IenM en zonneactiviteit

Transcriptie

1 IenM en zonneactiviteit Wat als de Zon het licht uit doet? Bert van den Oord - KNMI

2 Weerbaarheid vitale processen 2011 Nationale Risicoanalyse 2015 Herijking vitale sectoren Categorie A Categorie B Niet vitaal Financiële sector valt in categorie B maar is via keteneffecten gekoppeld met categorie A (energievoorziening, communicatie) 2 Bert van den Oord - KNMI

3 3 CATEGORIE B Regionale distributie elektriciteit Regionale distributie gas Vlucht- en vliegtuigafhandeling Scheepvaartafwikkeling Grootschalige productie, verwerking, opslag (petro)chemische stoffen Toonbankbetalingsverkeer Massaal giraal betalingsverkeer Hoogwaardig betalingsverkeer tussen banken Effectenverkeer Communicatie met en tussen hulpdiensten via 112 en C2000 Inzet politie Betrouwbare basisinformatie digitale overheid Bert van den Oord - KNMI

4 CATEGORIE A Landelijk transport en distributie elektriciteit Gasproductie, landelijk transport en distributie Olievoorziening Drinkwatervoorziening Keren en beheren waterkwantiteit Opslag, productie en verwerking nucleair materiaal Internetdienstverlening * Mobiele telefonie * Satelliet * Radio * Vaste telefonie * 4

5 Risico analyse vitale sectoren Carrington GPS, SATCOM 5 Bert van den Oord - KNMI

6 Keten Afhankelijkheden 6 Bert van den Oord - KNMI

7 Kwetsbaarheid financiële sector ruimteweer Verzekeringen VS powergrid related: M$/yr (10% door ruimteweer) Meest extreme geval 1 triljoen $ i.g.v. Carrington event (BNP triljoen $) INFRASTRUCTUREEL/OPERATIONS: Energie voorziening Communicatie Internet Mobiel telefonieverkeer SatCom (TBD) Tijdinformatie (GNSS) Computernetwerken (synchronisatie) Timestamp transacties 7 Bert van den Oord - KNMI

8 Wat is ruimteweer? Toestand Zon-Aarde systeem Effecten op onze technologisch kwetsbare samenleving Poster uit 1980 Solar Maximum Mission 8 Bert van den Oord - KNMI

9 Zon-Aarde Systeem: Space Weather 9 Bert van den Oord - KNMI

10 Ontdekking zonnevlekken 10 Bert van den Oord - KNMI

11 Ontwikkeling actief gebied 11 Bert van den Oord - KNMI

12 Zonnevlekken hoge resolutie 12 Bert van den Oord - KNMI

13 Tornados op de Zon 13 Bert van den Oord - KNMI

14 Hoge resolutie dynamica zonsoppervlak 14 Bert van den Oord - KNMI

15 Ontwikkeling magnetisch veld 15 Bert van den Oord - KNMI

16 Zonnedynamo: opwekken van magneetveld Rotatie + convectie wikkelt magneetveld op dat opstijgt naar oppervlak van de Zon 16 Bert van den Oord - KNMI

17 11 jarige cyclus zonnevelkken es/solar-cycle-sunspot-number.gif 17 Bert van den Oord - KNMI

18 14 jaar de Zon in rőntgen 18 Bert van den Oord - KNMI

19 magnetogram 24 oktober Ca II He Soft X-ray Bert van den Oord - KNMI

20 Zonnecorona: lussen en gaten 20 Bert van den Oord - KNMI

21 Corona + berekend 21 Bert van den Oord - KNMI

22 Effect rőntgen & UV straling op GPS en SatCom 22 Bert van den Oord - KNMI

23 Het effect van bubbles op GPS Bert van den Oord - KNMI

24 ... en op UHF SATCOM 24 Bert van den Oord - KNMI

25 Samenvatting magneetvelden Zonnedynamo zet bewegingsenergie om in magneetvelden Magnetische lussen stijgen naar zonsoppervlak Permanente bewegingen geven lussen een hoge temperatuur (miljoen graden -> röntgenstraling) Vanuit coronale gaten zonnewind 400 km/s & km/s Vlammen Joule (kwart miljoen orkanen gedurende week) Coronale massa uitstotingen: kg (Mount Everest); energie Joule (5000 atoombommen); snelheid km/s. Aardse ionosfeer beschermt ons tegen straling, magneetveld tegen snelle deeltjes en CMEs. MAAR: veranderend magneetveld electrische velden = electrische spanningen stromen 25 Bert van den Oord - KNMI

