سواء كان الأمر يتعلق بترك الخط أو فشل الإشارة، يواجه ركاب السكك الحديدية مشكلات بانتظام أثناء محاولتهم الوصول إلى العمل.
لكن الأمور قد تتفاقم قريباً، وذلك بفضل الطقس الفضائي.
حذرت دراسة جديدة من أن حوادث القطارات يمكن أن تكون ناجمة عن العواصف الشمسية التي تحول إشاراتها من الأحمر إلى الأخضر.
وقال كاميرون باترسون، باحث دكتوراه في جامعة لانكستر والمؤلف الرئيسي لبحثنا: “يظهر بحثنا أن الطقس الفضائي يشكل خطرا خطيرا، وإن كان نادرا نسبيا، على نظام إشارات السكك الحديدية، مما قد يسبب تأخيرات أو حتى يكون له آثار أكثر أهمية على السلامة”. الدراسة.
“يجب أن يؤخذ هذا الخطر الطبيعي على محمل الجد.”
سواء كان الأمر يتعلق بترك الخط أو فشل الإشارة، يواجه ركاب السكك الحديدية مشكلات بانتظام أثناء محاولتهم الوصول إلى العمل. لكن الأمور قد تتفاقم قريباً، وذلك بفضل الطقس الفضائي. في الصورة: انطباع الفنان عن العاصفة الشمسية
حذرت دراسة جديدة من أن حوادث القطارات يمكن أن تكون ناجمة عن العواصف الشمسية التي تحول الإشارات من الأحمر إلى الأخضر (صورة مخزنة)
تقذف الشمس باستمرار المواد الشمسية إلى الفضاء، سواء في تدفق ثابت يُعرف باسم “الرياح الشمسية”، أو في رشقات نارية أقصر وأكثر نشاطًا من الانفجارات الشمسية.
عندما تضرب هذه المادة الشمسية البيئة المغناطيسية للأرض – المعروفة باسم الغلاف المغناطيسي – فإنها يمكن أن تخلق عواصف مغناطيسية أرضية.
وأوضحت ناسا: “يمكن أن تتراوح تأثيرات هذه العواصف المغناطيسية من معتدلة إلى شديدة، ولكن في عالم يعتمد بشكل متزايد على التكنولوجيا، فإن آثارها تصبح أكثر تدميراً من أي وقت مضى”.
على سبيل المثال، تسببت عاصفة شمسية في عام 1989 في انقطاع التيار الكهربائي في جميع أنحاء كيبيك، في حين أدى حدث كارينغتون في عام 1959 إلى إشعال حرائق في محطات التلغراف.
ومما يثير القلق أن خطر هذه العواصف يتزايد مع اقترابنا من “الحد الأقصى للطاقة الشمسية” – ذروة دورة نشاط الشمس التي تبلغ 11 عامًا – والتي من المتوقع أن تصل في عام 2024.
وفي دراستهم الجديدة، شرع الباحثون في فهم كيفية تأثير التوهجات الشمسية على صناعة السكك الحديدية.
ركز الفريق على طريقين – قسم بريستون إلى لانكستر من الخط الرئيسي للساحل الغربي، وخط جلاسكو إلى إدنبرة.
ومما يثير القلق أن نماذجهم كشفت كيف يمكن للعواصف الشمسية أن تخلق تيارات مستحثة مغناطيسيا، والتي يمكن أن تتداخل مع شبكات نقل وتوزيع الكهرباء.
وقال باترسون: “يشير بحثنا إلى أن الطقس الفضائي قادر على قلب الإشارة في أي من الاتجاهين، وتحويل الإشارة الحمراء إلى اللون الأخضر أو الإشارة الخضراء إلى اللون الأحمر”.
تقذف الشمس باستمرار المواد الشمسية إلى الفضاء، سواء في تدفق ثابت يُعرف باسم “الرياح الشمسية”، أو في رشقات نارية أقصر وأكثر نشاطًا من الانفجارات الشمسية. عندما تصطدم هذه المادة الشمسية بالبيئة المغناطيسية للأرض – المعروفة باسم الغلاف المغناطيسي – يمكن أن تخلق عواصف مغناطيسية أرضية (انطباع فني)
ويقول الباحثون إن الطقس الفضائي يمكن أن يؤدي إلى نوعين من الفشل. تتسبب حالات فشل “الجانب الأيمن” في تحول الإشارة من اللون الأخضر إلى الأحمر، بينما تتسبب حالات فشل “الجانب الخطأ” في تحول الإشارة من اللون الأحمر إلى اللون الأخضر (صورة مخزنة)
“من الواضح أن هذا مهم جدًا من منظور السلامة.”
