Geimveðurspá

Þórður Arason 10.10.2012

Haf- og veðurstofa Bandaríkjanna (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) rekur nokkur gervitungl sem fylgjast með umbrotum á sólinni. Þar á meðal eru gervitungl sem sjá bakhlið sólarinnar. Fylgst er sérstaklega með umbrotum sem koma m.a. fram í sýnilegum sólblettum, sólblossum sem má nema utan sýnilegs ljóss og kórónugosum sem geta varpað miklu magni einda út í geiminn á miklum hraða.

Þessi eindastraumur frá sólinni er kallaður sólvindur og getur haft áhrif á jörðina, sérstaklega segulsvið jarðar. Spár um sólvirkni og truflanir á segulsviði jarðar eru kallaðar geimveðurspár. Þótt geimveðurspár nýtist sem norðurljósaspár, eru þær fyrst og fremst gerðar til að vara við miklum umbrotum frá sólinni sem geta valdið truflunum á fjarskiptum og tjóni á raforkuvirkjum og rafeindabúnaði.

Til að lýsa virkni norðurljósa er geimveðurspám varpað á Kp-kvarða frá 0 til 9 sem lýsir styrk truflana á segulsviði jarðar. Norðurljósaspá Veðurstofunnar byggist á þessu. Lægstu tölurnar eru algengastar: Kp-talan er 0-4 í 90% tilvika og efstu gildin koma fyrir í algerum undantekningartilvikum, 7-9 koma fyrir í um 1% tilvika.

Megnið af eindastraumi frá sólinni fer í aðrar áttir en til jarðar, en reynt er sérstaklega að meta styrk þeirra eindastrauma sem stefna á jörðina. Hér er fyrst og fremst um rafeindir og róteindir að ræða sem þeytast á mörg hundruð kílómetra hraða á sekúndu frá sólinni. Á slíkum hraða eru þær þó 1-3 daga að komast til jarðar. Því er góður möguleiki að sjá fyrir með nokkurra daga fyrirvara þegar von er á miklum truflunum. Sólin snýst um sjálfa sig á 27 dögum, séð frá jörðu. Því geta langvinnar gusur frá sólinni endurtekið sig á 27 daga fresti, en oft verða breytingar á þeim tíma þannig að slíkar langtímahorfur fari í vaskinn.

Á mynd 1 má sjá myndir af sólinni frá því fyrr í dag. Mynd 1a sýnir sólina nokkurn veginn eins og hún lítur út í sýnilegu ljósi, en mynd 1b sýnir hitamynd í fjarútfjólubláu ljósi sem sýnir varmageislun efnis sem er við 2 milljón gráður.

Sólin fyrr í dag

Mynd 1a. Mynd af sólinni frá því fyrr í dag, nokkurn veginn eins og hún er í sýnilegu ljósi (SDO/HMI continuum). Stundum má sjá litla sólbletti á sólinni, en þó eru sumir þeirra stærri en jörðin. Myndin er fengin frá Geimvísindastofnun Bandaríkjanna (NASA).

Hitamynd af sólu

Mynd 1b. Hitamynd af sólinni frá því fyrr í dag sem sýnir umbrot í kórónu sólar í ósýnilegu fjarútfjólubláu ljósi (SOHO EIT 284). Horft er á fjarútfjólublátt ljós með um 10 sinnum styttri bylgjulengd en sýnilegt ljós, en hiti efnis þarf að vera um 2 milljón gráður til þess að það skíni á þessari bylgjulengd. Myndin er fengin frá Geimvísindastofnun Bandaríkjanna (NASA).

Geimveðurspárit

Á myndum 2-4 má sjá mislangar geimveðurspár. Væntanlega er mest að marka stystu spána og minnst að marka langtímahorfurnar. Vinstri hluti ritanna sýnir 3 klst meðalgildi mælinga á segulsviðstruflunum (blár ferill) og hægri hlutinn sýnir geimveðurspár (rauður ferill). Virknin er sýnd á Kp-kvarða 0-9 sem lýsir styrk truflana á segulsviði jarðar.

Mynd 2 sýnir geimveðurspárit í dag. Láréttur ás ritsins sýnir klukku í dag og heildarlengd ritsins er 24 klukkustundir og klukkan merkt á 6 klst fresti. Lóðrétt grá lína sýnir tímann þegar ritið var uppfært. Ritið sýnir bæði mælingar fyrr í dag (blár ferill) og geimveðurspá fram í tímann (rauður ferill). Þar á milli er stundum skammtímamat (ljósblátt).

NOAA-SWPC: Geimveðurspárit - í dag

Mynd 2. Skammtíma-geimveðurspárit má nýta til að meta virkni norðurljósa á næstu klukkustundum. Láréttur ás ritsins sýnir klukku í dag og heildarlengd ritsins er 24 klukkustundir og klukkan merkt á 6 klst fresti. Spáin er byggð á mælingum á eindastraumi frá sólu í ACE-gervitunglinu, sem er í jafnvægispunkti milli jarðar og sólar. Myndin er gerð á Veðurstofunni, en gögn fyrir hana eru fengin frá NOAA - Space Weater Prediction Center og þar má finna nánari upplýsingar.

Mynd 3 sýnir geimveðurspárit fyrir komandi viku. Lóðrétt grá lína sýnir tímann þegar ritið var uppfært. Láréttur ás ritsins nær yfir 9 daga og er dagsetningin skráð undir hádegi hvern dag, en við miðnætti er stærra hak. Ritið sýnir mælingar á segulsviðstruflunum undanfarna 2-3 daga (blár ferill) og spá í dag og næstu 6 daga (rauður ferill). Virknin er sýnd á Kp-kvarða sem lýsir styrk segulsviðstruflana.

NOAA-SWPC: Geimveðurspárit - 1 vika

Mynd 3. Einnar viku geimveðurspárit, sem nýta má til að meta virkni norðurljósa í kvöld og næstu kvöld. Láréttur ás ritsins nær yfir 9 daga og er dagsetningin skráð undir hádegi hvern dag, en við miðnætti er stærra hak. Myndin er gerð á Veðurstofunni, en gögn fyrir hana eru fengin frá NOAA - Space Weater Prediction Center og þar má finna nánari upplýsingar.

Mynd 4 sýnir þriggja vikna geimveðurhorfur. Lóðrétt grá lína er við síðastliðið miðnætti. Láréttur ás ritsins nær yfir 4 vikur og er dagsetningin skráð við miðjan hvern sunnudag, en við miðnætti er hak. Ritið sýnir mælingar á segulsviðstruflunum undanfarna eina viku (blár ferill) og vikuspá eins og á mynd 3 (rauður ferill) og í framhaldi eru tveggja vikna horfur eftir vikuspána (bleikur ferill).

NOAA-SWPC: Geimveðurhorfur - 3 vikur

Mynd 4. Þriggja vikna geimveðurhorfur sem nýta má til að meta virkni norðurljósa á næstu vikum. Láréttur ás ritsins nær yfir 4 vikur og er dagsetningin skráð við miðjan hvern sunnudag, en við miðnætti er hak. Myndin er gerð á Veðurstofunni, en gögn fyrir hana eru fengin frá NOAA - Space Weater Prediction Center og þar má finna nánari upplýsingar.