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Tormenta Solar 14 de octubre 2016: G2 - Para leer mucho

G2 auroral oval forcecast relationship
Tormenta geomagnética (moderada) de G2 ADVERTENCIA en efecto

Publicado: jueves, 13 de octubre de 2016 18:56 UTC
La advertencia de tormenta geomagnética (moderada) de G2 se ha extendido y ahora es válida hasta el 14 de octubre a las 0300 UTC (13 de octubre, 11:00 pm ET). G1 (menor) y G2 (moderada) condiciones ya han ocurrido y están probable que continúen durante la noche. Además, el G3 (fuerte) tormenta geomagnética reloj para mañana (14 de octubre) sigue en vigor como efectos CME continúan efecto tierra. ¡Estén atentos para las actualizaciones sobre la actividad de la tormenta!

Planetary K-index 3-day Plot

El K-index y por extensión el índice planetario K, se utilizan para caracterizar la magnitud de tormentas geomagnéticas. KP es un excelente indicador de disturbios en campo magnético de la Tierra y se utiliza por SWPC para decidir alertas geomagnéticas y advertencias deben expedirse para los usuarios que se ven afectados por estas perturbaciones.
Los principales usuarios afectados por las tormentas geomagnéticas son la red eléctrica, las operaciones de la nave espacial, los usuarios de las señales de radio que reflejan de o pasan a través de la ionosfera y observadores de la aurora.

Índices de la estación K
Station K indices plot


Índices de estación A
Station A indices plot


Las estación A y K índices muestran las fluctuaciones en el campo magnético, ligados a localizaciones geográficas específicas.  Los índices tienen un rango de 0 a 9 y se relacionan directamente con la cantidad máxima de fluctuación (en relación a un día tranquilo) en el campo geomagnético en un intervalo de tres horas.

IMPACTO:

Clima espacial y los sistemas GPS
El uso de sistemas de navegación de radio de frecuencia simple y doble por satélite, como el Global sistema de posicionamiento (GPS), ha aumentado dramáticamente en la última década. Los receptores GPS son ahora en casi todos los teléfonos celulares y en muchos automóviles, camiones y cualquier equipo que se mueve y necesita medidas de localización de precisión.

Sistemas GPS de doble frecuencia de alta precisión se utilizan para agricultura, construcción, exploración, prospección, remoción de nieve y muchas otras aplicaciones críticas para una sociedad funcional. Otros sistemas de navegación por satélite en órbita son el sistema europeo Galileo y el sistema ruso GLONASS.

Hay varias maneras en que el clima espacial afecta a la función GPS. Radio GPS las señales viajan desde el satélite al receptor en la Tierra, pasando a través de la ionosfera de la Tierra. El plasma cargado de la ionosfera curva el camino de la señal de radio GPS similar a la forma de que una lente dobla el camino de la luz.

En la ausencia de clima espacial, sistemas de GPS compensarán la ionosfera "promedio" o "tranquila", utilizando un modelo para calcular su efecto en la exactitud de la información de posicionamiento. Pero cuando la ionosfera es perturbada por un evento de tiempo espacial, los modelos no son exactos y los receptores son incapaces de calcular una posición exacta basada en la sobrecarga de satélites.

En condiciones tranquilas, sistemas GPS de simple frecuencia pueden proporcionar información de la posición con una precisión de un metro o menos. Durante una tormenta de tiempo severo espacio, estos errores pueden aumentar a decenas de metros o más. Sistemas GPS de doble frecuencia pueden proporcionar información de la posición exacta a unos pocos centímetros. En este caso se utilizan las dos señales GPS diferentes para mejor caracterizar la ionosfera y eliminar su impacto en el cálculo de posición. Pero cuando la ionosfera se convierte en altamente perturbada, el receptor GPS no puede trabarse en la señal del satélite y se convierte en información de la posición incorrecta.

