Země míří do cesty silné sluneční erupce třídy M8,1, která by mohla vyvolat geomagnetickou bouři úrovně G3. Účinky mohou zasáhnout GPS, rádiovou komunikaci i satelity, ale zároveň přinést polární záře viditelné v místech, kde běžně nebývají.
Americký Národní úřad pro oceán a atmosféru (NOAA) varoval, že se blíží silná sluneční erupce. Podle Centra pro předpověď kosmického počasí (SWPC) v úterý mezi svítáním a polednem k Zemi dorazí výron koronální hmoty (CME) – obrovský výron slunečního materiálu a magnetického pole z vnější atmosféry Slunce.
Zjednodušeně řečeno, CME je jako obrovská „bublina“ plazmatu a magnetických siločar, kterou Slunce vyvrhne do vesmíru. Pokud tato bublina směřuje k Zemi a její magnetické pole je orientováno určitým způsobem, může interagovat s magnetickým polem Země a vyvolat geomagnetickou bouři.
Tento jev je spojen se sluneční erupcí M8,1 a mohl by vyvolat vysokou geomagnetickou aktivitu s možností vzniku bouře G3, která je podle stupnice kosmického počasí NOAA považována za „silnou“. K erupci o síle M8,1 došlo v aktivní oblasti Slunce s velmi složitým magnetickým polem, což zvyšuje pravděpodobnost dalších epizod v následujících dnech.
Co znamená příchod bouře G3
Geomagnetické bouře úrovně G3 mohou způsobit narušení citlivých technologií, jako jsou satelity, rádiové a komunikační systémy. Ačkoli obvykle nezpůsobují katastrofické škody, mohou způsobit dočasné narušení základních služeb a ovlivnit zařízení závislá na GPS.
NOAA popisuje bouři G3 jako událost, při níž je magnetické pole Země znatelně narušeno po dobu několika hodin. Očekávané účinky zahrnují:
- Elektrické sítě: ve vedeních vysokého napětí se mohou objevit indukované proudy. V dobře navržených systémech to vede k úpravám napětí, poplachům v rozvodnách a nutnosti preventivních manévrů, ale obvykle to nevede k rozsáhlému výpadku proudu. Ve zranitelnějších sítích může dojít k přehřátí transformátorů.
- Družice a kosmické lodě: zvýšený výskyt energetických částic může způsobit „bitové chyby“ v elektronice, dočasné poruchy senzorů a zvýšené atmosférické tření na družicích s nízkou oběžnou dráhou, což může mírně změnit jejich trajektorie a vynutit si korekce oběžné dráhy.
- GPS a navigace: přesnost určování polohy se může zhoršit, zejména ve vysokých zeměpisných šířkách. To má vliv na letectví, námořní navigaci a zemědělské stroje, které se spoléhají na centimetrové určování polohy.
- Rádiová komunikace: Vysokofrekvenční (HF) signály, které používají letadla na polárních trasách, lodě a záchranné služby, mohou trpět rušením, slábnutím nebo výpadky na minuty nebo hodiny.
- Ropovody a plynovody: Vířivé proudy mohou urychlit korozi kovových potrubí, proto provozovatelé tyto systémy během intenzivních epizod monitorují.
Na každodenní úrovni většina obyvatel dramatické změny nezaznamená: světla budou nadále svítit a mobilní telefony budou normálně fungovat. Kritická odvětví, jako je letectví, telekomunikace, lodní doprava a řízení energetické sítě, však při vydání takových varování upravují svůj provoz.
Kromě toho by sluneční aktivita mohla zintenzivnit polární záře, čímž by se rozšířil rozsah, v němž lze polární záři ve Spojených státech pozorovat: od severních států až po části dolního Středozápadu a Oregonu. V nedávných epizodách byly polární záře spojené se silnými bouřemi pozorovány v neobvyklých zeměpisných šířkách, například v jižní Evropě a severním Mexiku.
Jak se erupce M8,1 liší od ostatních
Sluneční erupce jsou klasifikovány na stupnici písmen a čísel podle intenzity rentgenového záření:
- Třída C: malé erupce s minimálními účinky na Zemi.
- Třída M: střední intenzita; může způsobit mírné výpadky rádiového vysílání v oblastech blízkých dennímu světlu a malé radiační bouře.
- Třída X: nejintenzivnější; větší čísla mohou způsobit rozsáhlé výpadky rádiového vysílání a silné radiační bouře.
Výbuch o síle M8,1 se blíží horní hranici kategorie M a hraničí s kategorií X. Nepatří mezi nejextrémnější zaznamenané erupce, ale je dostatečně silná na to, aby vytvořila významnou CME a způsobila rádiové výpadky R2-R3 na stupnici NOAA, zejména v oblastech Země, které jsou v době erupce osvětleny Sluncem.
V tomto případě erupce o síle M8,1 již způsobila v pondělí brzy ráno rádiový výpadek R3, který asi na hodinu zasáhl Austrálii a části jihovýchodní Asie, přičemž došlo k narušení vysokofrekvenční komunikace používané letadly a loděmi.