26 Eredivisie zonnevlammen: Coronale massa uitstortingen 26 Bert van den Oord - KNMI

27 Filaments and Prominences 27 Bert van den Oord - KNMI

28 Twee banden vlam 28 Bert van den Oord - KNMI

29 29 Bert van den Oord - KNMI

30 Prominences Image from EIT instrument on SOHO satellite 30 Bert van den Oord - KNMI

31 31 Bert van den Oord - KNMI

32 Chromosfeer/corona 32 Bert van den Oord - KNMI

33 33 Bert van den Oord - KNMI

34 Magnetic Field Line Complexity 34 Bert van den Oord - KNMI

35 Magneetveld rond filament 35 Bert van den Oord - KNMI

36 Coronale massa uitstoting + effect op satelliet 36 Bert van den Oord - KNMI

37 17 maart 2015 in Delft

38 Credit: Barend Lubbers, Faculteit Militaire Wetenschappen Geomagnetic Storm & GPS 17 maart 2015 Delft 38 Bert van den Oord - KNMI

39 Space weather 39 Bert van den Oord - KNMI

40 Van de Zon naar de Aarde 40 Bert van den Oord - KNMI

41 41 Bert van den Oord - KNMI

42 WSA-ENLIL Model 42 Bert van den Oord - KNMI

43 Poollicht 43 Bert van den Oord - KNMI

44 Magnetosfeer van de Aarde Bescherming tegen ruimteweer: - Aardmagnetisch veld - Ionosfeer - (Ozonlaag) 44

45 Poollicht 45 Auroral colors and altitudes: Green: atomic oxygen (O) km Red: atomic oxygen (O) km molecular oxygen (O 2 ) km Blue: atomic nitrogen (N) km

46 46 Tromsø, Norway, 10 Apr 2010

47 Manitoba, Canada, April

48 48 Alaska, USA

49 49 Missouri, USA, 24 Oct 2011

50 50 Sodankylä, Finland, 23 Nov 2010

51 Oorsprong effect diagram (zonder scintillatie) luchtvaart satellites infrastructuren infrastructuren Alertering Zonnestormen - Bert van den Oord - 51 KNMI 11 november 2015

52 Wat stuurt de Zon onze kant op? (severe & extreme occurrences) Energetische straling 8d/11yr Snelle deeltjes 3/11yr Magnetische verstoringen 64d/11yr Satellite drag Satellite damage Satellite malfunction Radio blackouts GPS-loss Radar disturbances Radio disturbances GPS-loss Energy, Telecom, Internet Transport 52 Bert van den Oord - KNMI

53 Kwetsbaarheden 53 Bert van den Oord - KNMI

54 Aandacht voor space weather 54 Bert van den Oord - KNMI

55 Gebruiksfrequentie NOAA services 55 Bert van den Oord - KNMI

56 Relatie zonnevlekken electriciteitsstoringen 56 Bert van den Oord - KNMI

57 Elektrisch grid verstoringen (Malmő) 57 Bert van den Oord - KNMI

58 Space weather infrastructuur radiostraling zichtbaar licht UV, röntgen, Υ 58 Bert van den Oord - KNMI

59 Spelersveld Services NOAA Space Weather Prediction Center ISES International Space Environment Services 15 leden + ESA +Toulouse Organisaties ICAO: werkt via WMO: wenst 1 of 2 Global Space Weather Centers WMO: Inter-Programme Coordination Team on SW Frequentiebescherming ICAO belangen Werkt aan service definitie IAU: Comimissions on Sun & Heliospheric Physics/Space Weather Roadmap kennis infrastructuur COSPAR (ICSU) Roadmap waarneem/modellen infrastructuur. Vele anderen 59 Bert van den Oord - KNMI

60 WMO (VN, ICAO): werkplan KNMI 60 Bert van den Oord - KNMI

61 Plannen Consultaties stakeholders (o.a. IKUS project: inventarisatie kwetsbaarheid satelliet uitval) Kwetsbaarheidstudies met sectoren Medio inrichten SW service bij KNMI Opbouw kennisnetwerk Permanente evaluatie risico s en afhankelijkheden Samenwerking Defensie JMG Woensdrecht Actieve rol binnen WMO, IAU, ICAO 61 Bert van den Oord - KNMI

62 Ruimteweer Kwetsbaarheden: Verlies energievoorziening (transport, signalering, controlesystemen, ) Verlies GPS (navigatie (tijd, lokatie), computersystemen, ) Verlies telecommunicatie Verlies Internet Verlies grondradar Hoe zitten deze aspecten in uw contingency plans? Hoe kwetsbaar is uw organisatie? Welke type waarschuwingen zou u willen ontvangen? Hoe kunt u awareness binnen organisatie vergroten? Zijn de risico s van ketenafhankelijkheden gemitigeerd? 62 Bert van den Oord - KNMI

63 (Dr. C. Schrijver (LMSAL) en US Air Force hebben grafisch materiaal voor deze presentatie beschikbaar gesteld.) 63 Bert van den Oord - KNMI