太陽嵐の地域予報がまもなく発表される

嵐の進路を予測するのは十分に困難です。しかし、9260万マイルの距離から地球に向かってくる嵐の進路を予測するというのは、非常に困難な作業です。

幸いなことに、今ではこの課題に対応できる予測モデルがあります。10月1日から、NOAAの宇宙天気予報センターの宇宙天気予報士は、地域の宇宙天気予報を電力会社に提供できるようになり、電力網の変動に備えることができます。

予報対象地域は地方の天気予報としては広いが、これまでの宇宙天気モデルと比較すると、プロットは比較的小さく、わずか350平方マイル、つまりロードアイランド州の約3分の1の広さだ。ミシガン大学とライス大学の研究者らが開発したこのモデルは、電力会社に深刻な太陽活動の警告を最大45分前に与えることができるが、太陽嵐が特に速く移動している場合はそれより短くなる。

太陽嵐は地磁気擾乱としても知られ、さまざまな形で発生するが、最も大きなもののいくつかはコロナ質量放出（CME）である。これは、磁場と混ざり合った巨大なプラズマの塊で、太陽から定期的に爆発する。現在、天文学者は太陽から放出されるCMEを観測でき、既存のモデルでは、それが地球に衝突するかどうかを数時間または数日前に予測できるが、地域的な精度はまったくない。「普通の天気予報士が今日中に地球のどこかで雨が降るだろうと言うのと同じだ」と、宇宙天気予報センターの主任科学者ハワード・シンガー氏はポピュラーサイエンス誌に語っている。

この新しいモデルは、NOAA 衛星 DSCOVR の位置を利用している。この衛星は、地球から 100 万マイル離れたラグランジュ点 L1 の安定した軌道から地球の素晴らしい画像を撮影することで最もよく知られている。ラグランジュ点 L1 は、常に地球と太陽のちょうど中間に位置する。この位置から、太陽嵐に包まれた磁場の強さを測定できる。

「海岸線の上流にあるブイのようなものです」とシンガー氏は言う。DSCOVR のデータは、新しいモデルに 1 分ごとに取り込まれ、太陽からの擾乱の影響を他よりも受けやすい地域を地域的に警告する。

太陽嵐が地球を襲うと、嵐の磁場が地球の磁場と相互作用し、磁気圏から電離圏へ、そしてそこから地球へと流れる電流を発生させます。地球は巨大な導体のように機能します。地球に接続されている電力網は、その電流の一部を遮断することができます。機器とオペレーターがイベントに備えていなければ、雷雨でテレビが焼けてしまうように、機器の一部が焼けてしまう可能性があります。

地球上のすべての地域が、同じように太陽嵐の影響を受けるわけではない。カナダが嵐の直進路上にある場合、たとえばオーストラリアよりも大きな影響を受ける可能性があり、カナダの発電所は、増加した電流に対応できるように送電網に十分なスペースがあることを確認したり、古い変圧器が焼損しないように監視したりするなど、特別な予防措置を講じる必要があるかもしれない。

「地域レベルまできめ細かな予報は、事業運営に影響する可能性のある太陽嵐について適切な電力会社に警告できるため、より効果的です」と、国際規制団体である北米電力信頼度協会（NERC）の上級規格開発者マーク・オルソン氏はポピュラーサイエンス誌に語った。

「電力システムの緯度や電力システムのある地域の地球の構造など、太陽嵐が電力網に与える影響には地域的な要因が影響します」とオルソン氏は言う。

最近、地球を襲う太陽嵐の影響は比較的軽微ですが、非常に大きくて深刻なものになる可能性があることはわかっています。2012 年には、大規模な CME が地球をかすめましたが、STEREO A と呼ばれる衛星に衝突しました。衛星はこれをすべて記録し、この現象が地球に衝突していたら大規模な地球規模の災害を引き起こし、電力網に過負荷をかけ、変圧器を破壊していた可能性があることを示すデータを収集しました。

巨大なCMEは過去にも地球を襲ったことがある。最大の太陽嵐の1つであるカリントン現象は1859年8月と9月に発生し、巨大な太陽フレアによって南はパナマまでオーロラが見られ、世界中の電信線が混乱した。

それ以来、1921年、1989年、2003年に太陽嵐が発生し、インフラの損傷、大規模な停電を引き起こし、1967年には戦争の危機にまで至りました。しかし、そのどれもがキャリントン事件ほど大規模なものではありませんでした。

キャリントン事件はアメリカ南北戦争前に起こったこと、そして今日私たちは 157 年前よりもずっと電力に依存していることに留意してください。同様の事件 (2012 年のような) が老朽化した電力網に予期せぬ影響を与えると、増大した電気負荷によって変圧器が損傷し、変圧器は安価でも製造も容易でないため、エネルギー システムが長時間停電する可能性があります。

予報官らは、この新しいシステムによって電力会社が停電の長期化を防ぐのに十分な時間を確保できると期待しており、時間の経過とともにモデルを改良し、最終的には USGS の協力を得てさまざまな地域の地質に関する情報を追加する予定だ。