Tormentas geomagnéticas crear grandes perturbaciones en la ionosfera. Las corrientes y la energía introducida por una tormenta geomagnética mejoran la ionosfera y aumentan el número total de altura integrado de electrones ionosféricos, o el recuento Total de electrones (TEC). Sistemas de GPS correctamente no modelo esta mejora dinámica y se introducen errores en los cálculos de posición. Esto ocurre generalmente en las latitudes altas, aunque grandes tormentas pueden producir grandes mejoras de TEC en el mediados de-latitudes así


Cerca del Ecuador magnético de la Tierra existen campos eléctricos que crean inestabilidad en la ionosfera y los sistemas actuales. Las inestabilidades son más severas justo después del atardecer. Estas pequeñas escala (decenas de kilómetros) inestabilidades o burbujas, causa que las señales GPS se "deslumbren", mucho como las ondas en la superficie de un cuerpo de agua se interrumpen y se esparcen en el camino de la luz cuando pasa a través de ellos. Cerca del Ecuador, sistemas GPS de doble frecuencia pierden a menudo su cierre debido a "scintallation ionosférica". Scintallations ionosféricas no se asocian a cualquier tipo de tormenta de tiempo espacio, pero son simplemente parte del ciclo natural de la día-noche de la ionosfera ecuatorial.

Transmisión de energía eléctrica

Transmisión de energía eléctrica
La red de energía eléctrica y por lo tanto el poder de su hogar y negocio, pueden interrumpirse por el tiempo del espacio.  Uno de los grandes descubrimientos del siglo XIX era la realización que un campo magnético varían con el tiempo es capaz de producir una corriente eléctrica en un alambre conductor.

 La idea básica es que la velocidad de cambio del flujo magnético (es decir, líneas de fuerza magnética) pasando por un lazo de corriente es proporcional a la corriente que se genera en torno al lazo.

Un descubrimiento ligeramente anterior, pero igualmente importante fue que un cable de corriente produce un campo magnético.  La aplicación de estos principios es ampliamente prevalente en la sociedad moderna en generadores de energía eléctrica, transformadores de energía eléctrica y motores eléctricos, por ejemplo.

Los Campos Magnéticos variables en el tiempo y los sistemas eléctricos actuales no son sólo artificial, pero de hecho son bastante comunes en la naturaleza también. 

Sistemas actuales eléctricos naturales que varían en el tiempo se pueden encontrar dentro de la Tierra, en los océanos y en la atmósfera superior de la Tierra (por encima de ~ 100 km) donde los componentes de la atmósfera incluyen positivamente cargados iones y cargados negativamente electrones que se mueven en una gran variedad de formas complicadas.

 Muchos de estos sistemas actuales atmosféricos superiores están constantemente presentes y modulan de manera regular en respuesta a la rotación de la Tierra, la atracción gravitatoria de la Luna y la lenta variación de la radiación solar a lo largo del ciclo solar.

 A veces, sin embargo, estos sistemas actuales pueden mejorarse enormemente y exhiben rápidos cambios con el tiempo y el espacio, un fenómeno que se refiere típicamente como una tormenta geomagnética.  Tormentas geomagnéticas a su vez son causadas por perturbaciones que se propagan lejos del Sol, viajan a través del espacio interplanetario e interactúan con el medio ambiente espacial de la Tierra.

Podemos esperar que los primeros inventores del telégrafo y sistemas no se dieron cuenta que el circuito eléctrico que fueron construyendo estaba ensartado por líneas de naturalmente de producción flujo magnético y, aún más sorprendente, que este flujo puede variar con el tiempo e inducir una corriente natural en su sistema.  No fue mucho tiempo después de su despliegue, sin embargo, informes de corrientes anómalas se observaban que podría a veces prohibir la comunicación podría permitir que un sistema de funcionara sin una fuente de energía eléctrica o en casos más dramáticos hacer el papel de grabación capturar el fuego (ver comentario de Boteler 2003 y referencias en esto).  Efectos similares continúan notar de vez en cuando con la próxima generación de líneas de comunicación (cables coaxiales).

