Space Weather - Solar magnetic variation and its impact on Earth's atmosphere

Popular Abstract in Swedish
I solens inre finns ett område där het, joniserad och mycket turbulent gas alstrar stora elektriska strömmar. Dessa strömmar genererar i sin tur ett starkt magnetfält som stiger upp till solens yta, fotosfären. I fotosfären uppstår en del intressanta magnetiska fenomen som till exempel solfläckar. Solfläckar är relativt svala områden som skapas då magnetfält hindrar den varma gasen underifrån att stiga upp till ytan. När ett antal solfläckar uppstår i närheten av varandra talar man om aktiva områden. Högre upp i solatmosfären, i den så kallade koronan, kan man se protuberanser. Protuberanser är stora magnetfältsbågar som binder ihop solfläckar med olika polariteter. När gastrycket blir för stort under dessa bågar kan inte magnetfältet hålla emot längre vilket medför att bågarna expanderar. Till slut kopplas bågarna loss från solatmosfärens magnetfält och slungas ut i den interplanetära rymden med en oerhörd kraft; vi får ett så kallat koronamassutkast. Ett annat sätt för gas att lämna solatmosfären är genom den så kallade solvinden. Solvinden är en kontinuerlig ström av laddade partiklar som rör sig ut från solen med en mycket hög hastighet (300-1000 km/s). Denna solvind uppstår på grund av den stora tryckskillnaden mellan solatmosfären och den interplanetära rymden. Med solvinden följer också det interplanetära magnetfältet som är en direkt förlängning av solatmosfärens magnetfält.

Solens magnetiska aktivitet är långt ifrån konstant. Genom att t.ex. studera antalet solfläckar på solytan ser man att solaktiviteten varierar med en period på ungefär 11 år. Denna variation är också tydlig i solvinden. Studier av solen och solvinden har intensifierats det senaste årtiondet på grund av att allt fler rymdsatelliter har skjutits upp för kontinuerliga observationer av solen. När solvinden når jorden så kan dess magnetfält kopplas ihop med jordens magnetfält. Solvindpartiklar kan då ta sig in i vår atmosfär och generera kraftiga elektriska strömmar. Dessa strömmar genererar i sin tur ett magnetfält som motverkar jordens egna magnetfält och vi får en så kallad geomagnetisk storm. Med utgångspunkt från solvindens tillstånd kan man skapa modeller som förutsäger dessa geomagnetiska stormar.

Ett relativt nytt forskningsområde är fokuserat på hur olika former av solaktivitet kan påverka vårt klimat. Vi vet sedan länge att solens värmestrålning är den grundläggande faktorn till vårt klimat. Men denna mekanism är inte tillräcklig för att förklara de storskaliga temperaturförändringar som observerats på jorden det senaste århundradet. Studier har visat att solvinden kan påverka jordens atmosfär på ett helt annat sätt än genom geomagnetisk aktivitet. Strömmarna som genereras i jonosfären verkar skapa en global tryckvåg som långsamt rör sig ner genom vår atmosfär. På sin väg ner påverkas tryckvågen av olika atmosfäriska cirkulationer vilket medför att tryckvågen koncentreras till mindre områden, med de starkaste områdena placerade i norra Atlanten. Sedan 1930-talet har det varit känt att den största orsaken till klimatvariationer i Europa och östra Nordamerika är ett storskaligt tryckmönster över norra Atlanten. Detta tryckmönster har fått namnet North Atlantic Oscillation och skapar vindsystem som rör sig i ostlig riktning över norra Atlanten. Mycket tyder på att solvinden storskaligt påverkar North Atlantic Oscillation och därmed vårt klimat.

Ett sammanfattande namn för de ovan nämnda effekterna är rymdväder (eng. 'space weather'); ett begrepp som allmänt syftar på förhållanden i vår omgivning orsakade av solen och som kan påverka prestandan och tillförlitligheten på rymd- och markbaserade teknologiska system, utsätta människan för livsfaror samt påverka vårt klimat.