Khả năng siêu bão không gian được ước tính từ thời gian quan sát từ trường dài nhất

Bằng cách phân tích các bản ghi từ trường ở hai đầu đối diện của Trái đất (Anh và Úc), các nhà khoa học đã có thể phát hiện siêu bão đi ngược lại trong 150 năm qua.

Kết quả này được thực hiện nhờ một cách mới để phân tích dữ liệu lịch sử được tiên phong bởi Đại học Warwick từ 14 chu kỳ mặt trời gần đây trước khi thời đại vũ trụ bắt đầu vào năm 1957 thay vì năm chu kỳ mặt trời cuối cùng hiện đang được sử dụng.

Phân tích cho thấy những cơn bão từ ‘nghiêm trọng’ xảy ra ở 42 trong số 150 năm qua và siêu bão ‘vĩ đại’ xảy ra trong 6 năm trên 150. Thông thường, một cơn bão chỉ có thể kéo dài vài ngày nhưng có thể gây ra rất nhiều sự cố công nghệ hiện đại. Siêu bão có thể gây mất điện, lấy vệ tinh, phá vỡ hàng không và gây mất tạm thời tín hiệu GPS cùng liên lạc vô tuyến.

Tác giả chính, giáo sư Sandra Chapman từ Trung tâm Hợp nhất, Không gian và Vật lý thiên văn của Đại học Warwick cho biết: “Những siêu bão này là những sự kiện hiếm gặp nhưng ước tính cơ hội xảy ra của chúng là một phần quan trọng trong việc lên kế hoạch giảm thiểu mức độ cần thiết để bảo vệ quốc gia quan trọng cơ sở hạ tầng.

“Nghiên cứu này đề xuất một phương pháp mới để tiếp cận dữ liệu lịch sử để cung cấp một bức tranh tốt hơn về khả năng xảy ra siêu bão và hoạt động siêu bão nào chúng ta có thể thấy trong tương lai.”

Cơn bão Carrington năm 1859 được công nhận rộng rãi là siêu bão lớn nhất được ghi nhận nhưng trước cả dữ liệu được sử dụng trong nghiên cứu này. Phân tích do giáo sư Chapman dẫn đầu ước tính biên độ cần phải có trong cùng một lớp với các siêu bão khác – và do đó có khả năng xảy ra có thể ước tính được.

Giáo sư Richard Horne, người đứng đầu Thời tiết Không gian tại Khảo sát Nam Cực của Anh cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy siêu bão có thể xảy ra thường xuyên hơn chúng ta nghĩ. Đừng nhầm lẫn bởi các số liệu thống kê, nó có thể xảy ra bất cứ lúc nào không biết khi nào và ngay bây giờ chúng ta không thể dự đoán khi nào. “

Thời tiết không gian được điều khiển bởi hoạt động từ mặt trời. Bão nhỏ hơn là phổ biến nhưng đôi khi những cơn bão lớn hơn xảy ra có thể có tác động đáng kể.

Một cách để theo dõi thời tiết không gian này là quan sát những thay đổi trong từ trường ở bề mặt trái đất. Các quan sát chất lượng cao tại nhiều trạm đã có sẵn từ đầu thời đại vũ trụ (1957). Mặt trời có chu kỳ hoạt động xấp xỉ 11 năm, cường độ khác nhau và dữ liệu này đã được nghiên cứu rộng rãi chỉ bao gồm năm chu kỳ hoạt động của mặt trời.

Nếu chúng ta muốn ước tính tốt hơn về khả năng xảy ra các cơn bão không gian lớn nhất trong nhiều chu kỳ mặt trời, chúng ta cần quay ngược thời gian. Chỉ số địa từ aa có nguồn gốc từ hai trạm ở hai đầu đối diện của trái đất (ở Anh và Úc) để loại bỏ trường nền của trái đất. Điều này quay trở lại sau 14 chu kỳ mặt trời hoặc 150 năm nhưng có độ phân giải kém.

Sử dụng trung bình hàng năm của một vài phần trăm hàng đầu của chỉ số aa, các nhà nghiên cứu nhận thấy siêu bão ‘nghiêm trọng’ xảy ra trong 42 năm trên 150 (28%) trong khi siêu bão ‘vĩ đại’ xảy ra trong 6 năm trên 150 (4%) hoặc một lần trong mỗi 25 năm. Một ví dụ, cơn bão năm 1989 gây ra sự cố mất điện lớn ở Quebec là một cơn bão lớn.

Vào năm 2012, Trái đất tránh được rắc rối khi một khối phóng từ vành đai từ Mặt trời bỏ qua Trái đất và đi theo hướng khác. Theo các phép đo vệ tinh nếu nó đâm vào Trái đất, nó sẽ gây ra siêu bão.

Thời tiết không gian đã được đưa vào Đăng ký Rủi ro Quốc gia Vương quốc Anh năm 2012 và được cập nhật vào năm 2017 với khuyến nghị đầu tư nhiều hơn vào dự báo. Vào tháng 9 năm 2019, Thủ tướng Chính phủ đã công bố khoản đầu tư lớn trị giá 20 triệu bảng vào thời tiết vũ trụ. Mục tiêu là dự báo bão từ và phát triển các chiến lược giảm thiểu tốt hơn.

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Warwick . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.

Tạp chí tham khảo :

1. SC Chapman, RB Horne, Tây Bắc Watkins. Sử dụng chỉ số aa trong 14 chu kỳ mặt trời gần nhất để mô tả hoạt động địa từ cực đoan . Thư nghiên cứu địa vật lý , 2020; DOI: 10.1029 / 2019GL086524