ผู้เขียน หัวข้อ: การพยากรณ์พายุสุริยะ  (อ่าน 46715 ครั้ง)

0 สมาชิก และ 1 บุคคลทั่วไป กำลังดูหัวข้อนี้

inbudgetadmin

  • Administrator
  • Professional
  • *****
  • กระทู้: 110
  • Karma: +5/-1
การพยากรณ์พายุสุริยะ
« เมื่อ: กรกฎาคม 26, 2011, 02:55:14 PM »
การพยากรณ์พายุสุริยะ
     ดังจะเห็นได้ชัดแล้วว่า ลมสุริยะหรือพายุสุริยะมีฤทธิ์เดชและอิทธิพลต่อโลกมากพอสมควร และสามารถสร้างความเสียหายแก่โลกได้ระดับหนึ่ง ดังนั้นจึงต้องมีการเฝ้าติดตามดวงอาทิตย์เพื่อพยากรณ์พายุที่อาจเกิดขึ้นล่วงหน้า เพื่อจะได้เตรียมการรับมือกับปัญหาที่อาจเกิดจากลมสุริยะได้อย่างทันท่วงที

     เราสามารถคาดการณ์สภาพลมฟ้าอากาศบนโลกและบรรยากาศชั้นล่างได้ จากการพยากรณ์ของกรมอุตุนิยมวิทยา ถึงแม้ว่าวิทยาการด้านอุตุนิยมวิทยามีการพัฒนามาเป็นเวลานานและมีความก้าวหน้าความแม่นยำสูงมาก แต่สำหรับการพยากรณ์ลมฟ้าอากาศในชั้นบรรยากาศเบื้องสูงหรือสภาพต่าง ๆ เหนือชั้นบรรยากาศของโลกไปนั้น ยังเป็นศาสตร์ที่เพิ่งเริ่มต้นตั้งไข่เท่านั้น ประสิทธิภาพในการพยากรณ์ขึ้นอยู่กับความเข้าใจกลไกทั้งหมดของระบบบรรยากาศเบื้องสูงและสภาพเหนือบรรยากาศโลกขึ้นไปรวมทั้งปรากฏการณ์บนดวงอาทิตย์ซึ่งยังมีข้อจำกัดอยู่มาก การพยากรณ์บรรยากาศชั้นสูงในปัจจุบันนี้จึงเป็นการสังเกตการณ์จากการเกิดแฟลร์และโพรงคอโรนาเป็นสำคัญ

     ตามที่เราได้ทราบแล้วว่า การประทุของลมสุริยะจะเกิดจากแฟลร์ขนาดใหญ่ที่มักเกิดบริเวณกระจุกของจุดดำหรืออาจเกิดจากคอโรนัลแมสอีเจกชัน ดังนั้นการจะรู้ว่าจะมีลมสุริยะรุนแรงพัดมาถึงโลกอาจพอคาดการณ์ได้จากแฟลร์ขนาดใหญ่หรือกระจุกจุดดำ หากกระจุกจุดดำมีตำแหน่งที่จะพาดผ่านหน้าดวงอาทิตย์ และหากมีการปะทุของแฟลร์ในช่วงที่หันมาทางโลกพอดี ก็มีโอกาสมากที่โลกจะถูกกระหน่ำโดยพายุสุริยะ

     สัญญาณอันตราย เมื่อใดที่พบแฟลร์มีการบิดตัวเป็นรูปตัวเอส (S) อย่างนี้บนดวงอาทิตย์ มักจะตามมาด้วยการปะทุอย่างรุนแรงของลมสุริยะ

