Avaruussää

Avaruussää on maapallon lähiympäristössä ilmakehän uloimmissa osissa ja sen ulkopuolella tapahtuva sähkömagneettisen kentän ja sähköisesti varautuneiden hiukkasten jakauman muutosilmiöitä.

Ennustaminen  
Avaruussäätä voidaan ennustaa tavallisten sääennustusten tapaan tarkkailemalla Auringon aktiivisuutta ja sen lähinnä aurinkotuulen välityksellä tapahtuvia vaikutuksia Maan lähiympäristöön. Avaruussään ennustaminen on uusi tieteenala, jonka tutkimusalueen perustan muodostavat geofysiikka, astrofysiikka ja meteorologia.

Vaikutus 

Avaruussään tarkkailun ja ennustamisen motiivina on se, että avaruussää voi merkittävästi vaikuttaa erilaisten energianjakelu- ja tietoliikenneverkkojen toimintaan Maan pinnalla. Magneettikentän vaihtelut voivat aiheuttaa hyvin voimakkaita induktioilmiöitä erilaisissa laajoissa johdinverkoissa. Nämä geomagneettisesti indusoituneet virrat voivat aiheuttaa sähköverkkoon häiriöjännitteitä ja -virtoja ja siten vaurioittaa sähköverkon muuntajia ja aiheuttaa myös virheellisiä laukaisuja suojareleissä. Avaruussää vaikuttaa merkittävästi myös radioliikenteeseen. Näkyvin avaruussään suoranainen ilmentymä ovat revontulet.

Häiriöt 
Avaruussään aiheuttamia häiriöitä ilmenee niin sanottujen magneettisten myrskyjen aikana. Magneettiset myrskyt johtuvat Auringossa tapahtuvista energia- ja hiukkaspurkauksista. Purkaukset aiheuttavat muutoksia Auringosta poispäin suuntautuvaan hiukkasvirtaukseen, aurinkotuuleen. Muutosten saavuttaessa Maan magneettikentän siinä tapahtuu merkittäviä kenttävoimakkuuksien ja varattujen hiukkasten jakaumien vaihteluja. Seurauksena syntyvän avaruussäämyrskyn aikana Maan lähiympäristössä kuluu energiaa teholla, joka ylittää moninkertaisesti kaikkien Suomen ydinvoimaloiden yhteenlasketun energiantuotantokapasiteetin. Sähkövirtojen voimakkuus on usein yli 100 000 ampeeria.

Avaruussäähäiriöiden esiintymistiheys noudattaa Auringon aktiivisuutta. Auringon aktiivisuuden näkyvin ilmentymä ovat tunnettua keskimäärin 11 vuoden jaksollisuutta noudattavat auringonpilkut. Aurinko on aktiivisimmillaan pilkkumaksimin aikana. Tällöin myös magneettiset myrskyt ja niiden aiheuttamat häiriöt ovat voimakkaimmillaan. Auringonpilkkujen määrä oli viimeksi maksimissaan vuonna 2000. Huhtikuussa 2000 tapahtuneen voimakkaan magneettisen myrskyn aikana sen aiheuttamia revontulia havaittiin harvinaisen laajalla alueella aina Etelä-Eurooppaa myöten. Auringonpilkkujakson 25. maksimi sijoittunee vuoteen 2025.

Riski avaruusaluksille 
Avaruussää, lähinnä Auringon purkaukset ja aurinkotuuli, aikaansaavat häiriöitä avaruudessa toimiviin avaruusaluksiin. Yhdysvalloissa useampi taho seuraa avaruussäätä (Yhdysvaltain ilmavoimat, NASA, NOAA, NORAD). Euroopassa ESA on tehnyt vastaavaa seurantaa ja vuonna 2009 se perusti Space Situational Awareness -ohjelman. Euroopan komission 7. puiteohjelma aloitti vuonna 2009 tämän teeman projektien rahoituksen. Kaikissa muissakin suurissa avaruustoimintamaissa (Intia, Japani, Kiina, Venäjä) tehdään alan tutkimusta ja avaruusolosuhteiden seurantaa. 

Seuraava auringonpilkkumaksimi vuonna 2013 jäänee edellistä vuoden 2000 maksimia heikommaksi. Tämä ei kuitenkaan vaikuta siihen, kuinka rajuja yksittäisiä purkauksia Auringossa voi esiintyä pilkkujakson aikana. Muun muassa Yhdysvaltain ilmavoimat on arvioinut, että sen GPS-paikannussatelliitit voivat vaurioitua voimakkaan roihupurkauksen aiheuttaman avaruussäämyrskyn aikana.

Kesällä 2010 25 avaruusmaata kokoontui Bremenissä ennen vuotuista COSPAR-kokousta International Living with a Star (ILWS) -kokoukseen, jossa ehdotettiin maailmanlaajuista alan ohjelmaa. 30. elokuuta 2012 laukaistiin Radiation Belt Storm Probes -tiedeohjelman satelliittipari tutkimaan Van Allenin vyöhykettä ja avaruussäätä.

Kirjallisuutta

Lähteet

Aiheesta muualla 

Ilmatieteen laitos: Avaruussää
Ilmatieteen laitos: Avaruussää (PDF)
Ilmatieteen laitos: Avaruussään synnyttämät maanpäälliset sähkövirrat
Spaceweather.com 
Nasa: Mysteries of the Sun: Space Weather  

Avaruustutkimus