Derfor trenger vi et nasjonalt romværvarsel

Kraftig uvær i verdensrommet kan ødelegge følsom teknologi på og rundt jorda som vi er helt avhengig av. Som strømnettet, telekommunikasjon, GPS og mer. For å forstå hvordan romvær kan skape krøll og slå ut slik viktig infrastruktur er det nødvendig å forske på og forstå hva som skjer på sola. Det forteller professor Sven Wedemeyer ved Rosseland senter for solfysikk ved Universitet i Oslo.

Han får støtte fra Magnar Gullikstad Johnsen, som leder Tromsø Geofysiske Observatorium ved UiT Norges arktiske universitet.

Johnsen jobber også med å varsle romvær, i påvente av en nasjonal varslingstjeneste.

Stormer raser der ute

Romvær forårsakes av prosesser på sola som brer seg gjennom verdensrommet, forteller Wedemeyer. Solvinden strømmer ut fra sola og fyller rommet mellom planetene i solsystemet med en konstant strøm av ladde partikler.

– Romværet er der alltid, i form av solvinden. Men av og til får man «uvær,» og vi snakker da om solstormer og geomagnetiske stormer, forteller Johnsen.

Større utbrudd som solstormer og koronamasseutbrudd på solen kan sende ut svært store mengder partikler, stråling og gass mot jorden og dens magnetfelt.

Dette skaper nord- og sørlys, men virkelig kraftige solstormer kan også forstyrre satellitter, kommunikasjon, GPS og kraftnett. Teknologi kan ødelegges eller settes fullstendig ut av spill.

– I et samfunn hvor vi blir stadig mer avhengig av høyteknologiske løsninger er  romværet en betydelig trussel mot samfunnsdriften. Vi må derfor følge med og prøve å forutsi dets styrke, ankomst og effekt.

Et nasjonalt romværvarsel vil hjelpe oss med å øke sikkerheten, ikke minst i nordområdene, forteller han.

Den ekstreme solen

Det er fortsatt mye vi ikke forstår om hvordan solen fungerer. Den er svært kompleks, understreker Wedemeyer.

Når en gass blir svært varm som på solen, får atomene så mye energi at elektroner løsner fra atomkjernene. Da får vi en blanding av frie elektroner og ladde partikler. Dette kalles plasma. Solen slynger slik plasma ut i verdensrommet og tidvis mot jorden, forteller astrofysikeren.

Solen har områder med svært sterke magnetfelt, som er synlig som solflekker. Solens rotasjon og store bevegelser i gassen lager en dynamo i solens indre, som igjen lager solens magnetfelt. Magnetfeltet er avgjørende for prosessene som utløser romvær.

Magnetfeltet på solen er mye mer komplisert enn Jordens magnetfelt. De motsatte magnetiske polaritetene er forbundet gjennom magnetiske løkker som strekker seg gjennom solens atmosfære. Dynamikken rundt magnetfeltet gjør at det kan bygge seg opp store mengder energi som blir lagret i magnetfeltet. Når magnetfeltet plutselig blir ustabilt, kan denne energien frigjøres nesten momentant.

– Energien fra en kraftig soleksplosjon tilsvarer Norges nåværende strømforbruk i mange millioner år, forteller Wedemeyer. En slik eksplosjon kalles «flare».

Det kommer raskt mot oss

Når en «flare» oppstår på sola sendes kraftig stråling, blant annet røntgen- og gammastråling, ut. Som vanlig lys når denne strålingen jorden etter omtrent åtte minutter. 

Samtidig produseres det også høyenergetiske partikler som beveger seg med nesten lysets hastighet. Både strålingen og partiklene kan forstyrre og i noen tilfeller skade satellitter rundt jorden.

Men det store smellet kan komme senere. Ofte slynges det en stor sky av plasma ut i verdensrommet. Det kalles koronamasseutbrudd. 

Dersom en slik plasmasky er rettet mot jorden, kan den treffe oss etter en til tre dager og forstyrre jordens magnetfelt. 

Resultatet kan i beste fall være kraftig og vakkert nordlys, men i verste fall også gi problemer i strømnettet, forteller Wedemeyer.

Det som kan gå galt…

De kraftigste hendelsene av romvær vi har opplevd siden man begynte å måle, var i 1859 og 1921. Dette var før samfunnet var avhengig av teknologi, men telegrafen opplevde svært store forstyrrelser, forteller Johnsen.

– Disse stormene omtales som 100-års stormer og slike opplever vi få i snitt hvert 100’nde år.