     รูปร่างของแฟลร์บริเวณกระจุกจุดดำก็อาจถือเป็นสิ่งบอกเหตุได้ว่าจะทำให้เกิดการระเบิดใหญ่ นักดาราศาสตร์ได้สังเกตพบว่า เมื่อใดที่แฟลร์มีการบิดตัวอย่างรุนแรง อาจเป็นจุดเริ่มต้นของการตัดขาดและลัดวงจรของสนามแม่เหล็ก ซึ่งเป็นจุดกำเนิดของการระเบิดอย่างรุนแรงได้
     ขณะนี้มีดาวเทียมหลายดวงที่มีหน้าที่คอยเฝ้าสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ตลอดเวลา ทำให้สามารถแจ้งเหตุการกระโชกของลมสุริยะที่เกิดจากคอโรนัลแมสอีเจกชันล่วงหน้าได้ประมาณ 1 หรือ 2 วันก่อนที่จะพัดมาถึงโลก ส่วนลมสุริยะที่แรงและเร็วที่สุดจะสามารถเตือนล่วงหน้าได้ประมาณครึ่งชั่วโมง เวลาเท่านี้ถือว่าเพียงพอสำหรับโรงไฟฟ้าที่จะเตรียมการระบบจ่ายไฟหรือระบบป้องกันฉุกเฉิน เพื่อรับมือกับความแปรปรวนที่จะเกิดขึ้นจากสนามแม่เหล็ก และยังนานพอที่จะเตือนนักดาราศาสตร์และประชาชนให้ตื่นขึ้นมาดูแสงเหนือ-แสงใต้ได้

     ระยะเวลาล่วงหน้าของการพยากรณ์นี้ถูกจำกัดจากหลายปัจจัย เช่นโดยธรรมชาติที่มีอายุสั้นของแฟลร์ และโดยความที่ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงกลไกการเกิดแฟลร์และคอโรนัลแมสอีเจกชัน ตำแหน่งการสังเกตการณ์ยังเป็นอุปสรรคสำคัญในการพยากรณ์อีกด้วย การสังเกตการณ์จากโลกและดาวเทียมบริเวณโลกจะมองเห็นผิวของดวงอาทิตย์ได้เฉพาะด้านที่หันเข้าสู่โลกเท่านั้น แต่ไม่สามารถมองเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นบนผิวดวงอาทิตย์ด้านตรงข้ามได้เลย หากสามารถมองเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์ฝั่งตรงข้ามได้แล้ว นักดาราศาสตร์คงจะสามารถพยากรณ์การเกิดพายุสุริยะล่วงหน้าได้นานขึ้น

     ความหวังของนักดาราศาสตร์เริ่มสดใสขึ้นเมื่อดาวเทียมโซโฮ (SOHO) สามารถมองเห็นสภาพของดวงอาทิตย์ฝั่งตรงข้ามได้ ทั้ง ๆ ที่ตัวดาวเทียมเองอยู่ในตำแหน่งด้านหน้าของดวงอาทิตย์เช่นเดียวกับโลก

     เคล็ดลับของโซโฮอาศัยหลักการว่า ลมสุริยะที่พัดออกจากดวงอาทิตย์จะพัดพาอะตอมไฮโดรเจนที่กระจัดกระจายอยู่บริเวณสุริยะชั้นในไปรวมตัวเป็นชั้นของไฮโดรเจนโดยรอบ จนดูเหมือนกับว่ามีฟองก๊าซไฮโดรเจนล้อมรอบระบบสุริยะชั้นใน ฟองไฮโดรเจนนี้มีความหนาแน่นประมาณ 100 อะตอมต่อลิตร ถึงแม้ว่าจะเบาบางมาก แต่ก็ยังหนาแน่นพอที่จะเรืองแสงอัลตราไวโอเลตได้ เมื่อรังสีที่ปล่อยจากบริเวณกลุ่มจุดดำหรือแฟลร์บนดวงอาทิตย์กระทบถูกผนังของฟองนี้ จะกระตุ้นให้มีการเรืองแสงอัลตราไวโอเลตบริเวณที่ตรงกับด้านที่เกิดแฟลร์บนดวงอาทิตย์ซึ่งตรวจจับได้โดยกล้องสวอน (SWAN-Solar Wind Anisotropies) ของโซโฮ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่เราสามารถรับรู้ถึงการปะทุของแฟลร์บนดวงอาทิตย์ที่อยู่ด้านตรงข้ามกับโลกได้ โดยการสังเกตการเรืองแสงของฟองไฮโดรเจนนี้ ภาพของจุดเรืองแสงที่ปรากฏบน "จอ" นี้จะเคลื่อนที่ไปตามการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์


