Avaruusmyrskyjen vaikutusten arvioinnissa tarvitaan tarkkoja maan sähkönjohtavuusmalleja

Geomagneettisesti indusoituvien virtojen (GIC) mallinnuksen kriittinen suure on geomagneettisiin vaihteluihin liittyvä maanpinnan sähkökenttä, jonka avulla GIC voidaan määrittää sähköverkoissa ja muissa teknologisissa johdinjärjestelmissä. Sähkökenttää mitataan harvoin suoraan, joten se on simuloitava muiden geofysikaalisten tietojen perusteella. Mallinnus perustuu mitattuun geomagneettiseen kenttään ja oletuksiin maan sähkönjohtavuudesta.

Tutkimuksessa sovellettiin useita mallinnustekniikoita. Tulosten todentamisessa hyödynnettiin lokakuun 2003 voimakkaan avaruusmyrskyn aikana Suomen maakaasuputkessa mitattuja GIC-virtoja. Päätulos oli mallinnetun sähkökentän ja siten myös GIC:n suuri riippuvuus maan sähkönjohtavuusmallista. Erityisesti johtavuuden sivusuuntaiset vaihtelut maanpinnan lähellä voivat vaikuttaa moninkertaisesti sähkökentän voimakkuuteen lähekkäisten tarkastelupisteiden välillä. Tarkempi GIC-mallinnus tarvitsisi siis entistä yksityiskohtaisempaa tietoa maan johtavuudesta.

Tutkimus tehtiin Ilmatieteen laitoksen johtamana, ja sen rahoittamiseen osallistui Suomen Akatemia.

Lisätietoja:

Tutkija Ari Viljanen, Ilmatieteen laitos, p. 050 380 2736, ari.viljanen@fmi.fi

Tutkija Elena Marshalko, Ilmatieteen laitos, elena.marshalko@fmi.fi (yhteydenotot englanniksi)

Tieteellinen artikkeli on saatavilla Space Weather-tiedelehdessä.

Viite: Marshalko, E., Kruglyakov, M., Kuvshinov, A., & Viljanen, A. (2023). Three-dimensional modeling of the ground electric field in Fennoscandia during the Halloween geomagnetic storm. Space Weather, 21, e2022SW003370, doi:10.1029/2022SW003370.