تسمى الظروف الموجودة في الفضاء المحيط بالأرض عادة مناخ الفضاءيمكن أن يكون لها عواقب مهمة على كوكبنا. يتأثر الطقس الفضائي في المقام الأول بالشمس، والتي تشمل العديد من الظواهر مثل التوهجات الشمسية، والانبعاثات الكتلية الشمسية، والعواصف الشمسية أو المغناطيسية الأرضية. هذه الأحداث بمثابة شهادة على التجارب المختلفة التي عاشها نجمنا.
في هذا المقال سنخبركم بعمق ما هو الطقس الفضائي وما هي تداعياته على كوكبنا.
العاصفة الجيومغناطيسية
في حين أن الغلاف المغناطيسي يحمينا من جزء كبير من جزيئات الشمس المشحونة، إلا أن أحداث الطقس الفضائي لا تزال لديها القدرة على التأثير على كوكبنا. هذه الظواهر لا تعطل حياتنا اليومية فحسب، بل تعطلها أيضًا الأنظمة التكنولوجية المهمة التي نعتمد عليها بشكل كبير، سواء على الأرض أو في الفضاء.
الرياح الشمسية، وهي ظاهرة تطلق فيها الشمس تيارات مستمرة من الجسيمات عالية السرعة والمشحونة والطاقة والتي تسمى البلازما، لديها القدرة على التأثير على الأرض. بالإضافة إلى ذلك، من المهم تسليط الضوء على مخاطر مناخ الفضاء في تأثير التكنولوجيا الحديثة.
العواصف الجيومغناطيسية يمكن أن تنتج عن تقلبات الرياح الشمسية، مثل الحالات التي تتسارع فيها إلى سرعات استثنائية. هذه التقلبات لديها القدرة على إحداث تغييرات مؤقتة في كل من الغلاف المغناطيسي والغلاف الأيوني، الذي يشمل منطقة غلافنا الجوي التي تبدأ على ارتفاع 80 كيلومترًا تقريبًا فوق مستوى سطح البحر.
العواصف الهائلة التي غالبا ما تكون هي نتيجة للطرد الشامل الإكليلي (CME)، تنطوي على طرد مليارات الأطنان من البلازما والمادة الشمسية مصحوبة بالإشعاع الكهرومغناطيسي من الطبقة الخارجية للغلاف الجوي للشمس، والمعروفة باسم الإكليل.
تميل معظم العواصف الجيومغناطيسية إلى أن تكون خفيفة في طبيعتها ولها تأثيرات ضئيلة على كوكبنا. ومع ذلك، تنشأ بين الحين والآخر عاصفة أكثر قوة تتسبب في حدوث اضطرابات كبيرة في بنيتنا التحتية التكنولوجية، كما تمت دراستها فيما يتعلق بـ تأثيرات الطقس الفضائي على التكنولوجيا الحديثة.
خصائص العواصف الجيومغناطيسية
تتمتع العواصف الجيومغناطيسية، التي يمكن أن تستمر من بضع ساعات إلى عدة أيام، بالقدرة على تسخين وتشويه طبقة الأيونوسفير على كوكبنا، مما يتسبب في حدوث اضطرابات في الاتصالات اللاسلكية. بالإضافة إلى ذلك، تؤثر هذه العواصف أيضًا على أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS)، مما قد يؤدي إلى عدم دقة الملاحة. وبهذا المعنى، تصبح هذه القضية حاسمة عندما ننظر إلى هذه الانقطاعات.
في حالة حدوث عاصفة مغناطيسية أرضية، هناك احتمال أن تطغى شبكة الكهرباء، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع. وقد تجلى ذلك خلال حادثة مكثفة بشكل خاص في عام 1989. وإدراكا للمخاطر المرتبطة بهذه الأحداث، قام مزودو الكهرباء بتنفيذ تدابير لتقليل التأثير ومنع الضرر.
ومن المهم أن ندرك أن ليس كل ما يرتبط بالعواصف الجيومغناطيسية سلبيا. وتنتج هذه الأحداث القوية أيضًا ظواهر طبيعية آسرة تسمى الشفق القطبي، والتي تتجلى في شكل الشفق القطبي في نصف الكرة الشمالي والشفق القطبي الجنوبي في نصف الكرة الجنوبي. إذا كنت تريد أن تعرف المزيد عن هذه المظاهر الرائعة للضوء، يمكنك الرجوع إلى المقال الموجود على أنوار القطب.
يشير مصطلح "التعتيم الراديوي" إلى ظاهرة محددة تحدث في الاتصالات. ومن وقت لآخر، تتعرض منطقة معينة من الشمس لانفجار مغناطيسي هائل، مما يؤدي إلى ظهور التوهج الشمسي. هذه الظواهر التي يتم ملاحظتها عادة بالقرب من تنبعث البقع الشمسية من مجموعة من الإشعاعات الكهرومغناطيسية التي تشمل الأشعة السينية والضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية.
مناخ الفضاء
يمكن أن تتأثر قدرة الغلاف الأيوني على عكس الموجات الراديوية طويلة المدى بأشكال معينة من الإشعاع، مما يتسبب في ظاهرة تعرف باسم "انقطاعات الراديو" على الأرض. وتكتسب هذه القضية أهمية خاصة فيما يتصل بالاتصالات في مجالات الطيران والطقس الفضائي.
