O que é a "Meteorologia Espacial" e como nos ajuda?
Este ramo da física, estuda as condições variáveis das redondezas espaciais do nosso planeta. Ainda que lhe pareça algo longínquo, a sua aplicação é muito importante para o desenvolvimento normal da vida quotidiana na Terra. Vejamos de que se trata.
A Meteorologia do Espaço, chamada também de "Space Weather", (SW) em inglês, define-se como a medição e análise do conjunto de propriedades físicas do Sol, do ambiente interplanetário, da magnetosfera, da atmosfera e da superfície terrestre, que são influenciadas direta ou indiretamente pela atividade solar.
Ficou demonstrado que os fenómenos naturais que aí ocorrem, representam sérios riscos para o desenvolvimento humano e o afetam a nível global. Têm impacto na saúde dos seres vivos, na sociedade, nas tecnologias e infraestruturas espaciais e terrestres, tais como serviços modernos de telecomunicações ou de posicionamento, sistemas subterrâneos ou espaciais, etc.
Eventos de Meteorologia Espacial
Na Meteorologia Espacial ocorrem diferentes tipos de eventos, que podem ser categorizados em três classes: “Tempestades Geomagnéticas”, “Tempestades de Radiação Solar”, e “Bloqueios de Radiação”. Vejamos cada uma em particular.
Tempestades geomagnéticas
Uma tempestade geomagnética é uma perturbação significativa da magnetosfera. Essa perturbação ocorre como consequência direta do intercâmbio da energia desde o vento solar ao ambiente espacial terrestre. A energia que é trocada dissipa-se no entorno do nosso planeta, com consequências relevantes sobre os cinturões de radiação, a ionosfera e o campo geomagnético. A intensidade é estimada através dos índices DST e Kp, obtidos a partir de dados medidos por magnetómetros ao redor do globo. Na Argentina, por exemplo, encontramos una ampla rede de magnetómetros pertencentes a diferentes instituições.
Tempestade de radiação solar
Uma tempestade de radiação solar, acontece quando são produzidas partículas energéticas na atmosfera do Sol que podem alcançar a Terra num tempo entre 15 minutos a algumas horas desde que o evento solar se iniciou, atravessando a proteção magnética de nosso planeta. Estas partículas provêm das partes mais ativas de nossa estrela (manchas solares), uma área onde o campo magnético é especialmente poderoso. Desde ali e sob a forma de erupções solares, emitem um fluxo de protões de alta energia, os quais chegam ao nosso planeta em poucos minutos.
Ondas de rádio
As ondas de rádio ocorrem geralmente durante erupções solares (libertação súbita e intensa de radiação eletromagnética solar), que se associam com aumentos do fluxo eletromagnético nas bandas de raios X, UV e ondas de rádio. Estes eventos conseguem, efetivamente, alcançar o nosso planeta rapidamente (entre 6 a 8 minutos), produzindo um aumento significativo do conteúdo elétrico na ionosfera (camada da atmosfera terrestre). Este aumento pode afetar a propagação das ondas de rádio, utilizadas para a comunicação.
Escalas de severidade
A Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos Estados Unidos (NOAA), concebeu uma escala para poder facilmente catalogar e comunicar a gravidade, e possíveis consequências de cada evento meteorológico espacial; algo semelhante à escala dos tornados e furacões na meteorologia troposférica.
As tempestades geomagnéticas dividem-se em cinco categorias (da G1 à G5), onde G1 indica um evento “menor” e G5 um evento “extremo”. Cada categoria está associada a um Kp (parâmetro físico) determinado para um período de a cada 3 horas. A duração do evento influi na severidade dos efeitos. Pode consultar aqui como cada classe reflete os efeitos das diferentes camadas.
No caso das tempestades de radiação solar, a NOAA divide-se entre a S1 à S5, a intensidade também se classifica com números crescentes e está ligada ao nível de fluxo >10 MeV partículas iões, com médias de 5 minutos. Aí, os efeitos biológicos, as operações por satélite e outros sistemas (como a tripulação das aeronaves) são afectados de diferentes formas, dependendo da intensidade do evento.
Por último, para as ondas de rádio as categorias vão de R1 a R5, segundo as observações do fluxo de raio X realizadas pelos satélites GOES. No caso do R5, o evento extremo afeta com uma onda completa, durante várias horas com ondas de rádio de altas frequências, em toda a superfície terrestre que está diurna.
Consequências dos eventos extremos
O grande crescimento tecnológico aumenta o número de pessoas que utilizam a tecnologia para "quase tudo" na vida quotidiana. É por isso que estamos a ficar cada vez mais vulneráveis aos acontecimentos no Espaço Meteorológico.
Quando surgem tempestades solares, podem gerar graves danos nos sistemas tecnológicos, tais como: satélites de informação meteorológica, sistemas de comunicação com interrupções de alta frequência, conversas telefónicas celulares, dados de navegação por satélite, vigilância militar, impactos nas linhas eléctricas que geram cortes de corrente ou correntes telúricas nos gasodutos e oleodutos, validação das operações com cartões de crédito e até problemas para operar em caixas automáticos.
Programas de estudo
Sendo a SW um fenómeno global, existe uma rede de Centros Regionais de Vigilância Meteorológica (CER), coordenada pelo Serviço Internacional do Ambiente Espacial (ISES). Organizações internacionais como: a ONU, através da Organização Meteorológica Mundial, criou o Gabinete para os Assuntos do Espaço Exterior (UNOOSA) para a cooperação internacional.
A UNOOSA, juntamente com a American Meteorological Society, a ESA e a NASA, possuem programas que fortalecer o desenvolvimento desta disciplina. Os centros operacionais são incorporados para monitorizar as condições SW, e para fazer previsões com base em modelos numéricos e observações.