Otro sistema de circuitos eléctricos artificiales comenzó a crecer con la llegada de sistemas de energía eléctrica. Al igual que el telégrafo, esta colección compleja de circuitos es roscado por flujo magnético producido naturalmente y justo como los telégrafos, variaciones rápidas de este flujo magnético durante tormentas geomagnéticas provoca una corriente producida naturalmente al flujo a través del sistema.  Este efecto primero fue divulgado después de la tormenta geomagnética de 24 de marzo de 1940 (Davidson, 1940; véase también Germaine, 1940 para informes de efectos sobre los cables de comunicación de long-line).  Se han reportado numerosos impactos grandes y moderados a la red durante los años, incluyendo un apagón de energía en 1958 (Lanzerotti y Gregori, 1986), equipo de tropiezos y problemas de estabilidad de tensión (04 de agosto de 1972), un apagón de nueve horas en Canadá y una pérdida de transformador (13 de marzo de 1989 - ver foto) y una en Suecia durante la tormenta de octubre de 2003. (Véase Boteler, de 2001, para una amplia recopilación de efectos).


Evaluar el impacto de las tormentas geomagnéticas en la red de energía eléctrica implica a una serie de consideraciones. 

El camino para el flujo actual que responde a las diferentes corrientes externas en la atmósfera superior sigue las trayectorias actuales artificiales sobre el terreno (las líneas de energía) así como varias vías de corriente naturales (p. ej. realización de las estructuras por debajo de la tierra y cerca de cuerpos de agua).

 Una vez que se contabilizan las naturales vías de corriente, el campo neto geoeléctricos que se impone en los caminos corriente artificiales resulta en una cuasi (períodos de 10 segundos a 10 (diez) minutos) corriente continua en las líneas de energía.  Estas corrientes geomagnetically inducidas provocan el 'emocionante actual' en transformadores de potencia para operar fuera de su alcance diseñado, dando por resultado la saturación del núcleo magnético material dentro del transformador.

 Una vez que el núcleo se satura, el transformador ya no ofrece ningún respaldo 'fuerza motriz' (una especie de inercia eléctrica) y las corrientes y voltajes en los devanados a ser anormalmente grandes. Dependiendo del diseño del transformador, esto puede conducir a la calefacción de las estructuras circundantes debido a inducido 'las corrientes de Foucault' que tiene el potencial de dañar las partes del transformador.

 Un impacto adicional de la saturación del transformador es que las tensiones y corrientes no tienen una forma sinusoidal simple de (60 ciclos) y esto puede causar en otras partes los equipos de protección en la parrilla para viaje cuando no debería. 

Estos equipos 'viajes' pueden tener equipo necesario fuera de línea y causar tensión problemas de estabilidad.  Un problema adicional para el sistema es que todos los transformadores que están saturando se muestran como una gran carga inductiva en la cuadrícula como un todo.  Este significa que un sistema que está cerca de niveles máximos de demanda antes del evento de tormenta geomagnética puede no ser capaz de satisfacer la demanda total de energía cuando la tormenta geomagnética ocurre, dando lugar a parcial o apagones amplio sistema.

Nota EQ: Ampliaré este tema.

Comunicaciones de Radio HF:



El Clima Espacial afecta a comunicaciones por radio en un número de maneras. A frecuencias en el rango de 1 a 30 mega Hertz (conocido como «Alta frecuencia» o HF radio), los cambios en la densidad ionosférica y estructura modificar la trayectoria de transmisión e incluso bloquean completamente la transmisión de señales de radio de HF. Estas frecuencias son utilizadas por aficionados (ham) de radio operadores y muchas industrias tales como las líneas aéreas comerciales. También son utilizados por un número de agencias gubernamentales como la Agencia Federal de manejo de emergencias y el Departamento de defensa.

Hay varios tipos de clima espacial que puede afectar a comunicaciones por radio HF. En una secuencia típica de las tormentas de clima espacial, los primeros impactos se sienten durante la llamarada solar en sí misma. Los rayos x solares desde el Sol penetran en la parte inferior de la ionosfera (a unos 80 km). Allí los fotones de rayos x ionizan la atmósfera y crear una mejora de la capa D de la ionosfera. Esto mayor actos de capa D ambos como un reflector de ondas de radio en algunas frecuencias y un amortiguador de las ondas en otras frecuencias. El apagón de Radio asociados con las erupciones solares se produce en la región de diurno de la Tierra y es más intenso cuando el Sol está directamente arriba.

