Zonnestormen tijdens Zonnecylus 24 Cozmix Beisbroek 3 December 2014 Jan Janssens
Het ruimteweer alle omstandigheden op de zon en in de zonnewind, magnetosfeer, ionosfeer en thermosfeer die de prestaties en de betrouwbaarheid van technologische systemen in de ruimte en op grond kunnen beïnvloeden en die een gevaar kunnen betekenen voor het menselijk leven of de gezondheid. NSWP 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 2
ster De Zon is een Groot 1.392.000 km 109 * Diameter Aarde Zwaar 1,99 * 10 30 kg 332.980 * Massa Aarde Dichtstbij 149.597.870 km = 1 Astronomische Eenheid +/- 8 lichtminuten Stralend 3,84 * 10 26 Watt = 1366 W/m 2 op aardatmosfeer Zonnewind Stroom van geladen deeltjes + 400 km/s De Zon 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 3
Geomagnetisch veld Vervormd door zonnewind Magnetosfeer Geomagnetisch veld Druppelvorm» Zonzijde: +/- 10 R E» Nachtzijde: > 200 R E Van Allen stralingsgordels Ringstroom De Aarde 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 4 http://www.marshallbrain.com/science/
De Aarde Ionosfeer Zonnestraling ioniseert aardatmosfeer D absorbeert, E en F reflecteren Satellieten boven ionosfeer Vliegtuigen, radioantennes, eronder Bepaalt communicatie Atmosfeer Ozonlaag, http://www.weather.nps.navy.mil/~psguest/emeo_online/ 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 5 David Erickson
So, what s all the fuss about?... 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 6
Zonnevlekken 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 Ondiepe depressies in de fotosfeer door magnetische storingen die het opstijgen van heet gas uit het zonneinwendige verhinderen Temperatuur Umbra: 3500 C Penumbra: 4200 C Magneetveld 3000* sterker dan ongestoorde fotosfeer Bipolair Tegengestelde polariteit 7
Zonnevlekken De Halloweengroepen (Okt-Nov 2003) http://sohowww.nascom.nasa.gov/gallery/movies/sunspots.html 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 8
Zonnevlekkencyclus Zonnevlekkengetal (SSN) SSN = 10.g + f, met g het aantal groepen, en f het aantal vlekken Bepaald door het SIDC in Ukkel! http://www.sidc.be/silso/ 13 2 3 Voorbeeld 21 Oktober 2013 7 groepen 3 2 2 4 29 vlekken SSN = 99 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 9
Zonnevlekkencyclus Zonnevlekkengetal (SSN) SSN = 10.g + f, met g het aantal groepen, en f het aantal vlekken Bepaald door het SIDC in Ukkel! http://www.sidc.be/silso/ Zonnecyclus van +11 jaar Stijg-/daaltijd: + 4/7 jaar Gem. Max.: 117 (+ 41) SC24 Minimum: December 2008 Maximum in Maart/April 2014» Rmax = +/- 83» Voorspeld: 90 + 20 (SC24 Prediction Panel, Mei 2009) Complexe zonnevlekken oorzaak van zonne-uitbarstingen 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 10
Zonne-uitbarstingen Kortsluiting Reconnectie http://sohowww.nascom.nasa.gov/bestofsoho/movies/movies2.html 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 11
Zonne-uitbarstingen Reconnectie Straling Deeltjes Zonnevlammen Protonstormen Coronale Massa Ejecties 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 12
Zonne-uitbarstingen Wat Tijd X Straling (X-ray) t 0 M Proton storm 15-120 minuten C Geomagnetische storm (CME) 20-72 uur 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 13
22-25 Oktober 2013 Sterke zonneactiviteit 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 14
Bastille Day Event 14 Juli 2000 X5,7 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 16
Halloween event 28 Oktober 2003 X17 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 17
Effect van zonnevlammen Radio Black-outs 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 18
Effect van Protonstormen 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 19
Poollicht Geomagnetische Storm Poollicht Als energetische deeltjes langs de veldlijnen van het geomagnetische veld bewegen en botsen met deeltjes uit de atmosfeer Zuidwaarts gericht Substormen Zowel noord- als zuidpool Noordelijke richting, lokale middernacht Kleuren >200 km: zuurstof: rood <200 km: stikstof: blauw <200 km: zuurstof: groen (<100 km: stikstof: krimson) G. Gonzales, Iowa State University, Okt 2003 In België: tiental keer / SC 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 20
