Vil utvikle bedre varsling av farlige solstormer

En solstorm kan skade navigasjonssystemer, lamme kraftnettet og dermed sette hele samfunnet ut av spill. Muligheten til å kunne forutsi geomagnetisert indusert strøm, eller GIC, er derfor svært viktig.

Forsker Spencer Mark Hatch ved Universitetet i Bergen forteller til TU at han først og fremst er opptatt av effekten av romvær på kraftnettet.

– Akkurat nå må operatører av kraftnettet i Norge og ellers rundt omkring i verden gjøre sine vurderinger av trusselbildet tilknyttet romvær stort sett ut fra ett tall, KP-indeksen, forteller han.

Upålitelig i dag

KP-indeksen er tallet som beskriver geomagnetisk aktivitetsnivå globalt. Indeksen måler variasjoner i jordens magnetfelt, som kan påvirkes av solaktivitet. Hatch mener bruk av bare én indikator for å varsle solstormer er omtrent det samme som om Meteorologisk institutt skulle bruke kun ett tall for global nedbørsmengde til å bestemme om styrtregn kommer til å inntreffe et eller annet sted i Norge. Et slikt varsel ville ingen kunne stole på.

Et romværvarsel bør ifølge ham være pålitelig nok til at man kan basere beredskapsplaner på det og forebygge unødvendig skade på kraftnettet.

– Bortimot alle aspekter av vårt moderne samfunn avhenger av en stabil og pålitelig tilgang til strøm, og romværet utgjør en trussel, understreker han.

Hatch håper å kunne lage en prototyp på et system som gir en sannsynlig fremtidsprediksjon av induserte strømmer i kraftnettet for maksimalt de neste seks timene.

– Vi prøver å lage et system basert på dyplæring som er forskjellig fra det nåværende. Prototypen skal kunne ta høyde for den lokale geomagnetiske sammenhengen, for eksempel konduktivitetsstrukturer i bakken og sterke konduktivitetsgradienter langs kysten. Dette har vist seg å være viktig når man vil forstå eller forutsi induserte strømmer lokalt, forklarer han.

Prototypen skal dessuten kunne gi et kvalifisert svar på spørsmål om hvor dårlig det kan gå med kraftnettet i en bestemt situasjon.

Kan mislykkes

– Når det er sagt, må jeg også innrømme at det ikke er gitt at vi kommer til å lykkes. En veldig stor begrensing per nå er at det fortsatt er umulig å spå hvilken retning magnetfeltet som solvinden bærer med seg, kommer til å peke mot når den endelig når jordkloden, forklarer han.

– Det høres kanskje uviktig ut, men peker det interplanetariske magnetfeltet sørover, sett fra ekvator, er geomagnetisk aktivitet generelt mye høyere enn når det peker nordover.

Ifølge ham får vi ikke målinger på dette før etter at solvinden har passert satellitter som ACE og DSCOVR, som sitter på L1-Lagrange-punktet ca. 500.000 km fra jordkloden i retning solen.

– Predikert indusert strøm som kun er basert på observasjoner av solens overflate og ikke målinger ved L1-punktet, har enorme usikkerhetsstolper, understreker han.

Det jobbes med forbedringer

Fagsjef Pål Brekke ved Norsk Romsenter forteller til TU at solen i dag overvåkes av en rekke internasjonale satellitter.

– De oppdager når det skjer utbrudd på solen, og globalt er det NOAA i USA som har ansvaret for romværvarsling. Europa har også bygget opp en slik varslingstjeneste gjennom Esa, sier han.

Brekke forklarer at ulike hendelser på sola har ulik ankomsttid til jorden.

– Kraftige eksplosjoner sender ut store mengder røntgenstråling som når oss på åtte minutter og 20 sekunder. Disse er det vanskelig å varsle, forteller han.

Under såkalte koronamasseutbrudd kan milliarder av tonn ionisert gass bli slynget mot jorden.

– Disse bruker én til fire dager på å nå oss, og det er slike utbrudd en vanligvis kan varsle etter at de er observert på solen, forklarer Brekke.

Hovedproblemet med å utvikle gode varslingsmetoder for denne typen utbrudd er å bestemme ankomsttid ved jordbanen, noe som er viktig for å unngå problemer med samfunnskritisk infrastruktur.

– Slike utbrudd er det som skaper flott nordlys, men de kan også føre til strømbrudd og påvirke navigasjonssystemer som GPS. Å forbedre slik varsling vil være av stor nytte for Statnett og andre som er avhengig av systemer som påvirkes og som dermed kan sette inn ulike tiltak for å begrense at systemer blir ustabile eller faller helt ut.

Brekke forteller at det jobbes med å få en egen nasjonal romværvarsling 24 timer i døgnet.

Artikkelen ble først publisert i TU-magasinet, nr. 04/2024