طقس الفضاء

ما المقصود بطقس الفضاء

على الأرض، الطقس هو حالة الهواء من حولنا. وطقس الفضاء هو الفكرة نفسها مطبّقة على الفضاء المحيط بكوكبنا: كم من الغاز المشحون والإشعاع والاضطراب المغناطيسي يتدفق في أي لحظة.

يأتي كل ذلك تقريبًا من الشمس. فتيار متواصل من الجسيمات المشحونة، هو الرياح الشمسية، يهب إلى الخارج بسرعة نحو 1.6 مليون كم/س. ومن حين لآخر تضيف الشمس ثورات مفاجئة قد تهز المجال المغناطيسي للأرض. ويحمي غلافنا الجوي ومجالنا المغناطيسي الناس على الأرض، لكن التقنيات في المدار وعلى الأرض قد تتأثر.

التوهجات الشمسية

التوهج الشمسي وميض مفاجئ من الطاقة قرب بقعة شمسية، حيث تنقطع المجالات المغناطيسية المتشابكة ثم تعيد الاتصال. ويطلق أشعة سينية وضوءًا فوق بنفسجي يصلان إلى الأرض في نحو 8 دقائق.

تُصنَّف التوهجات بحسب سطوعها بالأشعة السينية إلى الفئات A وB وC وM وX. وكل حرف أقوى بعشر مرات من سابقه، وتُدقق الأرقام المقياس، فالتوهج X2 أقوى بمرتين من X1.

يمكن للتوهجات القوية أن تؤيّن الغلاف الجوي العلوي في الجانب النهاري من الأرض وتسبب انقطاعًا في الراديو على الموجات القصيرة يدوم من دقائق إلى ساعات. وتصنّفها NOAA على مقياس R من R1 إلى R5. وبعض التوهجات تسرّع البروتونات إلى سرعات عالية، فتنشأ عاصفة إشعاع شمسي مصنّفة من S1 إلى S5، وتهم أكثر ما تهم روّاد الفضاء والرحلات القطبية والأقمار الصناعية.

الانبعاثات الكتلية الإكليلية

الانبعاث الكتلي الإكليلي فقاعة هائلة من البلازما الممغنطة، تبلغ كتلتها غالبًا مليارات الأطنان، تقذفها الطبقة الخارجية من الغلاف الجوي للشمس. وكثير منها يصاحب التوهجات، لكن ليس كلها.

تسير هذه الانبعاثات أبطأ بكثير من الضوء. ويستغرق معظمها نحو يوم إلى ثلاثة أيام لقطع المسافة البالغة نحو 150 مليون كم إلى الأرض، وقد يصل أسرعها في أقل من يوم. وتتيح أجهزة الإكليل الفضائية، التي تحجب قرص الشمس الساطع، للمتنبئين رؤية الانبعاثات وهي تغادر وتقدير موعد وصولها.

يتوقف تأثير الانبعاث على سرعته، وقبل كل شيء على اتجاه مجاله المغناطيسي. فإذا كان هذا المجال معاكسًا لمجال الأرض، يتصل الاثنان وتتدفق الطاقة إلى غلافنا المغناطيسي.

العواصف المغناطيسية الأرضية ومؤشر Kp ومقياس G

العاصفة المغناطيسية الأرضية اضطراب كبير في المجال المغناطيسي للأرض. ويقيسها مؤشر Kp على مقياس من 0 إلى 9 باستخدام مقاييس مغناطيسية حول العالم، ويُحدَّث كل ثلاث ساعات.

ويحوّل مركز التنبؤ بطقس الفضاء التابع لـ NOAA هذا المؤشر إلى مقياس G بسيط. فـ Kp 5 عاصفة G1 (طفيفة)، وKp 6 هي G2، وKp 7 هي G3، وKp 8 هي G4، وKp 9 هي G5 (قصوى). وكلما ارتفع المستوى، أمكن أن يظهر الشفق أبعد عن القطبين.

العواصف القصوى نادرة. فقد بلغت عاصفة مايو 2024 المستوى G5، وهي الأولى منذ أكثر من 20 عامًا، وشوهد الشفق في معظم الولايات المتحدة وأوروبا. وأشهر عاصفة تاريخية، حدث كارينغتون عام 1859، أطلقت شرارات في أنظمة التلغراف وأظهرت الشفق قرب المناطق المدارية.

التأثيرات على التقنية والبشر

تولّد العواصف تيارات كهربائية في خطوط الكهرباء وخطوط الأنابيب الطويلة. ففي مارس 1989 عطّلت عاصفة قوية شبكة كهرباء كيبيك نحو تسع ساعات. واليوم يتلقى مشغلو الشبكات تنبيهات ويمكنهم ضبط أنظمتهم مسبقًا.

والأقمار الصناعية تتأثر بطقس الفضاء أيضًا. فالعواصف تسخّن الغلاف الجوي العلوي وتمدده، فيزداد السحب؛ وفي فبراير 2022 سقطت عشرات من أقمار الإنترنت المطلقة حديثًا إلى الأرض بعد عاصفة متوسطة. وقد تتأثر كذلك دقة GPS والراديو على الموجات القصيرة واتصالات الطيران على المسارات القطبية.

يتعرض روّاد الفضاء لإشعاع أعلى أثناء عواصف الإشعاع الشمسي، لذا يمكن لطواقم المحطة الفضائية الاحتماء في مناطق أفضل تدريعًا. أما على الأرض فيحمينا الغلاف الجوي، والأثر المرئي الرئيسي هو شفق جميل.

الدورة الشمسية 25 وكيف تتابعها

يرتفع نشاط الشمس وينخفض على مدى نحو 11 عامًا، ويُتتبَّع بعدّ البقع الشمسية. بدأت الدورة الشمسية 25 في ديسمبر 2019. وأعلنت ناسا وNOAA في أكتوبر 2024 أن الشمس بلغت مرحلة ذروتها، وحتى عام 2026 يتراجع النشاط ببطء.

لا يعني ذلك أن العرض انتهى. فبعض أقوى عواصف الدورات السابقة حدثت في مرحلة التراجع، حين لا تزال تظهر مجموعات بقع كبيرة ومعقدة.

لمتابعة طقس الفضاء، راجع لوحة المعلومات المجانية لمركز التنبؤ بطقس الفضاء التابع لـ NOAA لمعرفة أحدث قيمة لمؤشر Kp والتنبيهات وتوقعات 3 أيام. ولصيد الشفق، يستحق توقع G1 أو أعلى المتابعة في خطوط العرض العليا، وG3 أو أعلى في خطوط العرض الوسطى. وإذا أردت رؤية البقع الشمسية بنفسك، فلا تستخدم إلا مرشحًا شمسيًا مناسبًا؛ راجع دليلنا لرصد الشمس بأمان.