IenM en zonneactiviteit

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

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 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

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

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

Keten Afhankelijkheden 6 Bert van den Oord - KNMI

Kwetsbaarheid financiële sector ruimteweer Verzekeringen VS 2000-2010 powergrid related: 119-188 M$/yr (10% door ruimteweer) Meest extreme geval 1 triljoen $ i.g.v. Carrington event (BNP 2015 18 triljoen $) INFRASTRUCTUREEL/OPERATIONS: Energie voorziening Communicatie Internet Mobiel telefonieverkeer SatCom (TBD) Tijdinformatie (GNSS) Computernetwerken (synchronisatie) Timestamp transacties 7 Bert van den Oord - KNMI

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

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

Ontdekking zonnevlekken 10 Bert van den Oord - KNMI

Ontwikkeling actief gebied 11 Bert van den Oord - KNMI

Zonnevlekken hoge resolutie 12 Bert van den Oord - KNMI

Tornados op de Zon 13 Bert van den Oord - KNMI

Hoge resolutie dynamica zonsoppervlak 14 Bert van den Oord - KNMI

Ontwikkeling magnetisch veld 15 Bert van den Oord - KNMI

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

11 jarige cyclus zonnevelkken http://services.swpc.noaa.gov/imag es/solar-cycle-sunspot-number.gif 17 Bert van den Oord - KNMI

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

4500 4500 1700 1600 335 304 211 193 171 8542 magnetogram 24 oktober 2015 131 94 19 Ca II He 10830 Soft X-ray Bert van den Oord - KNMI

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

Corona + berekend 21 Bert van den Oord - KNMI

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

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

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

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 & 700-900 km/s Vlammen 10 25-27 Joule (kwart miljoen orkanen gedurende week) Coronale massa uitstotingen: 10 12-13 kg (Mount Everest); energie 10 24-25 Joule (5000 atoombommen); snelheid 450-2000 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

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

Filaments and Prominences 27 Bert van den Oord - KNMI

Twee banden vlam 28 Bert van den Oord - KNMI

29 Bert van den Oord - KNMI

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

31 Bert van den Oord - KNMI

Chromosfeer/corona 32 Bert van den Oord - KNMI

33 Bert van den Oord - KNMI

Magnetic Field Line Complexity 34 Bert van den Oord - KNMI

Magneetveld rond filament 35 Bert van den Oord - KNMI

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

17 maart 2015 in Delft

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

Space weather 39 Bert van den Oord - KNMI

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

41 Bert van den Oord - KNMI

WSA-ENLIL Model 42 Bert van den Oord - KNMI

Poollicht 43 Bert van den Oord - KNMI

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

Poollicht 45 Auroral colors and altitudes: Green: atomic oxygen (O) 100-200km Red: atomic oxygen (O) 200-400km molecular oxygen (O 2 ) 80-100km Blue: atomic nitrogen (N) 100-200km

46 Tromsø, Norway, 10 Apr 2010

Manitoba, Canada, April 2013 47

48 Alaska, USA

49 Missouri, USA, 24 Oct 2011

50 Sodankylä, Finland, 23 Nov 2010

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

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

Kwetsbaarheden 53 Bert van den Oord - KNMI

Aandacht voor space weather 54 Bert van den Oord - KNMI

Gebruiksfrequentie NOAA services 55 Bert van den Oord - KNMI

Relatie zonnevlekken electriciteitsstoringen 56 Bert van den Oord - KNMI

Elektrisch grid verstoringen 30-10-2003 (Malmő) 57 Bert van den Oord - KNMI

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

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

WMO (VN, ICAO): werkplan 2015-2019 KNMI 60 Bert van den Oord - KNMI

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

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

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