiones que hacen que el gas sea calentado a elevadas temperaturas y sean expulsadas cantidades considerables de partículas que viajan a través del espacio a gran velocidad.

Este fenómeno produce radiación electromagnética. Esta energía llega a la tierra en forma de radiación que choca y afecta al campo magnético de la tierra así como a las capas externas del planeta ionosfera y la magnetosfera y una vez que alcanza la superficie, causa serios daños a todos los equipos que funcionan y producen electricidad.

La superficie del sol está constituida por una gran masa de plasma en movimiento, cargada con partículas por las cuales fluye gran cantidad de energía.
Algunas de estas partículas escapan de la ardiente superficie para viajar a través del espacio en forma de viento solar.

En ocasiones este efecto hace que sean expulsadas enormes porciones de plasma ardiente en forma de llamaradas.
A este fenómeno se le llama eyecciones de masa coronal.
Tormentas Solares, Desarrollo y etapas

El Sol está variando constantemente en ciclos, a través de períodos de aumento y disminución de intensidad. Estos ciclos se van repitiendo de forma gradual en un periodo de aproximadamente 11 años, a esto se le denomina actividad máxima solar.
Aparecen manchas solares, que son zonas más frías y de color oscuro. La diferencia térmica causa erupciones solares, grandes y violentas llamaradas
Cuando se completa uno de estos ciclos se produce una onda expansiva que desencadena explosiones dando lugar a las tormentas solares pudiendo estas ser mas intensas que otras en cada secuencia.

Muchas manchas solares provocan la súbita liberación de gran cantidad de materia solar, una nube ardiente de partículas y radiación llamada CME (eyección de masa coronal) que avanza a miles de km por segundo y golpea todo lo que halla a su paso. Si apunta a la Tierra, llega en un tiempo entre 18 y 36 horas.
Los científicos determinan la intensidad del ciclo solar mediante el estudio y el número de manchas solares, manchas oscuras en el Sol que marcan las áreas de actividad magnética incrementada.

A mayor cantidad de manchas solares, más posibilidades de que tenga lugar una gran tormenta solar CME (eyección de masa coronal) , arrojan erupciones de hasta cien mil millones de toneladas de gas electrificado hacia la Tierra a velocidades increíbles.

Etapas y consecuencias.

Erupción solar:  Es una violenta explosión en la fotósfera del Sol con una energía equivalente a decenas de millones de bombas de hidrógeno. Solo tarda 8 minutos en alcanzar la tierra, se ven cortadas e interrumpidas las comunicaciones, hace que la atmósfera se altere lo cual afecta los satélites y su órbita, haciendo que estos se precipiten a la superficie de la tierra.

Tormenta de Radiación: Es la emanación de mucha radiación contra la Tierra, averiando todo tipo de circuitos eléctricos y en menor medida a las personas. A pesar de que el planeta Tierra se encuentra protegido por la Atmósfera y la Magnetosfera. En este caso son muy perjudicados los astronautas que no encuentren a salvo.

Eyección de Masa Coronal (CME):  Es una onda hecha de radiación y viento solar. Es el fenómeno más peligroso, daña a los satélites y a los transformadores y dispositivos eléctricos del planeta por los que pase electricidad. Elimina las comunicaciones a nivel global. Causa estos estragos si está orientada al sur, pero si está orientada al norte, será rebotada por la magnetosfera sin peligro alguno para el planeta.

¿Puede romperse el escudo defensivo? Si la erupción es lo suficientemente intensa y la dirección del campo magnético de la eyección es perpendicular a la del campo terrestre, el escudo cederá y la atmósfera recibirá una gran cantidad de energía, capaz de cortocircuitar cualquier dispositivo electrónico.

¿Qué consecuencias tendría la ruptura? Un reciente informe de la NASA advertía de los peligros: grandes ciudades sin electricidad ni comunicaciones durante años, éxodos masivos a las zonas rurales y un coste económico cientos de veces superior al huracán Katrina.

¿Qué se puede hacer? La única solución es desconectar temporalmente las centrales eléctricas y las redes de telecomunicaciones hasta que pase el peligro. Se está trabajando en protocolos para hacerlo a tiempo.