Otro tipo del tiempo del espacio, la tormenta de radiación causado por protones solares enérgicos, también puede interrumpir la comunicación por radio HF. Los protones son guiados por el campo magnético terrestre tal que chocan con la atmósfera superior cerca de los polos norte y sur. Los protones rápidos tienen un efecto similar a los fotones de rayos x y crean una capa D mejorada bloquea así la comunicación por radio HF en las latitudes altas. Durante exhibiciones aurorales, los precipitación de electrones pueden mejorar otras capas de la ionosfera y perturbar similares y efectos bloqueo en la comunicación por radio. Esto ocurre sobre todo en el lado nocturno de las regiones polares de la Tierra donde la aurora es más intensa y más frecuente.

Nota Eq: También ampliaré esto.

Comunicaciones por satélite

Satellite Communication Messages

Comunicaciones por satélite
Comunicaciones por satélite se refiere a cualquier enlace de comunicación que implica el uso de un satélite artificial en su camino de propagación. Comunicaciones por satélite juegan un papel vital en la vida moderna. Hay más de 2000 satélites artificiales en uso. Se puede encontrar en geoestacionarias, Molniya, elíptico y las órbitas de la Tierra baja y se utilizan para comunicaciones punto a punto tradicionales, aplicaciones móviles y la distribución de programas de radio y TV. Para una breve historia de las comunicaciones por satélite.

Comunicaciones por satélite tienden a usar señales de alta frecuencia: 300 MHz - 3 GHz, Ultra alta frecuencia (UHF) y Super alta frecuencia (SHF), 3-30 GHz. señales de Radio desde un satélite en órbita y de la reproducción se ven afectados por las condiciones ambientales a lo largo de la trayectoria de la propagación. En el vacío, las señales de radio se propagan a la velocidad de la luz, pero en presencia de plasma en la ionosfera, las señales se ven afectadas por el retardo de grupo y avance de fase y atenuación por absorción y centelleo. Efecto del entorno sobre la señal es dependiente de la frecuencia y a una primera aproximación es proporcional a la cantidad de estructura en el plasma presente a lo largo de la trayectoria de la propagación.

Debido a la variabilidad ionosférica (espacio tiempo), los efectos en la propagación de las señales son muy variables. Hasta cierto nivel, los efectos del clima espacial sobre propagación pueden ser mitigados a través de soluciones de diseño de ingeniería, pero EL clima espacial puede conducir a una pérdida total de comunicación debido a la atenuación o centelleo severo cuando las señales de difusión están atravesando la ionosfera. En la propagación de la ionosfera trans, centelleo se refiere a la rápida variación de la amplitud y fase de una señal recibida. Centelleo es producido por la estructura de la ionosfera. La severidad de centelleo depende de la frecuencia de la señal utilizada y la estructura espacial de la densidad del plasma y el plasma se desplaza a lo largo de la trayectoria de la propagación. Específicamente, el centelleo en el receptor se produce por interferencia constructiva y destructiva de los componentes de la refracción y difracción de la señal de transmisión.

Bibliography
Basu et al., Specification of the occurrence of equatorial ionospheric scintillations during the main phase of large magnetic storms within solar cycle 23, RADIO SCIENCE, VOL. 45, RS5009, doi:10.1029/2009RS004343, 2010.
Bruce R. Elbert, Introduction to Satellite Communications, 3rd ed. (2008).
Virgil S. Labrador and Peter I. Galace, Heavens Fill with Commerce: A Brief History of the Communications Satellite Industry (2005).
Virgil S. Labrador et al., The Satellite Technology Guide for the 21st Century (2008).

Space Weather Prediction Center
National Oceanic and Atmospheric Administration

Traducción: El Quelonio Volador

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Traducción y nota: El Quelonio Volador

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