Poollicht in België Voorwaarde: Kp > 8 9 8 7 6 5 4 3 2 1 K p -index Zeer zware storm Zware storm Grote storm Matige storm Kleine storm Actief Onrustig Rustig Stefan Stumpf, Frankfurt 5/6 Aug 2011 Kp = 8 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 21
Geomagnetische Storm Poollicht Terje Sørgjerd https://plus.google.com/107543460658107759808#107543460658107759808/posts 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 22
Geomagnetische Storm Andere effecten http://www.ofcm.gov/risk/presentations/day%201/1_intro_obj/fc_wel come_intro_obj_updated.ppt 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 23
NOAA ruimteweer-schalen voor Radio Blackouts (R) http://www.swpc.noaa.gov/noaascales/ 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 24
NOAA ruimteweer-schalen voor stralingsstormen (S) http://www.swpc.noaa.gov/noaascales/ 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 25
NOAA ruimteweer-schalen voor geomagnetische stormen (G) 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 26 http://www.swpc.noaa.gov/noaascales/
Zonne-uitbarstingen Reconnectie Straling Deeltjes Zonnevlammen Protonstormen Coronale Massa Ejecties Tijd t 0 15-120 min. 20-72 uur NOAA R1 (licht) => R5 (extreem) S1 (licht) => S5 (extreem) G1 (licht) => G5 (extreem) Parameter M1 => > X20 Pfu (>10MeV): 10 => 10 5 Kp = 5 => Kp = 9 Bescherming Aardatmosfeer Magneetveld Aarde Magneetveld Aarde 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 27
NOAA 1429 02-16 maart 2012 Een van de grotere groepen uit SC24 Opp.: 1270 MH Blote oog object NOAA 1339: 1540 MH NOAA 2192: 2750 MH Zeer complex Zeer actief 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 28
NOAA 1429 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 29
NOAA 1429 X M C M2.0 X1.1 X5.4 M6.3 M8.4 M7.9 14 M- en 2 X-flares Eén van de flare-krachtigste groepen van SC24 X5,4 op 7 maart: 2 de sterkste van SC24 dusver Protonflare: krachtigste van SC24 dusver 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 30
NOAA 1429 Voornaamste zonnevlammen SDO AIA171 - ZOOM 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 32
NOAA 1429 Protonstormen en CME s 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 33
NOAA 1429 Protonstormen en CME s SOHO LASCO C3 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 34
NOAA 1429 Geomagnetische stormen 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 35
NOAA 1429 Ruimteweer & andere geomagnetische effecten Zonnevlammen (R3) Slechts kortstondige radio black-outs Protonstormen (S3) Omlegging poolvluchten Niet straling, maar communicatie Astronauten veilig Satelliet-instrumenten tijdelijk down ACE, Venus Express Geomagnetische stormen (G3) Poollicht niet spectaculair Niet in België Geen invloed op GPS, ISS, 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 36
NOAA 2158 4-17 September 2014 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 37
NOAA 2158 1 September 2014 Krachtige explosie op achterkant Zon 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 38
NOAA 2158 M4.5 & X1.6 flare X M C 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 39
NOAA 2158 Kleine proton flare 126 pfu 9.7 pfu 28 pfu 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 40
X1.6 flare in NOAA 2158 10 September - 17:45UT 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 43
X1.6 flare in NOAA 2158 10 September - 17:45UT - Halo CME: 1200 km/s - Aankomst voorspeld voor 12 Sep om 21:00UT +/- 12 uur (conservatief) 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 44
Aankomst CMEs van M4 & X1 flare CME CME SBC (M4) (X1) 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 45
NOAA 2158 Geomagnetische effecten 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 46 http://stce.be/news/268/welcome.html
NOAA 2158 Geomagnetische effecten 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 47
