تتشكل الشفق القطبي ، أو الأضواء الشمالية ، أثناء العواصف المغنطيسية الأرضية وتكون مرئية عند خطوط العرض المرتفعة. يمكن أن تشكل هذه العواصف أيضًا مخاطر على شبكة الكهرباء.
(الصورة: © جوشوا سترانغ / سلاح الجو الأمريكي)
تعد أنظمة الاتصالات جزءًا لا يتجزأ من الحياة اليومية ، ولكن يمكن أن تعطلها الشمس عن طريق إثارة العواصف المغناطيسية الأرضية القوية. للتنبؤ بهذه الاضطرابات - التي يمكن أن تؤثر على أنظمة GPS ، والسفر الجوي ، والأمن القومي والاتصالات المنقذة للحياة - قام العلماء مؤخرًا بوضع نموذج لبيانات الأرض ثلاثية الأبعاد ، وهي ترقية من سابقات أحادية البعد.
تُطلق الشمس إشعاعًا ، يساعد بعضها على دعم الحياة على الأرض. وهذا يشمل الحرارة والضوء المرئي. لكن الشمس تنبعث أيضًا أشعة أكثر خطورة ، ويحمي الغلاف المغناطيسي للكوكب الأزرق أبناء الأرض من هذا الإشعاع.
ولكن في بعض الأحيان ، ترسل الأحداث الشمسية المكثفة مثل التوهجات مستويات عالية من الإشعاع نحو الأرض. عندما يصل هذا الإشعاع ويتفاعل مع الغلاف المغناطيسي ، يمكن أن تتشكل عاصفة مغناطيسية. يشعر الكوكب بتأثيره بعدة طرق: في بعض الأحيان ، تظهر الأضواء الشمالية والجنوبية في أقطاب الأرض ، ولكن يمكن للإشعاع أيضًا أن يسبب فشل أنظمة الاتصال.
في دراسة جديدة للمسح الجيولوجي الأمريكي (USGS) ، استخدم فريق علمي بيانات الأرض لحساب الفولتية على طول خطوط الكهرباء في منطقة وسط المحيط الأطلسي في الولايات المتحدة. ووجدوا أن العديد من هذه القياسات كانت مختلفة بشكل كبير عن النتائج التي توصلت إليها 1D السابقة أنتجت النموذج.
وقال جريج لوكاس ، فيزيائي الأبحاث في USGS والمؤلف الرئيسي للدراسة ، في بيان عن النتائج الجديدة التي نُشرت في 26 فبراير: "تشير دراستنا إلى أنه ينبغي استخدام البيانات ثلاثية الأبعاد للأرض متى كانت متاحة". مجلة الفضاء الطقس.
باستخدام النمذجة ثلاثية الأبعاد لاكتساب فهم أفضل للهياكل المعقدة الموجودة أسفل مواقع القياس ، يمكن للعلماء تحديد المواقع الأمريكية الأكثر تعرضًا لانقطاع التيار الكهربائي بشكل أفضل عندما تحدث العواصف المغناطيسية الأرضية القوية.
في دراستهم الجديدة ، نظرت USGS في حدث العاصفة المغنطيسية الأرضية في مارس 1989 حيث عانت مدينة كيبيك الكندية من انقطاع التيار الكهربائي. من خلال نمذجة هذا السيناريو في 3D ، وجد علماء USGS 62 موقعًا ضعيفًا لم يكتشفها نموذج 1D.
وقال لوكاس في البيان "هذا التناقض بين الحسابات ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد لعاصفة 1989 يوضح أهمية البيانات الواقعية ، بدلاً من الاعتماد على نماذج ثنائية الأبعاد السابقة ، لتحديد تأثير العاصفة المغناطيسية على شبكات الكهرباء".
هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية وكالة علمية في وزارة الداخلية. يبحث في البيئة لتوفير معلومات حول الأرض وعملياتها وأية مخاطر محتملة تطرحها.
