ilmeteo.net

Cos'è la 'Meteorologia Spaziale' e come ci protegge dai pericoli?

Questa branca della fisica studia le condizioni variabili dell'ambiente spaziale del nostro pianeta. Sebbene possa sembrarti distante, la sua applicazione è molto importante per il normale sviluppo della vita quotidiana sulla Terra. Vediamo di cosa si tratta.

Meteorologia spaziale
Quando compaiono le tempeste solari, possono causare gravi danni. Siamo sempre più vulnerabili al Meteo spaziale.

La Meteorologia Spaziale, chiamata in inglese “Space Weather” (SW), è definita come la misurazione e l'analisi dell'insieme delle proprietà fisiche del Sole, del mezzo interplanetario, della magnetosfera, dell'atmosfera e della superficie terrestre, che sono influenzate direttamente o indirettamente dall'attività solare.

È stato dimostrato che i fenomeni naturali che vi si verificano rappresentano gravi rischi per lo sviluppo umano e influiscono a livello globale. Hanno un impatto sulla salute degli esseri viventi, sulla società, sulla tecnologia e sulle infrastrutture spaziali e terrestri, come le moderne telecomunicazioni o i servizi di posizionamento, i sistemi sotterranei o spaziali, ecc.

Eventi di Meteorologia Spaziale

Esistono diversi tipi di eventi di meteorologia spaziale che possono essere classificati in tre classi: "Tempeste geomagnetiche", "Tempeste di radiazioni solari" e "Emissioni radio". Vediamoli in dettaglio.

Tempeste geomagnetiche

Una tempesta geomagnetica è un disturbo significativo della magnetosfera. Questo disturbo si verifica come diretta conseguenza dello scambio di energia dal vento solare all'ambiente spaziale terrestre. L'energia scambiata si dissipa nell'ambiente del nostro pianeta, con rilevanti conseguenze sulle fasce di radiazione, sulla ionosfera e sul campo geomagnetico. L'intensità può essere stimata attraverso gli indici: DST e Kp, che sono ottenuti dai dati misurati dai magnetometri di tutto il mondo.

Meteorología Espacial
Una tempesta geomagnetica è un disturbo significativo della magnetosfera terrestre.

Tempesta di radiazione solare

Una tempesta di radiazioni solari si verifica quando nell'atmosfera solare vengono prodotte particelle energetiche, che possono raggiungere la Terra in un tempo compreso tra 15 minuti e poche ore dall'inizio dell'evento solare, passando attraverso la protezione magnetica del nostro pianeta. Queste particelle provengono dalle parti più attive della nostra stella (le macchie solari), un'area in cui il campo magnetico è particolarmente potente. Da lì e sotto forma di brillamenti solari, emettono un flusso di protoni ad alta energia che può raggiungere il nostro pianeta in pochi minuti.

Emissioni radio

Le emissioni radio si verificano generalmente durante i brillamenti solari (un rilascio improvviso e intenso di radiazione elettromagnetica solare), e sono associati ad aumenti del flusso elettromagnetico nelle bande dei raggi X, UV estremi e onde radio. Questi eventi riescono a raggiungere il nostro pianeta rapidamente (tra 6 e 8 minuti), producendo un aumento significativo del contenuto elettronico nella ionosfera (strato dell'atmosfera terrestre). Questo aumento può influenzare la propagazione delle onde radio, utilizzate per la comunicazione.

Scale di gravità

La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) degli Stati Uniti ha progettato una scala per catalogare e comunicare facilmente la gravità, nonché le possibili conseguenze in ogni evento di Space Weather; qualcosa di simile a quanto accade con la scala dei tornado e degli uragani nella meteorologia della troposfera. Le tempeste geomagnetiche sono suddivise in cinque categorie (da G1 a G5), dove G1 indica un evento “minore” e G5 un evento “estremo”. Ad ogni categoria è associato un Kp (parametro fisico) determinato ogni 3 ore. La durata dell'evento influenza la gravità degli effetti.

Meteorologia spaziale
I brillamenti solari emettono un flusso di protoni ad alta energia, che raggiungono il nostro pianeta in pochi minuti.

Nel caso di tempeste di radiazione solare, la scala va dal livello S1 a S5. Anche l'intensità è classificata con numeri crescenti ed è legata al livello di flusso di particelle ioni > 10 MeV, con medie superiori a 5 minuti. In questo scenario, gli effetti biologici, le operazioni satellitari e altri sistemi (come l'equipaggio degli aerei) sono influenzati in modi diversi a seconda dell'intensità dell'evento. Infine, per le emissioni radio le categorie vanno da R1 a R5, in base alle osservazioni del flusso di raggi X effettuate dai satelliti GOES. Nel caso dell'R5, l'evento estremo è caratterizzato da diverse ore di onde radio ad alta frequenza su tutto il lato diurno della Terra.

Conseguenze degli eventi estremi

La grande crescita tecnologica fa sì che aumenta il numero di persone che utilizzano la tecnologia per "quasi tutto" nella vita di tutti i giorni. Ecco perché diventiamo sempre più vulnerabili agli eventi di meteorologia spaziale. Le tempeste solari possono causare gravi danni a sistemi tecnologici come satelliti di informazione meteorologica, sistemi di comunicazione, causando ad esempio l'interruzione di conversazioni su telefoni cellulari, dati di navigazione satellitare, sorveglianza militare, o avere impatto sulle linee elettriche generando blackout o effetti su gas e oleodotti, o sulla convalida delle operazioni con carta di credito e persino problemi operativi presso gli sportelli automatici.