عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.
الأضواء الشمالية التي شوهدت على مزرعة في أيسلندا. | الائتمان: Redtea/Getty Images
كشفت دراسة جديدة أن إشارات الموقع كانت على الأرض من قِبل قمر الصناعي GPS على بعد مئات الأقدام خلال العاصفة الشمسية Gannon في مايو من العام الماضي ، واستمر الاضطراب لمدة تصل إلى يومين في بعض المناطق الأمريكية ، كما كشفت دراسة جديدة. تسبب انقطاع الانقطاع في الفوضى في قطاع الزراعة ، الذي تعرض لخسائر تزيد عن 500 مليون دولار نتيجة لذلك.
تسببت سلسلة من الانفجارات الشمسية القوية في أوائل مايو من العام الماضي إلى أقوى عاصفة شمسية لضرب الأرض خلال 20 عامًا. سميت العاصفة الشمسية في وقت لاحق باسم عالم الطقس الفضائي المتوفى جنيفر غانون ، أنتجت العاصفة الشمسية أورورا المذهلة المرئية جنوبًا مثل المكسيك والبرتغال وإسبانيا. كما جعل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يذهبون لعدة أيام.
أبلغ المزارعون في الغرب الأوسط الأمريكي ، في ذلك الوقت في ذروة موسم الزراعة ، عن جراراتهم الموجهة إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي تتصرف كما كانت “تمتلكها” خلال العاصفة ، وفقًا للحسابات. لقد حددت دراسة جديدة الآن حجم أخطاء GPS التي لم تكن فيها أخطاء GPS هذه فقط خلال ذروة العاصفة ، ولكن أيضًا في أعقابها عندما واصلت Aurora باقية تشويه إشارات GPS.
استخدم فريق من الباحثين من جامعة بوسطن بيانات من ما يقرب من 100 مستقبلات عالية الدقة ، منتشرة في جميع أنحاء الولايات المتحدة والتي تشكل شبكة بحث زلزالية تقيس حركات اللوحات التكتونية. كما اتضح ، فإن الشبكة مناسبة تمامًا لدراسة تأثيرات الطقس الفضائية في أيونوسفير الأرض ، وهي طبقة من الهواء المشحون كهربائياً تم العثور عليها على بعد 30 ميلًا (48 كيلومترًا) فوق الأرض. يمكن أن تؤثر الآثار التي تحدثها العواصف الشمسية على الأيونوسفير على قراءات مستقبلات GPS.
وقال وقار يوناس ، باحث فيزياء الفضاء بجامعة بوسطن ومؤلف كتاب “The Space.com”: “تعمل أجهزة استقبال GPS على افتراض أن الأيونوسفير لديه كثافة موحدة للبلازما”. “لكن العاصفة الشمسية تخلق مخالفات في الأيونوسفير وكما تمر الإشارة عبر الطبقات الأيونية ، فإنها تنمو الأخطاء”.
عندما تضرب عاصفة شمسية ، فإن جزيئات الطاقة الشمسية المشحونة التي تجلبها معها تسخين وتزعج أيونوسفير. مع مرور الإشارات الضعيفة من الأقمار الصناعية العالمية التي تحدد المواقع عبر هذه المنطقة المضطربة فجأة ، يتم إلقاؤها عن المسار.
نظرًا لأن مستقبلات GPS الثابتة في شبكة الأبحاث ترتبط بحزم بالأرض ، فإن أي تغيير في بيانات تحديد المواقع الخاصة بهم يمكن أن يكون فقط نتيجة للاضطراب في الأيونوسفير. كشفت قياسات شبكة GPS العلمية هذه عن حجم هذه الأخطاء بدقة كبيرة ، وتمكين الباحثين من إعادة بناء ما حدث في الأيونوسفير أثناء العاصفة.
وقال توشي نيشيمورا ، أستاذ الفيزياء الفضائية والمؤلف المشارك للدراسة الجديدة ، لـ Spapce.com: “من خلال قياس اضطراب الإشارة ، يمكننا أن نقول بنية البلازما في الغلاف الجوي العلوي”.