Co je vesmírné počasí a proč je důležité
Takzvané vesmírné počasí označuje podmínky ve vesmírném prostředí, které jsou ovlivňovány aktivitou Slunce. Slunce nepřetržitě vysílá nabité částice, výboje záření a plazmu, které mohou narušit technologické systémy Země. Mezi nejdůležitější jevy vesmírného počasí patří:
- Sluneční vítr: neustálý proud nabitých částic (především protonů a elektronů) opouštějících Slunce ve všech směrech.
- Sluneční erupce: náhlé výbuchy záření, které mohou téměř okamžitě ovlivnit rádiovou komunikaci, protože světlo a rentgenové záření se k Zemi dostanou až za 8 minut.
- Výronykoronální hmoty (CME): obří oblaka plazmatu a magnetických polí, která se pohybují pomaleji (od několika desítek do více než 2 000 km/s) a k naší planetě dorazí přibližně za 15 hodin až několik dní.
- Sluneční radiační bouře: náhlé přívaly velmi energetických částic, které mohou poškodit družice a představovat riziko pro astronauty.
Přestože je naše planeta chráněna svým magnetickým polem a atmosférou, tyto prvky účinky zcela nezablokují. Nejviditelnějším důsledkem jsou polární záře, ale existují i závažnější dopady: rušení komunikací, zhoršení fungování GPS nebo účinky na energetické sítě.
V extrémních případech může velmi intenzivní geomagnetická bouře způsobit dlouhodobé výpadky elektřiny, pokud poškodí výkonné transformátory. Taková zařízení jsou drahá a obtížně nahraditelná, proto vědecká komunita a provozovatelé rozvodných sítí považují kosmické počasí za riziko kritické infrastruktury.
Zvláště aktivní Slunce
Slunce dosáhlo svého slunečního maxima v říjnu 2024, což je nejvyšší bod jeho jedenáctiletého cyklu. Od té doby zůstává jeho aktivita vysoká. V posledních měsících došlo k několika geomagnetickým bouřím, výpadkům technologií a neobvykle intenzivním polárním zářím, které byly viditelné i ve státech až na Floridě.
Sluneční cyklus se vyznačuje pravidelným nárůstem a poklesem počtu slunečních skvrn, tmavých, chladnějších oblastí na povrchu Slunce spojených se silnými magnetickými poli. Čím více je slunečních skvrn, tím větší je pravděpodobnost erupcí a CME.
Současné modely ukazují, že tento sluneční cyklus je aktivnější, než se původně předpokládalo, a počet slunečních skvrn je vyšší, než se původně odhadovalo. To se promítá do:
- Více erupcí třídy M a X než v předchozích cyklech.
- Častější výskyt středně silných a silných geomagnetických bouří.
- Zvýšená pravděpodobnost výskytu epizod kosmického počasí, které ovlivní citlivé technologie.
Společnosti, jako je Airbus, varovaly, že sluneční bouře mohou poškodit kritická data pro letové systémy a donutit je k nasazení urgentních modernizací. Transatlantické lety byly také odkloněny kvůli komunikačním a navigačním rizikům, zejména na trasách procházejících v blízkosti pólů, kam zemské magnetické pole směruje více energetických částic.
Kromě toho provozovatelé komunikačních družic a družic pro pozorování Země v posledních měsících hlásili dočasné anomálie senzorů, nutnost přepínat provozní režimy a v některých případech i krátkodobá přerušení provozu, která se shodovala s vrcholy sluneční aktivity.
Jak se nebezpečí monitoruje a měří
NOAA a NASA neustále monitorují vesmírné počasí. Středisko pro předpověď kosmického počasí používá stupnice kosmického počasí ke klasifikaci událostí, jako jsou geomagnetické bouře, bouře způsobené slunečním zářením a výpadky rádiového vysílání. K tomuto účelu se používá několik družic a observatoří:
- Družice v bodě L1 (mezi Zemí a Sluncem), jako jsou ACE, DSCOVR a brzy i SWFO-L1, které měří sluneční vítr a meziplanetární magnetické pole přibližně 30-60 minut předtím, než dosáhnou Země.
- Sluneční observatoře, jako je Solar Dynamics Observatory (SDO ) a mise SOHO, které monitorují povrch Slunce, sluneční skvrny a CME.
- Sítě pozemních magnetometrů, které zaznamenávají poruchy magnetického pole Země v reálném čase.
Geomagnetické bouře se hodnotí od G1 do G5, přičemž G5 je „extrémní“. Bouře G3, jako je ta předpovídaná, je silná, ale ne výjimečná: může se vyskytnout několikrát do roka, zejména v době slunečního maxima. Podobně NOAA používá stupnice R1-R5 pro rádiové výpadky a S1-S5 pro bouře způsobené slunečním zářením.
Když je detekována CME směřující k Zemi, numerické modely odhadují její rychlost a trajektorii. Odtud plynou následující kroky předpovědních center:
- Výstrahy a varování pro provozovatele energetických sítí, družic, letectví a další kritická odvětví.
- Předpovědi polárních září pro širokou veřejnost, které uvádějí oblasti, kde mohou být polární záře viditelné.
