Download 2. El Sol y su influencia sobre la Tierra.

Tormentas geomagnéticas y su
impacto sobre la vida cotidiana
Nivel 3: Adultos
1. ¿ Cuál es el problema?
2. El Sol y su influencia sobre la Tierra.
3. Efectos de las tormentas magnéticas sobre la tecnología y los seres vivos.
4. ¿Cómo se vigila la amenaza?
1. ¿ Cuál es el problema?
2. El Sol y su influencia sobre la Tierra.
3. Efectos de las tormentas magnéticas sobre la tecnología y los seres vivos.
4. ¿Cómo se vigila la amenaza?
1. DEFINIENDO EL PROBLEMA
Incremento de la actividad solar y de las tormentas
geomagnéticas y de su impacto en nuestra sociedad
tecnológica
1.1. Incremento de la actividad solar y de las tormentas geomagnéticas
Fenómeno natural que se enmarca en la influencia del Sol
sobre la Tierra.
No es nuevo:
Aristóteles, S. IV A.C, Libro I, Meteorológicos, Cap. IV y V
Galileo, S. XVII
Evento de Carrington, 1859
Presente en la comunidad científica especializada
1.2. Y su impacto en la sociedad tecnológica.
1859: Evento de Carrington. Impacto en el telégrafo.
Efectos en la Península Ibérica, (Marín-Vaquero 2010).
1989: Apagón de Canadá. Problemas en satélites.
1994: Fallos en satélites canadienses de comunicaciones.
2003: Tormenta de Halloween. Grandes pérdidas económicas
aminoradas por alerta previa.
2012: Estimación de pérdidas por fallos en la distribución
eléctrica US: 1012 $ (Space Studies Board 2008).
1. ¿ Cuál es el problema?
2. El Sol y su influencia sobre la Tierra.
3. Efectos de las tormentas magnéticas sobre la tecnología y los seres vivos.
4. ¿Cómo se vigila la amenaza?
2.1. SOL. CARACTERÍSTICAS.
Acción a distancia (150 millones de kilómetros)
Acción gravitatoria
Radiación solar
Emisión de materia
2.1. SOL. CARACTERÍSTICAS.
Acción a distancia (150 millones de kilómetros)
Acción gravitatoria
Radiación solar
Emisión de materia
2.1. SOL. CARACTERÍSTICAS.
¿ Cómo es la actividad solar ?
Baja actividad
Extremadamente variable
Moderada actividad
Alta actividad
RELACIÓN ENTRE ACTIVIDAD Y NÚMERO DE MANCHAS SOLARES
2.1. SOL. CARACTERÍSTICAS.
Ciclo solar de 11 años
2.1. SOL. CARACTERÍSTICAS.
Ciclo solar de 11 años
2.2. VIENTO SOLAR.
La emisión de materia del Sol es el origen el viento solar.