وتؤثر هذه الأحداث على كافة القطاعات، مع التركيز بشكل خاص على القطاعين البحري والجوي، اللذين يعتمدان بشكل كبير على الاتصالات اللاسلكية عالية التردد. لمزيد من المعلومات حول كيفية تأثير هذه التأثيرات على الشحن، يمكنك القراءة عن العواصف البحرية وعلاقتها بالطقس الفضائي.
من بين ظواهر الطقس الفضائي المختلفة التي تؤثر على الأرض، يتم ملاحظة انقطاعات الراديو بشكل متكرر. هذه الأحداث بالذات لها التأثير الأسرع على كوكبنا، مثل الأشعة السينية، التي تنتقل بسرعات مماثلة لسرعة الضوء. يصلون إلى الأرض بعد ثماني دقائق فقط من حدوث التوهج الشمسي.
عادةً ما يستمر انقطاع الراديو لفترة قصيرة من الوقت، على الرغم من أنه يمكن أن يستمر أحيانًا لفترة ممتدة من الساعات. أثناء التوهجات الشمسية، يتم إطلاق كميات هائلة من الجزيئات عالية الطاقة التي لديها القدرة على إثارة العواصف الرعدية وتوليد الإشعاع الشمسي. يمكن أن تختلف مدة هذه الظواهر من بضع ساعات إلى عدة أيام.
في حين أن المجال المغناطيسي للأرض يعمل كدرع ضد الإشعاع، إلا أنه ليس غير منفذ تمامًا، مما يسمح لجسيمات معينة باختراق حاجزه الوقائي. وهذا يتعلق بالدراسات حول مناخ الفضاء وكيف يتفاعل مع البيئة الأرضية.
تتبع الجسيمات الشمسية خطوط المجال المغناطيسي للأرض، السفر نحو القطبين وأخيرا التسلل إلى غلافنا الجوي.
الدوائر الإلكترونية للمركبة الفضائية معرضة للتلف بسبب هذه الجسيمات. بالإضافة إلى ذلك، فإن الحمض النووي لرواد الفضاء والكائنات الحية الأخرى في الفضاء معرض أيضًا للضرر. إذا كنت تريد التعمق أكثر في كيفية تأثير الطقس الفضائي على استكشاف الفضاء، فإنني أوصيك بقراءة المقال على الغلاف الجوي لكوكب الزهرة وتأثيره على استكشاف الفضاء.
قد يواجه الركاب وطاقم الطائرات التي تحلق على ارتفاعات عالية، وخاصة عند خطوط العرض العالية، مستويات كبيرة من الإشعاع بسبب العواصف الإشعاعية الشمسية الشديدة بشكل خاص. وعلى العكس من ذلك، تسبب هذه العواصف أيضًا اضطرابات كبيرة في الاتصالات اللاسلكية عالية التردد الصادرة في المناطق القطبية.
هل يمكن التنبؤ بالمناخ الاجتماعي؟
وفقا للدكتور بيوش ميهتا، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية وهندسة الفضاء في جامعة وست فرجينيا، تم تنفيذ الاحتياطات اللازمة للحماية من تأثير الطقس الفضائي على الناسوالتكنولوجيا والبنية التحتية لكوكبنا.
ولكنه يحذر من أن قدرتنا على توقع الأحداث الخطيرة المحتملة لا تزال محدودة إلى حد كبير. ويشكل الطقس الفضائي عاملاً حاسماً في هذا التقييم.
واعترف ميهتا بأن بعض شركات الطيران التجارية أعربت عن مخاوفها بشأن احتمال التعرض للإشعاع أثناء الرحلة. ولمعالجة هذه المخاوف، قد يتضمن أحد الأساليب تحديد المناطق عالية الإشعاع وتجنبها أثناء السفر بالطائرة. لكن، تعتمد هذه الإستراتيجية على قدرتنا على تحسين قدراتنا التنبؤيةوهو مجال لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من التحسينات فيه.
لتتبع الطقس الفضائي، يستخدم العلماء أسطولًا من المركبات الفضائية التي تدور حول كوكبنا ومحيطه، إلى جانب المراصد الأرضية. ويتضمن ذلك استخدام محطة الفضاء الدولية، مما يسمح بإجراء أبحاث حول ظروف الفضاء.
في حين أدت الأبحاث المكثفة إلى تقدم ملحوظ في فهمنا للطقس الفضائي، لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه للوصول إلى مستوى من النمذجة والتنبؤ ينافس تعقيد مناخ الأرض. وفقا لميهتا، هناك اتصال فوري يقوم به الناس بين الطقس الفضائي وجهودنا للتنبؤ بالطقس هنا على الأرض.
لقد كان التقدم الذي أحرزناه في نمذجة مناخ الأرض كبيرًا، لكن فهمنا للطقس الفضائي لا يزال في مراحله الأولى. ويتجلى هذا في محدوديتنا في التنبؤ بالعمليات المختلفة، خاصة خلال فترات النشاط المتزايد.