NOAA 2192 17-30 Oktober 2014 Grootste groep sinds November 1990 2750 MH Zeer groot aantal zonnevlammen 73 C-flares 35 M-flares 6 X-flares GEEN proton flares GEEN CMEs 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 48
NOAA 2192 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 49
NOAA 2192 Enkel matige radio-blackouts 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 50
Zonnestormen op de achterkant van de Zon 20 September 2012 Krachtigste zonnevlam uit SC24: X12 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 51
Zonnestormen op de achterkant van de Zon 23 Juli 2012 - Carrington-achtig event in NOAA 1520 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 52
Zonnestormen op de achterkant van de Zon 23 Juli 2012 - Carrington-achtig event in NOAA 1520 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 53
Zonnestormen op de achterkant van de Zon 23 Juli 2012 - Carrington-achtig event in NOAA 1520 R=3 M8.2 X2.5 S=3? 10000* toename G=5 Fast Transit Event CME: +/-2800 km/s 19 uur Bz corr : -70nT Sterkste storm van de laatste 25 jaar!! * In situ waarden Te corrigeren voor algoritmen, geometrie en tilt Aarde * 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 54
Echt grote zonnestormen Date event NOAA R NOAA S NOAA G WLF? Satelliet / Instrum. buiten gebruik? Sterke GIC? Transfo. verlies? Comms. verlies? Opmerkingen 7 Mar 2012 3 3 3 Satelliet Enkele Nee Nee Polen Enkele poolvluchten omgeleid 17 Jan 2005 3 3 3 Satelliet Enkele Nee Nee Polen Poolvluchten omgeleid voor 4 dagen! 28 Oct 2003 4 4 5 Ja Verlies van Midori-2 Ja Malmö Zuid- Afrika Dagzijde Geen contact met beklimmers Mt Everest en Trans-Atl. Zeilrace Ozonlaag aangetast Astronauten diep in ISS meldden «ocular shooting stars» 14 Jul 2000 3 4 5 Satelliet Verlies van Astro-D Ja Nee Polen Ozonlaag aangetast (1 %) ISS verloor 15 km in enkele uren Fouten in GPS twee keer zo groot 10 Mar 1989 4 3 5 Ja Veel Ja Québec Polen Geen tracking meer van 1300 objecten! SMM vroegtijdig opgebrand 4 Aug 1972 3 5+ 5- Ja - Ja British Columb. (CAN) 1 Sep 1859 5* 5+* 5+ Ja - Ja - Ja 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 Ozonlaag aangetast (5%) 55 AT&T Fastest Transit Event (FTE: 14.6 uur!) Dodelijke dosis voor Apollo-astronauten indien op de Maan Eerste Wit Licht Flare (WLF) Niet werkende telegraaflijnen Aurora zichtbaar tot in Cuba en Hawaï G-storm 3 maal intenser dan Mar 1989
4 Augustus 1972 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 57
1 September 1859 http://www.geomag.bgs.ac.uk/education/carrington.html 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 58
Dit doen we beter direct goed 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 59
Het SIDC ruimteweer voorspellingsteam Bestaat uit experten in verschillende domeinen Wekelijkse tour-of-duty Voorspelling van zonneactiviteit, energetische deeltjes van de Zon, en geomagnetische toestand Beschikt over talrijke web-tools en interfaces http://www.sidc.oma.be/index.php Previweb 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 60
Het SIDC ruimteweer voorspellingsteam 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 61
Ruimteweersatelliet: PROBA2 Incl. PROBA2 Science Centre (P2SC) 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 62
Het ruimteweer coördinatiecentrum (SSCC) 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 63
Het ruimteweer coördinatiecentrum (SSCC) Coördineert belangrijke ondersteuning tijdens specifieke ESA ruimtemissies GAIA December 2013 Januari 2014 Lancering + L2-insertie Zonnevlammen & Protonstormen Venus Express Mei - 2014 Aerobraking campagne Vlammen, Proton, CME, Radioflux Rosetta Oktober - 2014 Philae landing & operatie Vooral protonstormen 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 64
Meer informatie over het Ruimteweer en de Ruimteweerdiensten in Ukkel SIDC: http://www.sidc.oma.be/ STCE: http://stce.be/ P2SC: http://proba2.oma.be/ SSCC: http://swe.ssa.esa.int/web/guest/s ervice-centre Europese Week van het Ruimteweer http://www.stce.be/esww11/ 3 december 2014 Zonnestormen tijdens Zonnecyclus 24 65
Vragen?