ekvatoriaalinen sähkövirtaus

Avaruussää iskee myös ekvaattorille

Ti, 08/18/2015 - 08:58 Markus Hotakainen
Ekvatoriaalinen sähkövirtaus

Maan magneettikenttä suojaa meitä Auringosta tulevilta hiukkaspurkauksilta – mutta ei niin hyvin kuin tähän asti on kuviteltu.

Sähköisesti varattuja hiukkasia tiedetään vanhastaan pääsevän Maan ilmakehään napaseutujen lähettyvillä: siksi meillä näkyy revontulia. Kauniit valoverhot eivät kuitenkaan ole ainut seuraus näistä avaruussään vaihteluista.

Voimakkaat avaruusmyrskyt ovat aiheuttaneet esimerkiksi laajoja sähkökatkoksia pohjoisilla leveysasteilla. Uuden tutkimuksen mukaan niitä voi tapahtua myös päiväntasaajaseuduilla, joiden on aiemmin arveltu olevan turvassa avaruussään vaikutuksilta. Eikä niihin vaadita edes myrskyjä.

"Aikaisemmat havainnot osoittavat, että avaruussään vaikutukset eivät edellytä voimakkaita geomagneettisia myrskyjä. Niitä voi esiintyä myös silloin, kun avaruussää on muuten luokiteltavissa ’rauhalliseksi’", Brett Carter arvioi.

Tutkimuksessa tarkasteltiin 14 vuoden aikana sekä avaruudesta että maanpinnalta kerättyä tietoa. Maan magneettikentän ilmiöt vahvistavat "ekvatoriaalista sähkövirtausta" (equatorial electrojet), joka esiintyy luonnostaan ionosfäärissä noin 100 kilometrin korkeudessa Maan päiväpuolella.

Virtaus ei kulje tarkalleen päiväntasaajalla vaan magneettikentän ekvaattorin kohdalla. Siksi se ylittää vuorokauden mittaan niin Afrikan, Etelä-Amerikan, Kaakkois-Aasian kuin Intian eteläosatkin.

Tutkimuksessa tarkasteltiin aurinkotuulessa esiintyviä "puuskia", jotka syntyvät Auringon pinnalla tapahtuvien suurten purkausten seurauksena, sekä niiden vaikutuksia Maan magneettikenttään ja ionosfääriin. 

Näyttää siltä, että vähäisemmätkin purkaukset saavat Maan lähiavaruudessa aikaan mutkikkaita ilmiöitä, jotka puolestaan synnyttävät virtapiikkejä maanpinnalla. Ongelmana on se, että pienten purkausten vaikutuksia on hankala ennakoida.

"Maan magneettikenttä suojaa meitä aurinkotuulelta ja kun siihen kohdistuu kova puuska, magneettikentän muutokset näkyvät maanpinnallakin", Carter toteaa. 

"Paikallisesti muutokset voivat olla suuria, kun ekvaattorin sähkövirtauksessa tapahtuu nopeita vaihteluita. Ne puolestaan voimistavat maanpinnalla syntyviä sähkövirtoja päiväntasaajan lähettyvillä."

Toisin kuin äärimmäisen voimakkaat avaruusmyrskyt, pienemmät sääilmiöt eivät voi aiheuttaa laajaa tuhoa, mutta ne voivat silti vahingoittaa suojaamattomia sähköverkkoja. 

Ne saattavat vaikuttaa myös sähkön hintatasoon, sillä maanpinnalla esiintyvät virtapiikit sekoittavat helposti järjestelmät, jotka seuraavat sähkön kysynnän ja tarjonnan vaihteluita.

Tutkijoiden mukaan päiväntasaajaseutujen odottamaton alttius avaruussäälle edellyttää uudenlaista arviointia sen vaikutuksista alueellisiin olosuhteisiin.

Tutkimuksesta kerrottiin American Geophysical Unionin uutissivuilla ja se on julkaistu Geophysical Research Letters -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Brett A. Carter