Em um dia quente de agosto de 1972 no final da Guerra do Vietnã, dezenas de minas navais na costa de Hai Phong, no Vietnã do Norte, começaram a explodir sem aviso. Em março de 1989, um surto magnético disparou circuitos, eliminando o poder em toda a província canadense de Quebec. Enquanto em 1859, um evento gerou linhas telegráficas, acendendo incêndios, e as luzes do norte tão brilhantes que os astrônomos britânicos podiam ler jornais à noite. Nos dias de hoje, os cientistas sabem que todos esses eventos foram causados ​​pelo clima espacial intenso, capaz de causar estragos em redes elétricas e tecnologia eletromagneticamente sensível.

Importante, os cientistas modernos têm algo que os observadores décadas atrás não tinham - dados e modelos sofisticados de satélite que podem prever o clima espacial com precisão.

'Se a previsão do tempo espacial for imprecisa ... as tempestades espaciais podem resultar em interrupção na operação dos satélites, interrupções de comunicação, dados de navegação incorretos de satélites GPS, forçar o redirecionamento de trajetórias de vôo polares, ou configurar correntes induzidas de solo que podem impactar severamente a operação de redes de energia e dutos, 'disse o professor Robertus von Fay-Siebenburgen, que liderou um projeto chamado PROGRESS na Universidade de Sheffield, no Reino Unido.

Junto com outros cientistas, ele coordenou o trabalho para melhorar a confiabilidade dos sistemas que prevêem eventos climáticos espaciais medindo o vento solar a distâncias mais distantes da Terra do que era possível anteriormente.

A atividade solar segue um ciclo de 11 anos de períodos de alta e baixa. Esses períodos altos são quando é mais provável que eventos como ejeções de massa coronal (CMEs) ocorram, onde o sol lança grandes volumes de plasma carregado para o espaço. Essas partículas carregadas, quando direcionado para a Terra, pode impactar em apenas meio dia. Muitas vezes, o primeiro aviso real só pode vir uma hora antes.

'As consequências dos perigos climáticos espaciais podem resultar em qualquer coisa, desde um leve inconveniente operacional até a perda total de segmentos de nossa infraestrutura tecnológica moderna, 'disse o Prof. von Fay-Siebenburgen.

'O pior cenário pode causar o retrocesso da economia de um país até uma década.'

Previsões aprimoradas

É aí que entram as previsões aprimoradas.

'Se pudermos prever com sucesso o estado do vento solar em L1 (um ponto entre a Terra e o Sol onde as forças gravitacionais são iguais) com base nas observações do disco solar, podemos aumentar este horizonte de previsão para cerca de um dia (no pior cenário), ' ele disse.

Uma maneira de o projeto fazer isso foi usando modelagem de computador mais avançada, em vez de ter que esperar pelos resultados observados.

Usando o aprendizado de máquina para filtrar os dados, computadores podem prever o nível de atividade geomagnética devido à interação do vento solar com o campo magnético terrestre, prever como as partículas viajam entre o campo magnético e os cinturões de radiação.

Por exemplo, o efeito que as partículas causam pode depender muito da direção do campo magnético de um CME.

'Algumas dessas partículas podem perder sua energia para a atmosfera causando a aurora boreal / australis. Outras partículas podem ganhar energia, representando assim uma ameaça para os satélites que orbitam nas proximidades dos cinturões de radiação. As explosões solares podem emitir rajadas intensas de raios-X que podem penetrar profundamente na ionosfera, interrompendo gravemente as comunicações de rádio e os sistemas de navegação, 'Prof. von Fay-Siebenburgen disse.

Ele acha que ainda temos um longo caminho a percorrer para melhorar as previsões, observando que uma rede de monitoramento baseada em terra ou satélites posicionados ao lado ou atrás do Sol em relação à Terra podem levar a melhorias adicionais.

'Esses sistemas (baseados no solo ou no espaço) permitiriam uma previsão confiável em até três a cinco dias, um prazo de entrega que a indústria e outras partes interessadas desejam há muito tempo. '

Vistas alternativas

O Dr. Richard Harrison, do Laboratório Rutherford Appleton, no Reino Unido, está em um caminho semelhante. Ele e seus colegas em um projeto chamado HELCATS, usou um satélite configurado para monitorar o Sol e a Terra de uma vista lateral, conhecido como ESTÉREO, para coletar dados sobre CMEs e como eles variam em velocidade, densidade, e direção ao longo de um ciclo solar.

'A ideia era explorar os dados de imagens heliosféricas STEREO, com observações de mais de 1000 CMEs de 2007 em diante, e aplicar as melhores e mais recentes técnicas de análise e modelagem para investigar a identificação, monitorando, e previsão de eventos CME na heliosfera, ' ele disse.

Ao combinar eventos solares vistos a partir de imagens com modelagem, eles foram capazes de ajudar a melhorar as previsões dos tempos de chegada na Terra, compreendendo melhor como os CMEs interagem uns com os outros à medida que se propagam a partir do sol.

'O projeto HELCATS é um recurso para a comunidade de pesquisa. Os catálogos continuarão a ser amplamente explorados e a avaliação dos modelos teve um impacto duradouro em nossa abordagem de estudos de eventos com impacto na Terra, ' ele disse.

'A previsão do clima espacial está se tornando cada vez mais importante e nossas tecnologias modernas são muito mais suscetíveis aos impactos do clima espacial. A ameaça é reconhecida na medida em que o clima espacial severo agora está listado nos registros nacionais de risco de muitos países. '