ดาวเทียมโซโฮอาศัยการสังเกตการเรืองแสงอัลตราไวโอเลตที่ผิวของฟองไฮโดรเจนที่ล้อมรอบระบบสุริยะชั้นใน ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถมองเห็นบริเวณปั่นป่วนของดวงอาทิตย์ได้ตั้งแต่ตอนที่ยังอยู่ที่ด้านไกลของดวงอาทิตย์

     ภาพชุดนี้เป็นภาพถ่ายในย่านรังสีอัลตราไวโอเลตที่ถ่ายโดยกล้อง SWAN ของโซโฮ ครอบคลุมพื้นที่ทั่วทั้งท้องฟ้า วงกลมสีฟ้าทางขวาคือภาพท้องฟ้าซีกฟ้าที่ตรงกับด้านหลังของดวงอาทิตย์ วงกลมสีฟ้าทางซ้ายคือภาพท้องฟ้าซีกที่ตรงกับด้านหลังโลก ส่วนวงกลมสีเขียวทางขวา เป็นภาพดวงอาทิตย์ด้านใกล้โลกในขณะนั้นที่ถ่ายโดยกล้อง EIT (Extreme ultraviolet Imaging Telescope)


     ภาพชุดถ่ายเมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม 2539 ในภาพนี้ วงกลมซ้ายซึ่งแสดงซีกท้องฟ้าไกลของดวงอาทิตย์มีการเรืองแสงอัลตราไวโอเลต แสดงว่ามีรังสีอัลตราไวโอเลตเข้มข้นถูกสาดออกจากแฟลร์ขนาดใหญ่ที่อยู่ด้านไกลของดวงอาทิตย์ ในขณะเดียวกันที่ภาพถ่ายดวงอาทิตย์ (สีเขียว) ยังไม่เห็นแฟลร์ใหญ่นี้เลย


     ภาพถ่ายท้องฟ้าและดวงอาทิตย์ที่ถ่ายเมื่อ 10 วันหลังจากนั้น (ภาพชุดล่าง) บริเวณเรืองแสงของท้องฟ้าที่เคยปรากฏทางด้านไกลของดวงอาทิตย์ได้เคลื่อนมาอยู่ที่ด้านใกล้ของดวงอาทิตย์แล้ว ในขณะเดียวกันภาพถ่ายโดยตรงของดวงอาทิตย์ (สีเขียว) ก็ปรากฏแฟลร์ขนาดใหญ่ที่เป็นต้นกำเนิดของการเรืองแสงนั้นได้หมุนมาปรากฏอยู่ที่ด้านหน้าของดวงอาทิตย์พอดี


     ภาพของฉากหลังของฟองไฮโดรเจน ถ่ายเมื่อวันที่ 7 มีนาคม 2540 ซึ่งเป็นช่วงที่ดาวหางเฮล-บอพพ์เข้ามาในระบบสุริยะชั้นใน ชั้นไฮโดรเจนขนาดใหญ่ดาวหางได้บังรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์เอาไว้ จึงปรากฏเงาของดาวหางเฮล-บอพพ์ในภาพนี้ด้วย (ขีดยาวสีดำด้านบน)

คาดหมายความเสียหายที่จะเกิดในรอบนี้

     ในขณะนี้ (ต้นปี 2543) จำนวนจุดดำบนดวงอาทิตย์กำลังเพิ่มจำนวนขึ้นตามลำดับตามวัฎจักรของดวงอาทิตย์ ช่วงสูงสุดของวัฏจักรสุริยะจะกินระยะเวลายาวนานพอสมควร โดยอาจจะนานหลายเดือนหรืออาจเกิน 1 ปี สำหรับช่วงสูงสุดในครั้งนี้คาดว่าจะเกิดขึ้นในช่วงตั้งแต่กลางปี พ.ศ. 2543 จนถึงกลางปี 2544

