Lentoliikennekin voi häiriintyä auringon aktiivisuudesta

Avaruusaika on kestänyt noin 50 vuotta, ja auringon toiminta on ollut poikkeuksellisen aktiivista lähes koko tämän ajan. Viime vuosina auringon aktiivisuus on kuitenkin ollut hyvin erilaista kuin aiemmin koko avaruusaikana.

– Auringon toiminta on merkittävästi hiljentynyt, sen aiempi suuri aktiivisuus on loppunut, ja on palattu noin sata vuotta sitten ilmenneelle aktiivisuuden tasolle. Koska tuolloin ei ollut vielä mahdollisuutta tutkia aurinkoa monipuolisesti, auringon tämänhetkisessä toiminnassa on ominaisuuksia, joita ei vielä ymmärretä ja esimerkiksi ennustaminen on tämän vuoksi kovin vaikeaa, kertoo professori Kalevi Mursula aurinkoa tutkivasta huippuyksiköstä ReSoLVEsta.

– Auringon aktiivisuusilmiöt aiheutuvat lämmön siirtymisestä. Auringon ulko-osissa on dynamomekanismi, kuin kiehuva kattila liikkuvine ja lämpöä siirtävine kuplineen, ja tämä tekee koko alueen turbulenttiseksi. Dynamon tutkiminen on avainasemassa, jotta etenkin Auringon pitkän aikavälin käyttäytymistä ja sen muutoksia voidaan ymmärtää. Tähän tutkimukseen ainoa sopiva työkalu on tietokonemallinnus, joka on samalla ryhmämme päätoimenkuva, kertoo dosentti Maarit Käpylä, Aalto-yliopiston tietotekniikan laitoksella laskennallista astrofysiikkaa ja data-analyysiä tekevän DYNAMO-tiimin vetäjä.

Auringon pitkäaikaisen toiminnan ymmärtäminen auttaa ymmärtämään esimerkiksi auringon purkausten syntymistä ja kehittymistä. Avaruussäätä eli auringon lyhytaikaista aktiivisuutta seurataan jatkuvasti ja sen avulla voidaankin jollain tarkkuudella ennustaa purkausten syntymistä ja etenemistä.

– Auringon purkausten vaikutusta avaruudessa voidaan verrata tulivuorenpurkauksen vaikutuksiin lentoliikenteessä. Avaruuskävelyt ja -lennot kannattaa toteuttaa silloin, kun auringonpurkauksien todennäköisyys on pieni, Mursula sanoo. 

Auringon tuottama hiukkassäteily eli aurinkotuuli vaikuttaa Maan magneettikenttään, jossa on jatkuvaa häiriöisyyttä. Suurimmat häiriöt Maan lähiavaruudessa aiheutuvat paitsi koronan massapurkauksista, joissa aurinkotuulen tiheys kasvaa ja magneettikentän rakenne muuttuu, myös roihupurkausten tuottamista energeettisimmistä aurinkohiukkasista. Niiden vaikutuksia on kuitenkin vielä vaikea ennustaa, kuten Ruotsin lentoliikenteen viime keskiviikkona pysäyttänyt purkaus osoitti.

Auringolla uusia ilmastovaikutuksia?

Auringolla on 10–11-vuotinen sykli, johon liittyy auringonpilkkujen runsastuminen ja katoaminen. Syklin laskevalla kaudella, kun pilkut alkavat vähetä, aurinkotuulessa esiintyy nopeita virtauksia, jotka tehokkaasti kiihdyttävät hiukkasia Maan magneettikentässä. Nämä hiukkaset pommittavat yläilmakehää, millä on havaittu olevan vaikutusta pohjoisten alueiden tärkeimpään ilmastorakenteeseen, Pohjois-Atlantin oskillaatioon. Hiukkaspommitus suosii oskillaation positiivista vaihetta, jolloin paine-erot ovat suuria ja pohjoiselle pallonpuoliskolle tulee kosteita ja lämpimiä talvia. Negatiivisessa vaiheessa talvet ovat kuivempia ja kylmempiä. Hiukkasten vaikutus on suurinta revontulialueella johtuen Maan magneettikentän rakenteesta.

– Suoria satelliittihavaintoja auringon lähettämästä säteilymäärästä on vain vajaan 40 vuoden ajalta. Jos aurinkoa tutkitaan maan pinnasta käsin, ilmakehä absorboi ja tekee tutkimuksesta epätarkkaa. Auringonpilkkuja on mitattu jo 400 vuoden ajan, mutta pilkkujen ja säteilymäärän suhteen pitkäaikaista kehitystä ei tunneta hyvin. Tästä syystä säteilymäärän arviossa on suurta epävarmuutta. Lisäksi auringonpilkkujen tasosta 200–400 vuotta sitten on olemassa suurta erimielisyyttä, toteaa Mursula.

ReSoLVE on viiden tutkimusryhmän kokonaisuus, jota johtaa professori Kalevi Mursula Oulun yliopistosta, ja partnereina mukana ovat Aalto-yliopiston tietotekniikan laitos ja Ilmatieteen laitos. Huippuyksikköasema on myönnetty vuosille 2014-2019.

Lisätietoja:

Aalto-yliopisto

Tietotekniikan laitos

Maarit Käpylä

[email protected]

+358504301059

Oulun yliopisto

Kalevi Mursula

[email protected]

+358400688365

ReSoLVEn sivut

DYNAMO-tiimin sivut