Tormenta solar sobre efectos de la a aviación.

La tormenta solar del martes 24-1-2012 golpeo a la Tierra, su pico máximo llegó poco después de las tres de la tarde. Según informo la Administración Nacional de los Océanos y la Atmósfera (NOAA) de EE.UU., algunos vuelos que atravesaban el polo norte fueron desviados de su ruta y otros aviones que volaban en altas latitudes han disminuido el número de pies para evitar los efectos de la potente llamarada, la más fuerte que recibe el planeta desde el año 2005.

El «bombazo» enviado por el Sol, de clase M8,7 -muy cerca de la intensidad máxima- libero una impresionante tormenta geomagnética que causo problemas en los satélites de comunicaciones de órbita polar y daño algunas de las redes de comunicaciones.

De hecho, algunos sensores del satélite ACE de la NOAA, que estudia el viento solar, han sido cegados por la ráfaga y, al menos durante un tiempo, han quedado inútiles.

Radiación a los pasajeros de los aviones.

Sin embargo, su intensidad garantiza espectaculares auroras boreales y también existe el riesgo de que cause daños en satélites, comunicaciones de radio, comunicaciones de misiones científica en el Ártico y refinerías de crudo.

La ruta de algunos vuelos fue modificada, ya que las tormentas solares proporcionan una pequeña dosis de radiación a los pasajeros en los vuelos de altas latitudes.

Aunque también representan algunos riesgos para los astronautas, la NASA informo de que los astronautas en la Estación Espacial Internacional (ISS) no corrían ningún peligro.

Según los datos recogidos por el Centro de Clima Espacial Goddard, de la NASA, la eyección de masa coronal, provocada por la mancha solar 1402, se movió al menos a 2.253 km por segundo en dirección a la Tierra.

No supone un peligro para los seres humanos en la superficie de la Tierra, ya que el campo magnético del planeta (la magnetosfera) y su atmósfera desvían y absorben la energía solar y las partículas.

Tormentas Solares, Precedentes

El 2 de septiembre de 1859 se produjo la peor tormenta solar de todos los tiempos, conocida como el evento Carrington, por el astrónomo británico Richard Carrington que lo midió.

Causó el colapso de las mayores redes mundiales de telégrafos. Hubo 9 días de severo clima espacial; auroras fueron vistas hasta en latitudes ecuatoriales donde estos no suelen suceder jamás. En aquella época, la energía eléctrica apenas comenzaba a utilizarse, por lo que los efectos de la tormenta casi no afectaron a la vida de los ciudadanos, en cambio los cables del telégrafo, invento que había empezado a funcionar en 1843 en los Estados Unidos, sufrieron cortes y cortocircuitos que provocaron numerosos incendios, tanto en Europa como en Norteamérica.

Mucho más cercano a nuestro tiempo, en 1989, una gran emisión de energía procedente del Sol provocó una avería en la central eléctrica de Quebec en Canadá. Seis millones de personas de Canadá y EE.UU. se quedaron sin electricidad durante más de nueve horas, y algunos satélites fallaron y modificaron sus órbitas.

Otra tormenta solar del año 2012 revista     QUO

Tormentas Solares, Bibliografía

Tormenta solar afecta señales de radio. Australia, India y China sufrieron apagones por las partículas que golpearon a la Tierra. Fuente: NOAA, día 5-3-2012.

Las partículas solares provinieron de dos explosiones tipo M y una tipo X, la más alta.
Una llamarada solar tipo X, la de mayor intensidad, se produjo este fin de semana y se dirigió a la Tierra generando apagones de radio en Australia, China e India, reportó el Centro de Predicción de Clima espacial de la Administración Nacional de Atmósfera y Océanos de Estados Unidos.

Las partículas solares provinieron de la región 1492 provocando dos explosiones tipo M el viernes y domingo pasados; y una tercera ayer domingo, detalló la NASA.

Cada eyección de masa coronal, burbujas de gas y partículas magnetizadas que salen de la atmósfera solar,  se produjo en una zona de cara a la Tierra, por lo que los efectos de la explosión golpearon el campo magnético del planeta afectando las comunicaciones.