ويقول الباحثون إن الطقس الفضائي القوي بما يكفي لإحداث هذا التأثير يحدث في المملكة المتحدة كل بضعة عقود.
وأضاف باترسون: “من خلال بناء نموذج حاسوبي لدوائر مسار الإشارة باستخدام مواصفات واقعية لمختلف مكونات النظام، وجدنا أن أحداث الطقس الفضائي القادرة على إحداث أخطاء في دوائر المسار هذه متوقعة في المملكة المتحدة كل بضعة عقود”.
ويقول الباحثون إن الطقس الفضائي يمكن أن يؤدي إلى نوعين من الفشل.
تتسبب حالات فشل “الجانب الأيمن” في تحول الإشارة من اللون الأخضر إلى الأحمر، بينما تتسبب حالات فشل “الجانب الخطأ” في تحول الإشارة من اللون الأحمر إلى اللون الأخضر.
وفقًا لنموذجهم، يمكن أن تحدث حالات الفشل “في الجانب الخطأ” بسبب عواصف مغنطيسية أرضية أضعف من حالات الفشل في “الجانب الأيمن”.
وتحدث هذه العواصف الأضعف كل عقد إلى عقدين من الزمن.
وبناءً على النتائج، يدعو الفريق صناعة السكك الحديدية إلى النظر في مخاطر الطقس الفضائي ووضع التدابير اللازمة للتخفيف منها.
وقال البروفيسور جيم وايلد، المؤلف المشارك للدراسة: “إن الصناعات الأخرى مثل الطيران وتوليد الكهرباء ونقلها وقطاع الفضاء تدرس المخاطر التي تهدد عملياتها، وتستكشف كيف يمكن التخفيف منها”.
“من المهم أن يتم تضمين قطاع السكك الحديدية في هذا التخطيط.
“مع تحسن فهمنا لمخاطر الطقس الفضائي، من الممكن التفكير في كيفية الحد من المخاطر.
“في المستقبل، يمكننا أن نرى استخدام التنبؤ بالطقس الفضائي في اتخاذ قرارات بشأن الحد من عمليات السكك الحديدية إذا كان من المتوقع حدوث حدث متطرف، تمامًا كما يتم استخدام تنبؤات الأرصاد الجوية حاليًا.”
ما هي الدورة الشمسية؟
الشمس عبارة عن كرة ضخمة من الغاز الساخن المشحون بالكهرباء الذي يتحرك ويولد مجالًا مغناطيسيًا قويًا.
ويمر هذا المجال المغناطيسي بدورة تسمى الدورة الشمسية.
كل 11 عامًا أو نحو ذلك، ينقلب المجال المغناطيسي للشمس تمامًا، مما يعني أن قطبي الشمس الشمالي والجنوبي يتبادلان أماكنهما.
تؤثر الدورة الشمسية على النشاط على سطح الشمس، مثل البقع الشمسية التي تنتج عن المجالات المغناطيسية للشمس.
كل 11 عامًا، ينقلب المجال المغناطيسي للشمس، مما يعني أن القطبين الشمالي والجنوبي للشمس يتغيران في أماكنهما. تؤثر الدورة الشمسية على النشاط على سطح الشمس، مما يؤدي إلى زيادة عدد البقع الشمسية خلال المراحل الأقوى (2001) مقارنة بالمراحل الأضعف (1996/2006)
إحدى طرق تتبع الدورة الشمسية هي حساب عدد البقع الشمسية.
بداية الدورة الشمسية هي الحد الأدنى للطاقة الشمسية، أو عندما يكون لدى الشمس أقل عدد من البقع الشمسية. وبمرور الوقت، يزداد النشاط الشمسي – وعدد البقع الشمسية.
منتصف الدورة الشمسية هو الحد الأقصى للطاقة الشمسية، أو عندما يكون لدى الشمس أكبر عدد من البقع الشمسية.
ومع انتهاء الدورة، تتلاشى مرة أخرى إلى الحد الأدنى للطاقة الشمسية ثم تبدأ دورة جديدة.
وتزداد أيضًا الانفجارات العملاقة على الشمس، مثل التوهجات الشمسية والانبعاث الكتلي الإكليلي، خلال الدورة الشمسية.
ترسل هذه الانفجارات دفعات قوية من الطاقة والمواد إلى الفضاء والتي يمكن أن يكون لها تأثيرات على الأرض.
على سبيل المثال، يمكن أن تسبب الانفجارات أضواء في السماء، تسمى الشفق القطبي، أو تؤثر على الاتصالات اللاسلكية وشبكات الكهرباء على الأرض.