Chapman y Ferraro, 1931
Biermann, 1951
El viento solar empuja la cola
de los cometas
Parker, 1958
2.3. VIENTO SOLAR. EFECTOS.
Campo magnético de la Tierra
Viento solar
2.3. VIENTO SOLAR. EFECTOS.
El viento solar, al chocar con el CMT, crea la Magnetosfera, el escudo
protector de la Tierra y la convierte en nuestro hogar
2.4. FENÓMENOS SOLARES EXTREMOS.
2.4. FENÓMENOS SOLARES EXTREMOS.
Agujeros coronales
Fulguraciones solares
Eyecciones de MC
2.4. FENÓMENOS SOLARES EXTREMOS.
Fulguraciones
Eyecciones de MC Agujeros Coronales
RADIACION ELECTROMAGNETICA
PARTICULAS DE ALTA ENERGIA
PARTICULAS DE MEDIA-BAJA ENERGIA
LLEGADA: INMEDIATA
DURACION: MINUTOS, 1-2 HORAS
LLEGADA: 15 MIN - POCAS HORAS
DURACION: DIAS
LLEGADA: 2-4 DIAS
DURACION: DIAS
RAYOS X, EUV, BLOQUEOS DE RADIO
EVENTOS DE PROTONES
TORMENTAS GEOMAGNETICAS
PERTURBACION DE SEÑALES DE RADIO
RADIOCOMUNICACION TIERRA Y NAVIGACION
SATELITAL, SATCOM, INTERFERENCIAS DE
RADAR, DEBILITAMIENTO DE ONDAS CORTAS DE
RADIO
DESORIENTACION DE SATELITES
LECTURAS FALSAS EN SENSORES
DAÑO A NAVIOS ESPACIALES
FALLOS EN LA CARGA UTIL
RADIACION EN AVIONES A GRAN ALTURA
DEBILITAMIENTO DE ONDAS CORTAS DE RADIO
CARGA ELECTRICA Y ARRASTRE EN SATELITES Y VV. EE.
ERRORES DE NAVEGACION
ERRORES TRAYECTORIAS DE LANZAMIENTO
INTERFERENCIAS DE RADAR
ANOMALIAS RADIOPROPAGACION
BLOQUEOS POTENCIA
1. ¿ Cuál es el problema?
2. El Sol y su influencia sobre la Tierra.
3. Efectos de las tormentas magnéticas sobre la tecnología y los seres vivos.
4. ¿Cómo se vigila la amenaza?
3.1. ¿ CUANDO SE PRODUCE UNA TORMENTA GEOMAGNÉTICA ?
La Eyección de Masa Coronal está orientada hacia la Tierra
La velocidad del viento solar es muy alta, > 1000 km/s
La orientación de Bz es opuesta a la del CMT
3.2. ¿ QUÉ ES UNA TORMENTA GEOMAGNÉTICA ?
Las tormentas geomagnéticas son perturbaciones del
campo magnético terrestre de carácter planetario. Su
duración puede ser de varias horas y hasta días.
Las tormentas geomagnéticas puede producir
perturbaciones en la ionosfera: la capa de la atmósfera
cargada eléctricamente.
3.3. EFECTOS DE LAS
TORMENTA GEOMAGNÉTICA .
Courtesy Risto Pirjola, FMI, Finland
3.3. EFECTOS DE LAS
TORMENTA GEOMAGNÉTICA .
SATÉLITES.
3.3. EFECTOS DE LAS
TORMENTA GEOMAGNÉTICA .
SATÉLITES.
Las partículas cargadas de alta energía pueden llegar a atravesar sin problemas
capas de hasta 4 cm de aluminio.
3.3. EFECTOS DE LAS
TORMENTA GEOMAGNÉTICA .
RED ELÉCTRICA.
-
Se reduce la capacidad de transmisión del sistema, cae la tensión de las líneas, se
pueden producir cortes y eventualmente un apagón total.
-
Una tormenta magnética puede producir diferencias de voltaje entre
transformadores de alta tensión conectados a tierra, que pueden llegar a
saturarse.
- Puede ocurrir un recalentamiento e
incendio de los transformadores de
alta tensión por una corriente muy
elevada respecto al rango de
operación diseñado para los
mismos.
3.3. EFECTOS DE LAS
TORMENTA GEOMAGNÉTICA .
RED ELÉCTRICA.
-
Todo el tendido eléctrico de Gran Bretaña se tornó inestable durante dos tormentas
geomagnéticas en 1847 y 1859.
-
El 13 de Marzo de 1989 una
tormenta geomagnética llevó los
transformadores del sistema de
suministro eléctrico de Hydro
Québec a la saturación. Se
produjo en el este de Canadá un
corte de 9 horas.
3.3. EFECTOS DE LAS
TORMENTA GEOMAGNÉTICA .
CORROSIÓN.
Los oleoductos y gasoductos tienen una tendencia a corroerse, sobre todo en puntos de
la superficie donde una corriente eléctrica puede fluir desde el metal hacia el terreno
circundante
La corrosión que experimentan los grandes puentes metálicos y las torres de alta
tensión puede ser atribuida en parte a este fenómeno.
3.3. EFECTOS DE LAS
TORMENTA GEOMAGNÉTICA .
SEÑALES FERROVIARIAS
‐ Las corrientes eléctricas inducidas en el suelo por la variación del campo
geomagnética (GICs) pueden interferir en el tráfico ferroviario al perturbar el
sistema de señalización.