تملأ الأضواء الشمالية السماء بأشرطة خضراء من الجزيئات المشحونة الكهربائية على الحظيرة والمراعي في مزرعة غريني تركيا في ميرسر ، مين في 11 مايو 2024. | الائتمان: مايكل سيمانز/غيتي إيمس
كشف تحليل البيانات أن العاصفة ابتكرت “جدارًا للبلازما الأيونوسفيرية” ، وتمتد عبر قارة أمريكا الشمالية. ألقى هذا الجدار إشارات GPS بما يصل إلى 230 قدم (70 مترًا) في الولايات المتحدة الأمريكية ، مع وجود أخطاء أصغر تصل إلى 65 قدمًا (20 مترًا) في الأجزاء الجنوبية الغربية من البلاد.
وردت الدراسة أن الذروة التي تعطلت الذروة استمرت لمدة ست ساعات في 10 مايو 2024 ، لكن الأمور ظلت غير مستقرة لمدة تصل إلى يومين. بعد أن بدأ الغلاف الأيوني الهز في الهدوء ، تسببت الأضواء الأورالية الناجمة عن العاصفة في مزيد من اضطرابات GPS حيث أن الجزيئات المشحونة من الفضاء تتدفق عبر الغلاف الجوي على طول خطوط المجال المغناطيسي المعطل. أظهرت شبكة مستقبل GPS أخطاء تصل إلى 30 قدمًا (10 أمتار) طوال مدة Auroras هذه.
يكلف السلوك غير المنتظم لآلات الزراعة الموجهة إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الناجم عن العاصفة الشمسية Gannon المزارعين الأمريكيين في الغرب الأوسط الأمريكي أكثر من 500 مليون دولار ، وفقًا لما ذكره تيري غريفين ، أستاذ الاقتصاد الزراعي بجامعة ولاية كانساس.
“بسبب عاصفة غانون ، تأخرت زراعة الذرة لأن مزاربينا كانوا في الغالب غير صالحة للعمل” ، قال غريفين لـ Space.com. “في الوقت الحالي ، يعتمد حوالي 70 ٪ من الفدان المزروعة في الولايات المتحدة على المعدات التي تستخدم GPS التوجيه الآلي لصنع خطوط متوازية مستقيمة عبر الحقل. لم يعد لدينا علامات طريق مادية ، والمعدات تزداد إلى حد أنه لم يعد بإمكاننا العمل عندما يتم أخذ GPS بعيدًا.”
لكن الزراعة لم تكن الضحية الوحيدة لفوضى GPS التي يسببها الطقس الفضائي. تعتمد الطائرات على GPS ليس فقط لمتابعة مساراتها ولكن بشكل خاص لمعرفة ارتفاعها الدقيق أثناء الهبوط. يمكن تعويض أخطاء تصل إلى أربعة أمتار ، وفقًا لما ذكره Nishimura. وقال نيشيمورا إن الاضطراب في 10 و 11 مايو من العام الماضي كان “أبعد من نافذة التسامح”.
القصص ذات الصلة:
– العواصف الشمسية القوية هي كابوس للمزارعين. “تصرفت جراراتنا كما كانوا شيطان يمتلكها”
– لقد مرت سنة واحدة منذ العاصفة الشمسية الأكثر كثافة منذ عقود تم إنشاؤها في جميع أنحاء العالم. ماذا تعلمنا؟
– كان جنون العاصفة الشمسية في مايو 2024 قوية بما يكفي للتأثير على أعماق البحر
ربما كانت عاصفة غانون الشمسية هي الأقوى منذ عقدين. لكنه لم يوفر سوى طعم ضعيف لما يمكن أن تكون عليه الشمس. سيناريو أسوأ الحالات الذي تمت مناقشته بشكل متكرر هو ما يسمى بحدث كارينجتون-وهي عاصفة ضربت الأرض في عام 1859 ، وتطرد خدمات التلغراف في جميع أنحاء العالم. لا شك أن عاصفة من هذه القوة اليوم لها عواقب واسعة في جميع أنحاء العالم.
وقال نيشيمورا “خلال عاصفة غانون ، رأينا التأثير الأكثر كثافة في المناطق المركزية للولايات المتحدة”. “لكن بالنسبة لحدث بحجم كارينجتون ، سنرى انقطاعًا في جميع أنحاء القارة والأخطاء الكبيرة لدرجة أن الإشارة ستكون غير صالحة للاستعمال”.
يقول وقار إنه في المستقبل ، فإن التنبؤ في الوقت الفعلي بالاضطرابات الأيونوسفيرية المقترنة بالتنبؤات التي تحركها AI لمخالفات إشارة GPS يمكن أن تساعد في تصحيح الأخطاء مع تقدم العاصفة.
تم نشر الدراسة في مجلة JGR-Space Physics في 9 يونيو.