Menneskehetens avhengighet av elektrisitet har blitt kastet i ytterligere lettelse av DEN globale COVID – 19-pandemien. Det er umulig å forestille seg det moderne liv uten det, mangler alt fra lys til internett. Hva ville skje hvis det hele forsvant over natten? Hvis alle våre elektriske nett mislyktes i hovedsak samtidig? Dette er mer enn innstillingen av en dystopisk roman: det er en reell mulighet. En stor geomagnetisk storm utløst av solen kan blåse ut transformatorene som er en viktig del av våre elektriske nett. Og det har skjedd før.

Fysikken

solen slipper ut en konstant strøm av ladede partikler kjent som solvinden. Jorden er i stor grad beskyttet mot denne vinden av sitt internt genererte magnetfelt. Magnetfeltet skaper en slags boble rundt Jorden kjent som magnetosfæren. Magnetosfæren beskytter oss mot den farlige solstrålingen og holder atmosfæren fra å bli tatt bort med vinden. Ved de magnetiske polene kan noe av solvindmaterialet komme seg inn I Jordens atmosfære. Det er dette som forårsaker aurora, og derfor kan de vanligvis bare ses rundt Nord-Og Sør-Magnetiske Poler.noen ganger kan solen frigjøre sterkere spurter av energi kjent som koronale masseutkastninger (cme). Disse utkastene kan kaste ut milliarder tonn materiale fra solens utvidede atmosfære, solkoronaen, og sende dem suser gjennom rommet med utrolige hastigheter-noen ganger i vår retning. De kan ta alt fra flere dager til bare 15 timer for å nå oss. De største Cme-ene skyldes avslapning av svært vridde magnetfeltlinjer, ofte ledsaget av en solstråle. De oppstår vanligvis nær områder med tung solflekkaktivitet og er mest sannsynlig når solens aktivitet er på en topp kjent som solens maksimum i solsyklusen.

historien

solen var på et solmaksimum i 1859, da elektrisitet ennå ikke var utbredt og ble mest brukt med telegrafsystemer. Richard Carrington observerte solflekker på et projisert bilde av solen om morgenen 1. September da han la merke til to utrolig lyse flekker av lys.

Fig 1: solflekker og solstormer (Merket A og B) observert Av Richard Carrington i 1859. KILDE: MNRAS

svært tidlig neste morgen lyste aurora opp nattehimmelen, som strekker seg så langt sør som Karibien på Den Nordlige Halvkule. Jo lenger nord, jo lysere aurora dukket opp, våkne gullgruvearbeidere i Rocky Mountains og gi nok lys til å lese Av I Det Nordøstlige Usa. Telegrafsystemene i Europa og Nord-Amerika mislyktes, og noen telegrafoperatører fikk til og med sterke støt.

hendelsen ble forårsaket av den største CME i registrert historie. De lyse flekker av lys Carrington observert var solstormer som fulgte utstøting. Timer senere nådde CME Jorden og de raskt bevegelige ladede partiklene brøt gjennom magnetosfæren og kom inn i atmosfæren, noe som forårsaket den strålende aurora som ble observert over hele verden. De ladede partiklene barreled ned telegraflinjene og sjokkerte operatørene da de nådde slutten.

Hva om det skjedde i dag? våre elektriske nett i dag er utrolig mer komplekse enn telegrafsystemene fra 1859. Det nøyaktige resultatet av en lignende hendelse av samme størrelse er umulig å si. Den nærmeste hendelsen vi kan sammenligne med er de geomagnetiske stormene i 1989, som var et år med sterk solaktivitet. I Mars 1989 mistet Provinsen Quebec (som ligger nær Den Nordlige Geomagnetiske Polen) elektrisitet i 9 timer etter at en storm utløste strømbryterne. Men den hendelsen var betydelig mindre enn den i 1859.

en hendelse av den størrelsen eller større kan blåse ut transformatorer, viktige deler av elnettet, slik at mange uten strøm. Avhengig nøyaktig hvor stormen treffer hardest, hvor godt nettet er beskyttet mot bluss og hvor mange ekstra transformatorer er lett tilgjengelige, kan strømbruddet vare fra 16 dager til et par år, og kostnaden for USA alene kan utgjøre $0,6 – $2,6 billioner.

Fig 2: en modell av den relative styrken til elektriske felt forårsaket av En Annen Hendelse På Carrington-nivå. Den lilla skyggen indikerer områder med større elektriske felt som ville bli rammet hardere av en storm. De verste effektene er sett På Atlanterhavskysten og Canada, delvis på grunn av sin nærhet Til Nord Geomagnetiske Polen.(Kilde: en risikorapport Av Lloyd ‘ s.)

En Annen Carrington-nivå hendelse er uunngåelig. Nordlysregistre kan brukes til å måle den historiske størrelsen på tidligere stormer. De indikerer at stormer som Den som rammer Quebec skjer omtrent hvert 50. år, Mens Carrington-nivå hendelser skjer omtrent hvert 150. år. Det har gått 162 år siden 1858, men vi trenger ikke å få panikk ennå. Solen, som opererer på en 11 års syklus, hadde bare et solminimum for et år siden i April 2019. Det neste solmaksimum, perioden med høyeste aktivitet, vil ikke skje før en gang i 2023-2026, og noen maksimum er svakere enn andre.etter 1989-stormen som rammet Quebec, forberedte provinsen seg ved å oppgradere sin elektriske infrastruktur til en høy forhåndskostnad, men med kunnskapen om at det ville spare penger når en annen storm treffer. USA er ikke like forberedt. Per 2002 ble femten prosent av store krafttransformatorer som fortsatt var i bruk, gjort før 1972 (da betydelig robusthet ble introdusert til transformatorer). Selv moderne transformatorer er ikke nødvendigvis utstyrt for å håndtere En Carrington-nivå hendelse, og det er ingen federal reserve of transformers, da det ble ansett for kostbart i EN 2017 Us Department Of Energy report. Kraftselskaper har sine egne reserver, men nøyaktige tall og plassering av disse reservene anses som proprietær informasjon. I stedet for en federal reserve oppfordret rapporten regjeringen til å skape en uavhengig vurdering av påliteligheten til kritiske transformatorer og arbeide med industrien for å komme opp med planer i tilfelle store strømbrudd. Det er uklart om dette har skjedd.

• Om Forfatteren

Om Bryanne McDonough