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Zusammenfassung
Eruptionen an der Sonnenoberfläche setzen grosse Mengen an geladenen Teilchen frei. Deren Zusammenwirken mit dem Erdmagnetfeld in Magnetosphäre und Ionosphäre erzeugt sog. Substorms, welche sich durch ein zeitlich stark fluktuierendes Magnetfeld auszeichnen. Dieses Feld induziert Ströme in erdgebundenen Leitungssystemen wie z.B. Pipelines oder Stromnetzen. Um die Gefährdung solcher Leitungssysteme durch geomagnetisch induzierte Ströme zu quantifizieren, tut eine umfassende Modellierung des geoelektrischen Felds, das während Substorms induziert wird, not. Trotz grosser Anstrengungen im wissenschaftlichen Fachgebiet ist es bislang nicht gelungen, das Problem zufriedenstellend zu lösen. Dies liegt vor allem daran, dass bislang kein Ansatz die volle Komplexität des Problems erfasst hat, welche z.B. die Effekte einer 3-D Leitfähigkeitsverteilung in der Erde berücksichtigt. Kürzlich haben wir ein numerisches Konzept vorgelegt, welches es erstmals erlaubt, das Problem konsistent anzugehen.
Ziele des Forschungsprojekts
Das Hauptziel des Projektes ist es, das vorgeschlagene Konzept praktisch auszuarbeiten. Als Resultate der Arbeit erwarten wir (a) ein Modell der 3-D Leitfähigkeitsverteilung der Erde, zusammengestellt mithilfe geophysikalischer Daten, und (b) eine numerische Lösung zur Berechnung des geoelektrischen Felds während Substorms.
Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Rahmen des Forschungsprojekts
Netzwerkbetreiber haben ein grosses Bedürfnis nach einem Werkzeug, mit dem sich die Ströme, die während Substorms in Leitungsnetzwerken induziert werden, verlässlich berechnen lassen. Des Weiteren betrachten wir das Projekt als einen ersten Schritt in Richtung einer quantitativen Vorhersage der Gefährdung durch geomagnetische Störungen.