- Aktualizace téměř v reálném čase, jakmile satelitní data potvrdí sílu slunečního větru a orientaci magnetického pole.
Klíčová je orientace magnetického pole CME: pokud je orientováno opačně než magnetické pole Země (tzv. jižní složka Bz), je interakce intenzivnější a výsledná geomagnetická bouře může být silnější, než se původně předpokládalo.
Významné bouře v posledních letech
V květnu 2024 vyvolala bouře G5, nejsilnější za posledních dvacet let, polární záři viditelnou po celém světě a způsobila výpadky elektrické sítě, přehřátí transformátorů a problémy se zemědělskými stroji závislými na GPS. V roce 2003 způsobila další série extrémních bouří – známá jako „halloweenské bouře“– výpadky proudu, přerušení letů a problémy se satelity.
Pokud se podíváme ještě dále do minulosti, pak za referenční událost lze považovat bouři Carrington z roku 1859, která byla nejintenzivnější zaznamenanou bouří. V té době byl technologický systém velmi omezený, ale přesto zaznamenával:
- Masivní výpadky telegrafní sítě, jiskření, požáry zařízení a šoky operátorů.
- Polární záře viditelné v zeměpisných šířkách až po Karibik a sever Jižní Ameriky.
Dnes, kdy je mnohem větší závislost na elektronice, satelitech a rozvodných sítích, by událost podobného rozsahu měla mnohem vážnější následky. V důsledku toho agentury jako NOAA, NASA a Evropská kosmická agentura (ESA) vypracovaly plány reakce a systémy včasného varování, které mají zmírnit dopady extrémních bouří.
V poslední době došlo v tomto slunečním cyklu kromě výpadku rádiového vysílání R3 v pondělí brzy ráno k několika epizodám výpadků rádiového vysílání R2-R3 a geomagnetických bouří G2-G4, které si vynutily odklonění letů, změnu plánu manévrů družic a zvýšené monitorování energetických sítí v Severní Americe a Evropě.
Skutečná rizika pro veřejnost
Pro běžnou populaci nepředstavuje bouře G3 žádné přímé zdravotní riziko. Atmosféra a magnetické pole Země blokují většinu škodlivého záření. Nejvýznamnější rizika se soustředí na:
- Astronauty a lety ve velkých výškách: na oběžné dráze nebo na polárních trasách je vystavení energetickým částicím vyšší. Kosmické agentury a letecké společnosti upravují trajektorie a výšky, pokud se očekává intenzivní radiační bouře.
- Lidé závislí na kritických službách: např. pacienti vyžadující lékařské vybavení připojené k elektrické síti. Přestože G3 obvykle nezpůsobí dlouhodobé výpadky proudu, zdravotnické systémy zahrnují kosmické počasí do svých pohotovostních plánů.
- Uživatelé vysoce přesné navigace: Zemědělci, zeměměřiči nebo piloti, kteří se spoléhají na vysoce přesné GPS, mohou zaznamenat dočasné chyby při určování polohy.
Na druhou stranu existuje možnost pozorovat polární záře v zeměpisných šířkách, kde nejsou běžné. Za jasných nocí a mimo dosah světelného znečištění mohou být záclony zeleného, červeného nebo fialového světla viditelné mnohem jižněji než obvykle.
Jak jsou připraveny technologické systémy
V případě výstrah, jako je tato bouře G3, používají různá odvětví specifické protokoly:
- Provozovatelé rozvodných sítí: snižují zatížení některých vedení, pozorněji sledují transformátory a upravují ochranné prahy, aby se předešlo škodám.
- Satelitní společnosti: mohou přejít na bezpečné provozní režimy, omezit citlivé manévry a aplikovat opravy chyb v datech.
- Letecké společnosti: vyhodnotí odklon polárních tras do nižších zeměpisných šířek a upraví plány vysokofrekvenční komunikace.
- Navigační a GPS služby: vydávají varování o možném zhoršení signálu, zejména pro profesionální uživatele.
Souběžně s tím předpovědní centra každých několik hodin aktualizují své předpovědi, takže pokud se ukáže, že bouře je silnější nebo slabší, než se očekávalo, mohou operátoři přizpůsobit svou reakci.
Co lze očekávat v nadcházejících dnech
Ve dnech následujících po velké CME je běžné, že Slunce nadále vykazuje vysokou aktivitu ve stejné aktivní oblasti, která ji způsobila. To znamená, že nejsou vyloučeny nové erupce a případné další výtrysky, i když ne všechny budou směřovat k Zemi. Pokud se bouře G3 potvrdí, budou pravděpodobně zaznamenány:
- Polární záře viditelné ve středních zeměpisných šířkách, zejména na severní polokouli.
- Drobné poruchy rádiové a GPS komunikace.
- Provozní úpravy energetických sítí a satelitů, bez znatelného dopadu na většinu uživatelů.
Doporučení pro širokou veřejnost je jednoduché: není důvod k obavám, ale může být vhodná doba sledovat aktualizace meteorologické služby a pokud to podmínky dovolí, pokusit se pozorovat polární záře z tmavých, jasných oblastí.