Según la NOAA se trata de un apagón de radio de nivel 3 (R3). La escala va de 1 a 5, siendo el 5 el más extremo. El nivel R3 describe situaciones en las que hay interrupciones en una amplia zona en las comunicaciones de radio, pérdida de contacto por radio durante una hora o más o degradación de las señales de baja frecuencia de navegación.

Concretamente, pocos minutos después de la emisión de la llamarada se produjo un apagón de radio sobre distintas áreas de esas zonas por la ionización en la atmósfera terrestre proveniente de la llamarada. Los expertos, han apuntado que, habitualmente, suele tardar en torno a los 8 minutos en alcanzar el planeta, detalló en su portal el diario español El Mundo.

La NOAA espera que mañana haya más interferencia con la llegada de las partículas de la CME que se podrían extender uno o dos días más.

Día 8 de Marzo

Esta tormenta es 10 veces más grande que el viento solar que normalmente llega al planeta.

La segunda tormenta solar más intensa en años llegó el jueves a la Tierra, pero los científicos dijeron que el planeta posiblemente corrió con suerte.

Después de atravesar el espacio durante día y medio, y horas después de llegar a nuestro planeta, las autoridades no han reportado los problemas que temían en las redes de fluido eléctrico, los sistemas de navegación satelital (GPS) o los vuelos de las aeronaves, especialmente en las regiones del hemisferio norte. Estas y otras tecnologías frecuentemente se ven interrumpidas por las nubes de partículas cargadas de electrones.

Pero la situación todavía puede cambiar a medida que la tormenta sacude el campo magnético planetario afectando las telecomunicaciones, aunque también podría producir coloridas auroras, incluso en zonas más alejadas de los polos.

Los principales indicadores mostraron que esta tormenta es 10 veces más grande que el viento solar que normalmente llega a la Tierra.

La tormenta, que comenzó con un enorme destello a principios de la semana, crece a medida que se aleja del Sol, expandiéndose como una pompa colosal de jabón. Los científicos calcularon que las partículas se movían a más de 6 millones de kilómetros por hora.

La tormenta llegó a la Tierra el jueves a las 05:42 hora ET (04:42 am, tiempo de México), informó la agencia espacial estadounidense (NASA).

“Nos está golpeando justo en la nariz, no es un suceso terrible, sino interesante”, dijo Joe Kunches, un científico de la Agencia Nacional del Océano y la Atmósfera (NOAA por sus siglas en inglés), con sede en Boulder, Colorado.

Los astrónomos dijeron que el planeta tiene una orientación al norte que es “muy benigna”. Si estuviera más hacia el sur, el fenómeno habría causado más daño a las telecomunicaciones y auroras más grandes.

“No estamos fuera de peligro. Fue un buen comienzo. Si fuera una red eléctrica estaría feliz hasta ahora”, detalló.

Los astrónomos dicen que el Sol ha estado relativamente tranquilo durante algún tiempo y que esta tormenta, aunque fuerte, puede parecer más feroz porque la Tierra ha estado arrullada durante varios años por una actividad solar débil.

La tormenta es parte del ciclo normal de 11 años del Sol, que se supone debe llegar a un pico de tormentas el año próximo.

Las tormentas solares no causan daño a las personas, pero sí alteran la tecnología. Durante el último pico, alrededor de 2002, los expertos descubrieron que los aparatos que usan el GPS eran vulnerables a las erupciones solares.

Debido a que las nuevas tecnologías han florecido desde entonces, los científicos podrían descubrir que algunos de los nuevos sistemas también están en riesgo, dijo Jeffrey Hughes, director del Centro de Modelos Integrados del Clima Espacial de la Universidad de Boston.

Fuente: NASA , Jueves 08 de marzo de 2012

Un satélite de la NASA detectó cambios en el campo magnético del planeta.

La explosión solar del 6 de marzo, la segunda más intensa del ciclo del Sol, golpeó el campo magnético de la Tierra a las 05:42 hora ET (04:42 am, tiempo de México), informó la agencia espacial estadounidense (NASA).

El satélite Explorador de Composición Avanzada (ACE, por sus siglas en inglés) detectó cambios en la magnetósfera de la Tierra por el choque de la tormenta geomagnética.