Verden var nære ved å gå inn i atomkrig i 1967, da sola ‘jammet’ amerikanske radarsystemer og det ble tolket som en villet sovjetisk handling. Under Vietnam-krigen opplevde man en geomagnetisk storm som fikk dusinvis av miner til å gå av.

I 1989 slo uvær i rommet ut kraftnettet i Quebec i Canada. Den omtales som en 30-års hendelse. En transformator ble påført skader og hele delstaten ble mørklagt. 15 millioner mennesker var uten strøm i åtte timer. Det er ikke uvanlig at nettoperatørene opplever effekter på transformatorene sine av romvær. Man kjenner til minst ni tilfeller i Norge og Sverige siden 2017, forteller Johnsen.

Satellitter takker relativt ofte for seg under større romværhendelser. Romvær og ‘flares’ påvirker også radiokommunikasjon og radarsystemer, og tilhørende magnetiske forstyrrelser virker inn på boreoperasjoner off-shore nesten hver natt. Mannskap ombord på fly i polare områder kan bli utsatt for høye strålingsdoser av uvær i rommet. Flyselskaper tar derfor ofte forhåndsregler for å redusere risikoen for sine ansatte.

Hva er verstefalls scenarioer?

De siste årene har vi opplevd en teknologisk revolusjon, og heldigvis har de virkelig kraftige hendelsene i rommet latt vente på seg.

– Faktisk har vi ikke hatt en virkelig kraftig hendelse siden 2003. Det er dermed ikke et helt rett frem å vurdere hva slags konsekvenser en virkelig stor hendelse vil få. Men vi må forberede oss på at kraftnett får omfattende problemer, og vi kan forvente mørklegging av større regioner.

I verstefall kan vi settes flere år tilbake teknologisk. Alle systemer som bruker GPS eller tilsvarende vil trolig settes ut av spill. GPS brukes for eksempel til navigasjon, posisjonering og tidsangivelse. Satellittflåten vil også settes ut av spill, mange satellitter vil gå i stykker og flere vil falle ned, mener Johnsen. Kommunikasjon vil bli vanskelig. Systemer som er avhengig av nøyaktig tid, som jernbane og finanssystemer, vil stoppe opp.

Johnsen mener vi likevel er ganske godt rustet for å takle en større romværhendelse i Norge.

– Statnett som drifter den landsdekkende delen av kraftnettet har en beredskapsorganisasjon som er oppmerksom på trusselen, og de har strategier for å møte problemet.

Nordområdene med Svalbard er imidlertid en hotspot for geopolitiske hendelser, og er det stedet på kloden hvor effektene av romvær er kraftigst og hyppigst. Teknologien for å operere og ivareta både sivil og militær sikkerhet i Arktis er sårbar for romvær.

– Situasjonsforståelse er et viktig stikkord for norsk tilstedeværelse i Arktis, og vi må bruke teknologi som er sårbar for romvær for å oppnå dette. Da gjelder det å ha situasjonsforståelse for vekselvirkningen mellom sola og jorda også, mener Johnsen.

Ønsker en nasjonal romværvarsler

– Hvor viktig er det med en nasjonal romværvarslingstjeneste for Norge?

– Svært viktig. Dersom vi kan forutsi romuvær, gir det operatører muligheten til å iverksette tiltak og mobilisere sine beredskapsorganisasjoner. Da kan de forebygge eller håndtere hendelser bedre. En varslingstjeneste kan gi ulike aktører informasjon slik at de kan feilsøke i sine systemer.

De kan derved finne ut om det var ‘jamming’ eller romvær som gjorde at et fly mistet GPS’en under landing. Eller om det var ising på kraftlinjene eller romvær som forårsaket problemer med kraftnettet.

Nasjonal beredskap er et viktig stikkord, til syvende og sist handler det om å sikre liv og verdier, mener han.

– Det er et nasjonalt sikkerhetsaspekt i dette som gjør at man ikke enkelt kan out-source alle aspekter ved det til USA, EU eller private selskaper.

I 2020 leverte Norsk Romsenter en rapport om romovervåking i Norge hvor de pekte ut Meteorologisk Institutt (MET), Universitetet i Tromsø og Kartverket som et naturlig utgangspunkt for en nasjonal tjeneste.

MET, Kartverket og UIT har siden den gang jobbet for få på plass en nasjonal tjeneste, med støtte fra Forsvaret, Romsenteret, Statnett og andre i forvaltningen.

– Vi har sendt inn et satsingsforslag til statsbudsjettet, og håper at vi kan realisere dette i 2027, forteller Johnsen.

Sven Wedemeyer mener et norsk senter for solforskning, som det nåværende Rosseland senter for solfysikk, kan være en viktig støttespiller for å forstå romværet og hendelser på sola.