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¿Qué es la "Meteorología Espacial" y cómo nos ayuda?

Esta rama de la física, estudia las condiciones variables del entorno espacial de nuestro planeta. Aunque te parezca algo lejano, su aplicación es muy importante para el desarrollo normal de la vida cotidiana en la Tierra. Veamos de qué se trata.

Meteorología espacial
Cuando las tormentas solares aparecen, puede generar severos daños. Cada vez somos más vulnerables a la Meteorología Espacial.

La Meteorología del Espacio, llamada “Space Weather” en inglés (SW), se define como la medición y el análisis del conjunto de propiedades físicas del Sol, el medio interplanetario, la magnetosfera, la atmósfera y la superficie terrestre, que se encuentran influenciadas directa o indirectamente por la actividad solar.

Se ha demostrado que los fenómenos naturales que allí ocurren, representan serios riesgos para el desarrollo humano y afectan de forma global. Tienen un impacto en la salud de los seres vivos, en la sociedad, la tecnología e infraestructura espacial y terrestre, como los servicios modernos de telecomunicaciones o de posicionamiento, los sistemas subterráneos o en el espacio, etc.

Eventos de Meteorología Espacial

Existen distintos tipos de eventos en la Meteorología Espacial, se puede categorizar en tres clases: “Tormentas Geomagnéticas”, “Tormentas de Radiación Solar”, y “Bloqueos de Radio”. Veamos cada una en particular.

Tormentas geomagnéticas

Una tormenta geomagnética es una perturbación significativa de la magnetósfera. Esa perturbación ocurre como consecuencia directa del intercambio de energía desde el viento solar al ambiente espacial terrestre. La energía intercambiada se disipa en el entorno de nuestro planeta, con consecuencias relevantes sobre los cinturones de radiación, la ionósfera y el campo geomagnético. Se puede estimar la intensidad a través de los índices: DST y Kp, que se obtienen a partir de datos medidos por magnetómetros alrededor del globo. En Argentina por ejemplo, se encuentra una amplia red de magnetómetros pertenecientes a diferentes instituciones.

Meteorología Espacial
Una tormenta geomagnética es una perturbación significativa de la magnetósfera terrestre.

Tormenta de radiación solar

Una tormenta de radiación solar, sucede cuando se producen partículas energéticas en la atmósfera del Sol que pueden alcanzar a la Tierra en un tiempo entre 15 minutos a algunas horas de iniciado el evento solar, atravesando la protección magnética de nuestro planeta. Esas partículas provienen de las partes más activas de nuestra estrella (manchas solares), un área donde el campo magnético es especialmente poderoso. Desde allí y en forma de fulguraciones solares, emiten un flujo de protones de alta energía. Los cuales llegan a nuestro planeta en pocos minutos.

Bloqueos de radio

Los bloqueos de radio ocurren generalmente durante fulguraciones solares (una liberación súbita e intensa de radiación electromagnética solar), que se asocian con aumentos del flujo electromagnético en las bandas de rayos X, extremo UV y ondas de radio. Estos eventos logran llegar a nuestro planeta rápidamente (entre 6 y 8 minutos), produciendo un aumento significativo del contenido electrónico en la ionósfera (capa de la atmósfera terrestre). Este incremento puede afectar la propagación de las ondas de radio, utilizadas para la comunicación.

Escalas de severidad

La Administración Nacional Océanica y Atmosférica de los EE.UU. (NOAA), diseñó una escala para poder catalogar y comunicar fácilmente la severidad, y posibles consecuencias en cada evento de Meteorología Espacial; algo similar a lo ocurre con la escala de tornados y huracanes en la meteorología de la tropósfera.

Las tormentas geomagnéticas se dividen en cinco categorías (de la G1 a la G5), donde G1 indica un evento “menor” y G5 un evento “extremo”. Cada categoría está asociada a un Kp (parámetro físico) determinado cada 3 horas, cuya duración del evento influye en la severidad de los efectos. Podes consultar aquí como cada clase refleja afectaciones de distintos niveles.

Meteorología Espacial
Las fulguraciones solares, emiten un flujo de protones de alta energía, los cuales llegan a nuestro planeta en pocos minutos.

En el caso de las tormentas de radiación solar, la NOAA se divide de la S1 a la S5, la intensidad también se clasifica con números crecientes y está ligada al nivel de flujo >10 MeV partículas iones, con promedios sobre 5 minutos. Allí los efectos biológicos, operaciones de satélites y otros sistemas (como la tripulación de naves aéreas), son afectados de distintas maneras según la intensidad del evento.

Por último, para los bloqueos de radio las categorías van de R1 a R5, según las observaciones del flujo de rayos X realizadas por los satélites GOES. En el caso del R5, el evento extremo afecta con un bloqueo completo por varias horas de onda de radio de altas frecuencias en todo el lado diurno terrestre.

Consecuencias de los eventos extremos

El gran crecimiento tecnológico incrementa la cantidad de personas que utilizan la tecnología para "casi todo" en la vida cotidiana. Es por eso que nos volvemos cada vez más vulnerables a los eventos de la Meteorología del Espacio.

Cuando las tormentas solares aparecen, puede generar severos daños en sistemas tecnológicos como: satélites de información meteorológica, sistemas de comunicación con interrupciones en alta frecuencia, conversaciones de telefonía celular, datos de navegación satelital, vigilancia militar, impactos en los tendidos de red eléctrica generando apagones o corrientes telúricas en gasoductos y oleoductos, validación de operaciones con tarjetas de crédito, e incluso problemas para operar en los cajeros automáticos.

Programas de estudio

Como el SW es un fenómeno global, existe una red de Centros Regionales de Avisos de meteorología espacial (RWC), coordinados por el International Space Enviroment Service (ISES). Organizaciones internacionales como: la ONU a través de la Organización Meteorológica Mundial, crearon la Oficina de Asuntos del Espacio Exterior (UNOOSA) de cooperación internacional.

La UNOOSA, junto con la Sociedad Meteorológica Americana, la ESA y la NASA, cuentan con programas para fortalecer el desarrollo de esta disciplina. Se incorporan centros operativos para el monitoreo de las condiciones de SW, y la realización de pronósticos basados en modelos numéricos y observaciones.

En nuestro país, LAMP (Laboratorio Argentino de Meteorologia del esPacio), es un grupo interdisciplinario e interinstitucional enfocado en el estudio de los procesos de acoplamiento Sol-Tierra. El Dpto. de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos, de la Facultas de Ciencias Exactas y Naturales (DCAO-FCEN), de la Universidad de Buenos Aires (UBA), desarrollaron un trabajo en conjunto con el Servicio Meteorológico Nacional Argentina (SMN), para monitorear las condiciones globales y regionales de SW.