     คาดว่าการขึ้นถึงจุดสูงสุดของวัฎจักรรอบนี้น่าจะเป็นครั้งที่สร้างความเสียหายมากที่สุด แต่สาเหตุไม่ใช่เพราะว่าความปั่นป่วนของดวงอาทิตย์จะมีความรุนแรงมากกว่ารอบอื่น หากเป็นเพราะในปัจจุบันมีเทคโนโลยีใหม่ ๆ มากมายที่อ่อนไหวต่อลมสุริยะมากกว่าเมื่อ 11 ปีที่แล้วมาก อาทิเช่น โทรศัพท์มือถือ วิทยุติดตามตัว ระบบนำร่องด้วยจีพีเอส เป็นต้น เทคโนโลยีเหล่านี้ ล้วนต้องพึ่งพาระบบดาวเทียมสื่อสาร ซึ่งลอยตัวอยู่เหนือชั้นบรรยากาศโลกนับหมื่นกิโลเมตร หากดาวเทียมสื่อสารที่ใช้งานอยู่เกิดเสียหายหรือขัดข้องจากการถูกโจมตีของลมสุริยะ ย่อมส่งผลให้เกิดความเสียหายอย่างมากทั้งทางเศรษฐกิจและในด้านความปลอดภัย ดังนั้นผู้ที่ใช้เทคโนโลยีดาวเทียมจึงจำเป็นต้องมีแผนสำรองเอาไว้ในช่วงเวลาดังกล่าวเผื่อระบบดาวเทียมเกิดขัดข้องจริง ๆ นักเดินเรืออาจจะต้องพกแผนที่กับเข็มทิศออกเดินเรือด้วย เพราะวิธีบอกตำแหน่งแบบโบราณอย่างนี้อาจจำเป็นต้องนำมาใช้ หากระบบจีพีเอสขัดข้องในระหว่างเดินเรือ เป็นต้น

     จะเห็นว่า ผลเสียที่เกิดขึ้นนั้น จะเกิดขึ้นกับดาวเทียมเป็นส่วนใหญ่ซึ่งอยู่เหนือชั้นบรรยากาศโลก แต่จะไม่มีผลร้ายโดยตรงกับร่างกายหรือชีวิตของมนุษย์ที่อยู่บนพื้นโลก เพราะอนุภาคอันตรายจากดวงอาทิตย์ไม่สามารถทะลุทะลวงเข้ามาถึงพื้นโลกได้ เนื่องจากโลกของเรามีเกราะกำบังหลายชั้น ทั้งวงแหวนแวนอัลเลนและบรรยากาศของโลก แม้แต่นักบินอวกาศที่ปฏิบัติหน้าที่อยู่บนอวกาศ ก็ยังคงปลอดภัยจากลมสุริยะเพราะมียานอวกาศและชุดอวกาศเป็นสิ่งคุ้มกันอย่างดีอยู่แล้ว

     ถึงตอนนี้เราได้รู้จักกับลมสุริยะ พายุสุริยะ ตลอดจนปรากฏการณ์ข้างเคียงต่าง ๆ รวมถึงธรรมชาติของดวงอาทิตย์ได้ในระดับหนึ่ง หวังว่าเราคงจะประเมินภาพคร่าว ๆ ของผลกระทบจากพายุสุริยะที่จะเกิดขึ้นในช่วงปี 2543-44 นี้ได้พอสมควร และสามารถพิจารณาได้ว่าควรจะตื่นกลัวหรือตื่นเต้นกับปรากฏการณ์ธรรมชาตินี้มากน้อยเพียงใด

ที่มา:
http://thaiastro.nectec.or.th/library/solarstormfacts/solarstormfacts4.html


« แก้ไขครั้งสุดท้าย: กรกฎาคม 26, 2011, 03:00:31 PM โดย inbudgetadmin »