Las dos explosiones solares que ocurrieron el 6 de marzo se dirigían a la Tierra y a Marte a velocidades superiores a los mil kilómetros por hora, las cuales podrían producir interrupciones en las comunicaciones de radio de alta frecuencia, sistemas de posicionamiento global (GPS) y redes eléctricas, informó la NASA.

La primera eyección de masa coronal, desprendimiento de plasma y partículas radiadas de la atmósfera solar, fue tan intensa que sólo está por debajo de la que ocurrió el 9 de agosto del año pasado.

La explosión que ocurrió a las 19:00 hora ET (18:00 horas tiempo de México) se dirigía a una velocidad de 2.092 kilómetros por hora; la segunda, menos intensa, viajaba a 1.770 kilómetros por hora y explotó a las 20:14 hora ET (19:14, tiempo de México)

Las llamaradas solares causaron auroras en bajas latitudes. La NASA previo que en su camino la tormenta solar golpeará las naves Messenger, Spitzer y STEREO-B.

Ambas explosiones se formaron en la nueva región activa nombrada AR 1429 que en los últimos días había producido diversas llamaradas tipo M y X, las máximas en las escalas de actividad solar .

Fuente: AP , Jueves 09 de marzo de 2012

La explosión elevó su intensidad esta madrugada.

Una tormenta solar azotó a primeras horas del viernes el campo magnético de la Tierra, en tanto que los científicos no habían recibido todavía informes de que el fenómeno hubiera causado problemas en las redes eléctricas.

Tras los informes del jueves de que la tormenta solar era débil, un aumento de la actividad obligó a los expertos del clima espacial a emitir alertas sobre alteraciones en el campo magnético.

“No hemos recibido todavía informes de los operadores de los sistemas de energía eléctrica. Sin embargo, estos informes no llegan sino hasta después de la tormenta”, dijo el viernes Rob Steenburgh, experto del clima espacial en el Centro de Predicción del Clima Espacial en Boulder, Colorado. El centro pertenece a la Administración Nacional de los Océanos y la Atmósfera.

Steenburgh dijo que la tormenta solar había alcanzado el jueves un nivel moderado y el viernes, uno fuerte. El fenómeno fue catalogado como menor durante la mayor parte del jueves.

Los científicos aseguran que las tormentas de este tipo no representan una amenaza para las personas, pero sí para los aparatos eléctricos y electrónicos.

El centro del clima espacial dijo en su página de internet que una tormenta solar con categoría de fuerte puede obligar un ajuste de los sistemas de voltaje y activar falsas alarmas en algunos aparatos de protección, además de afectar el desplazamiento de los satélites y la orientación de los mismos.

Los expertos del clima espacial no advirtieron repercusiones de la tormenta solar en los sistemas eléctricos o electrónicos, pero dijeron que las comunicaciones de radio de alta frecuencia —principalmente las de radioaficionados— estuvieron interrumpidas durante dos horas desde el este de África hasta el este de Australia.

Llamaradas solares. Clasificación

Una llamarada solar es una explosión en el Sol que ocurre cuando la energía almacenada en campos magnéticos torcidos (normalmente por encima de las manchas solares) se libera de forma súbita. Las llamaradas producen un estallido de radiación en todo el espectro electromagnético, desde las ondas de radio a los rayos X y los rayos gamma.

Los científicos clasifican a las llamaradas solares de acuerdo a su brillo de rayos X en el rango de longitud de onda de 1 a 8 Angstroms. Hay 3 categorías: la clase X cuando las llamaradas son grandes, son acontecimientos importantes que pueden desencadenar en todo el planeta apagones de radio y de larga duración las tormentas de radiación.

Le siguen las llamaradas de clase M son de tamaño mediano, ya que pueden causar apagones breves de radio que afectan las regiones polares de la Tierra. Finalmente, las llamaradas de clase C son pequeñas y con pocas consecuencias notables en la Tierra.

Cada categoría a su vez se divide en 9, por ejemplo de la C1 a la C9, en la que se indica su intensidad de menor a mayor, siendo el 9 la más significativa en liberación de radiación.