‐ Julio de 1982 se detectaron
en Suecia fluctuaciones de
voltaje inducidas desde el
espacio que llevaron a
fallos.
‐ Este tema está siendo
particularmente estudiado
en los ferrocarriles rusos y
reviste un gran interés para
la implantación de líneas de
alta velocidad
3.3. EFECTOS DE LAS
TORMENTA GEOMAGNÉTICA .
EFECTOS SOBRE LOS SERES VIVOS
‐ Animales migratorios como aves y ballenas que usan el campo magnético para
orientarse durante sus viaje de miles de kilómetros pueden extraviarse debido a
grandes tormentas geomagnéticas.
‐ Efectos sobre algunos procesos biológicos básicos
‐ Los pasajeros y la tripulación de un avión están directamente expuestos a los
rayos cósmicos secundarios producidos en la atmósfera terrestre.
3.3. EFECTOS DE LAS
TORMENTA GEOMAGNÉTICA .
Los daños que provocan las grandes tormentas
geomagnéticas en satélites y redes de distribución de
electricidad no solo afectan a las Agencias del Espacio
o las Compañías Eléctricas, sino que pueden afectar
enormemente a nuestra forma de vida actual (que
tanto depende de la tecnología: electrodomésticos,
radio y televisión, teléfono móvil, internet, etc.),
haciéndonos retroceder al pasado en pocas horas.
http://guzmansreviews.wordpress.com/
1. ¿ Cuál es el problema?
2. El Sol y su influencia sobre la Tierra.
3. Efectos de las tormentas magnéticas sobre la tecnología y los seres vivos.
4. ¿Cómo se vigila la amenaza?
4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN.
Desde la Tierra: Observatorios
Observación del Sol
Desde el espacio: Misiones SOHO, STEREO, SDO
Se observa lo que ha sucedido en el Sol unos 8 minutos antes
29/3/06
4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN.
Satélites situados en el punto L1 de Lagrange
del Sistema Sol-Tierra
Satélites geoestacionarios
ACE
GOES
Red de Observatorios en tierra
SOHO
4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN.
ACE: Advanced Composition Explorer
http://www.srl.caltech.edu/ACE/ace_mission.html
4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN.
ACE
IMF Bz
19-21 Noviembre, 2003
Velocidad viento solar
Densidad viento solar
4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN.
SOHO: Solar Heliospheric Observatory
http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=14
4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN.
SOHO: Solar Heliospheric Observatory
6 -11-2011
8 -11-2011
http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=14
4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN.
SOHO: Solar Heliospheric Observatory
http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=14
4.1. SISTEMA DE DETECCIÓN.
ACE
IMF Bz
19-21 Noviembre, 2003
Velocidad viento solar
Densidad viento solar
Goes 10
Componente CM paralela eje rotación Tierra
Flujo de protones: 4-9; 9-15; 15-40 MeV
4.2. INFORME DE SITUACIÓN. PRONOSTICO.
4.2. INFORME DE SITUACIÓN. PRONOSTICO.
4.2. INFORME DE SITUACIÓN. PRONOSTICO.
http://www.sec.noaa.gov/NOAAscales/index.html
4.2. INFORME DE SITUACIÓN. PRONOSTICO.
Actividad auroral
Viento solar
http://www.swpc.noaa.gov/SWN/
Muchas gracias por su atención
sites
Stanford Solar Center
SOHO Exploring the Sun
Space Weather Center (Space Science Institute)
Space Weather Basic Facts
Space Weather
Space Weather.Com
ESA Space Weather Programme
NASA/GSFC Sun- Earth Connection
Mathematical Exploration and Understanding
Esta presentación se realizó dentro del proyecto
“ESTUDIO DE LAS TORMENTAS
GEOMAGNÉTICAS Y EVALUACIÓN DE SU
IMPACTO EN EL ÁMBITO DE LAS
TECNOLOGÍAS E INFRAESTRUCTURAS
EN ESPAÑA Y PORTUGAL”
financiado por la Fundación Mapfre