کلیات

طوفان ژئومغناطیسی یک اختلال موقتی مگنتوسفر زمین است که از لرزش موج باد خورشیدی یا ابر میدان مغناطیسی است که با میدان مغناطیسی زمین تعامل دارد.

ابر‌های گاز داغی که در فوران‌های تاج خورشیدی از خورشید خارج می‌شوند، طوفانی از ذرات یونیزه پرانرژی را تشکیل می‌دهند که می‌تواند ماهواره‌ها را بسوزاند، شبکه‌های انتقال برق و مخابرات را با اختلال روبرو کند و فضانوردان را به کام مرگ بفرستد. پیش‌بینی این طوفان‌ها کار آسانی نیست، زیرا هر فورانی در تاج خورشیدی به وقوع طوفان ذرات منجر نمی‌شود. ستاره‌شناسان حدس می‌زنند چاشنی وقوع این طوفان، جهت‌گیری میدان مغناطیسی ابر فوران یافته باشد.

خورشید ستاره‌ای فعال از دیدگاه مغناطیسی است. یک میدان مغناطیسی توانا دارد که سال به سال اندکی سویش تغییر می‌کند تا اینکه هر یازده سال وارون می‌شود. میدان مغناطیسی خورشید دارای اثر‌های بسیاری است که به مجموعهٔ آن‌ها فعالیت خورشیدی گفته می‌شود. حلقه‌های میدان مغناطیسی در سطح خورشید فوران می‌کند و در نتیجه لکه و زبانهٔ خورشیدی پدید می‌آید. میدان مغناطیسی خورشید بسیار فراتر از خود خورشید را هم دربر می‌گیرد.

به دنبال رخ دادن پدیده‌ای انفجاری در خورشید، باد خورشیدی با سرعت و شدت بیشتری می‌وزد و ذرات باردار پرانرژی را روانهٔ فضای منظومه شمسی می‌کند. وقتی این ذرات به زمین می‌رسند و با میدان مغناطیسیِ آن برهم کنش می‌کنند، طوفان خورشیدی رخ می‌دهد. بر این اساس وقوع پدیده‌ای مانند شفق قطبی به معنی رخ دادن طوفان خورشیدی است و نشانه‌ای از فعالیت مغناطیسی خورشید در یکی دو روز قبل است.

در هر صورت این فعالیت‌ها پدیده‌های مغناطیسی‌ای هستند که منبع آن‌ها فعالیت خورشیدی ست. در حال حاضر تنها می‌توان ۳۰ تا ۶۰ دقیقه قبل از وقوع طوفان مغناطیسی به پیش‌بینی آن پرداخت که زمان بسیار کمی است و اطلاع‌رسانی‌های عمومی شایعاتی بیش نمی‌باشد و طوفانی که خسارات جبران ناپذیری به بار آورد در میان فعالیت‌های خورشیدی‌ای که روزانه میلیارد‌ها ذره را با باد‌های خورشیدی می‌پراکند بسیار کم است و درصورت بروز طوفان مهیب تنها با خاموش کردن گوشی و دستگاه‌های ارتباطی نمی‌توان اثرات مخرب آن را خنثی کرد، حال آنکه باید دانست خورشید با هر بادی که از سطح آن عبور می‌کند و به اصطلاح طوفان خورشیدی خوانده می‌شود خطری برای زمین و سایر سیارات محسوب نمی‌شود.

این برهم کنش و خمیدگی میدان مغناطیسی کره زمین که بر اثر برخورد این ذرات پر انرژی با آن صورت می‌گیرد باعث ایجاد یک تغییر شار ناگهانی می‌شود که این پدیده سال‌های سال و میلیارد‌ها سال قبل نیز در کرهٔ زمین به وجود می‌آمده‌است، ولی به دلیل اینکه در گذشته بشر وجود نداشته یا به تکنولوژی ساخت " سیم راست" و " سیم پیج " رسانا دست نیافته بوده خطر بالفعلی به حساب نیامده و هیچ‌گاه حیات کره زمین را تهدید نکرده‌است، ولی طی ۲۰۰ سال گذشته با بکارگیری خطوط کابل مسی جهت ارسال برق یا مخابرات و وابستگی هر چه بیشتر نوع بشر به این تجهیزات این پدیده به عنوان یک خطر بالقوه در مقیاس جهانی شناخته شده‌است.

 

تأثیر بر زندگی انسان‌ها
اولین شواهد موجود مبتنی بر اثرات طوفان‌های خورشیدی بر مصنوعات بشری به اواسطقرن نوزدهم بازمی‌گردد. شبکه سراسریتلگراف در بریتانیا در طول طوفان ژئومغناطیسی در سال‌های ۱۸۴۷ و ۱۸۵۹ از کار افتاد. پس از این وقایع، بار‌ها و بار‌ها اختلال عملکرد خطوطتلگراف تلفن در طول طوفان‌های مغناطیسی مشاهده شد. به عنوان مثال در سال‌های ۱۹۲۱و ۱۹۵۸ جریان القایی در خطوط تلگراف منجر به آتش‌سوزی در سوئد شد. در فوریه سال ۱۹۵۸ به علت طوفان مغناطیسی،  ارتباط مخابراتی بین قاره‌ای اروپا و آمریکا قطع شد. اولین شواهد مبتنی بر اثر‌های طوفان‌های مغناطیسی بر خطوط انتقال انرژی مربوط به سال ۱۹۴۰ در آمریکای شمالی است. در طی یکطوفان مغناطیسی عظیم که منجر به نوسانات ولتاژی در طول خط انتقال شد،  ترانسفورماتور‌های خط از کار افتاده و به دنبال ان خط انتقال برق قطع شد. قطع ارتباط خطوط انتقالآمریکای شمالی، در زمان طوفان‌های مغناطیسی به دفعات گزارش شده‌است. معروفترین این وقایع به ۱۳ مارس ۱۹۸۹ برمی گردد. در اثر طوفان،  ترانسفورماتور‌های نیروگاه هیدرو در کبک اشباع شده و نیروگاه به‌طور اتوماتیک از شبکه خارج شد. خروج این نیروگاه از شبکه برق منطقه کبک منجر به اختلالات ولتاژی و فرکانس در شبکه شد و در نهایت بر اثر یک سری وقایع پی در پی، کبک به مدت ۹ ساعت در خاموشی مطلق فرورفت.

البته این موارد هرچه به قطبین نزدیک‌تر می‌گردیم تاثیرات بیشتری دارند برای مثال اگر دقت کنیم دو واقعه یکی در قرن ۱۹ و دیگری در قرن ۲۰ میلادی هر دو باعث ویرانی‌های بیشتر در کشور‌هایی شدند که فاصله کم تری از قطبین داشتند و این به دلیل همان نیرویی است که زمین بر ذرات بار دار وارد می‌کند؛ هرچه ذره بار دار خورشیدی به سمت نزدیک تری از قطبین قرار گیرد نیروی وارده زمین بیشتر بوده و بر این اساس تاثیر بیشتری خواهد داشت.