Meteo: Forte Tempesta Solare in atto sulla Terra, tra poco problemi con Telefoni e GPS, parla l'esperto

Sulla Terra è in atto una tempesta solare dalla serata di Venerdì 10 Maggio, ma gli effetti più intensi sono attesi per la giornata di Sabato 11 Maggio.

Il Centro di previsione meteorologica spaziale dell'agenzia statunitense, Noaa, ha aumentato il livello previsto per la tempesta a quello G4, il secondo più alto sulla scala.
Quali saranno le conseguenze? Il livello G4 prevede degli impatti sulla rete elettrica, sui sistemi di navigazione satellitare come il Gps e problemi a satelliti e veicoli spaziali, oltre ad una maggiore probabilità di poter ammirare le aurore boreali, anche a basse latitudini.

Sul tema abbiamo intervistato il professor Mauro Messerotti, docente di Meteorologia dello Spazio presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Trieste e ricercatore senior associato all'INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste.

COS'E' UNA TEMPESTA SOLARE?
Con il termine "tempesta solare" si indica una serie di perturbazioni energetiche, che hanno origine nelle Regioni attive solari. Queste ultime sono costituite da gruppi di Macchie solari, visibili in Fotosfera, che sono sede di intensissimi campi magnetici di polarità opposte. Una Regione attiva è perciò un serbatoio di enormi quantità di energia magnetica, ma non è stabile e può rilasciarla in modo impulsivo. Il fenomeno di rilascio si chiama "brillamento solare", perchè la trasformazione di energia magnetica in energia cinetica causa un forte riscaldamento localizzato del plasma dell'atmosfera solare fino a decine di milioni di gradi assoluti, che si osserva come lampi di radiazione elettromagnetica (fotoni) dai Raggi gamma alle onde radio, accelerazione di elettroni e protoni a velocità molto elevate e, spesso ma non sempre, l'accelerazione di bolle di plasma magnetizzato (CME, eiezioni di massa dalla Corona solare) in direzione della Terra oppure in altre direzioni. Questa gamma di fenomeni perturbativi prende il nome di "tempesta solare" e ciascuno di essi trasporta energia, che trasmette ai sistemi fisici con i quali si trova ad interagire.

QUALI CONSEGUENZE PUO' AVERE? ESISTE UNA SCALA DI INTENSITA' SUL TIPO DI QUELLE, PER ESEMPIO, DEI TERREMOTI E DEI TORNADO?
I raggi X ed i raggi UV trasferiscono energia alla Termosfera ed alla Mesosfera terrestri, concorrendo alla loro termodinamica. Aumentano inoltre il grado di ionizzazione del plasma della Ionosfera terrestre, aumentandone la turbolenza e modificando la propagazione, l'assorbimento e la riflessione dei segnali radio. Gli elettroni ed i protoni solari energetici, che riescono a penetrare lo scudo rappresentato dal Campo geomagnetico, hanno impatto sui sistemi tecnologici e su quelli biologici nello spazio.
Ad esempio, aumentano il tasso di invecchiamento dei pannelli solari, "ingannano" i sensori di orientamento generando segnali spuri che vengono interpretati come reali dall'elettronica del controllo di orientamento, danno origine ad accumulo di carica elettrica sulla superficie dei sistemi spaziali, che può penetrare all'interno e provocare malfunzionamenti temporanei o permanenti, anche particelle singole che colpiscano circuiti elettronici attivi possono determinare malfunzionamenti. Un flusso elevato di particelle energetiche costituisce una dose di radiazioni ionizzanti che possono rappresentare un pericolo per la fisiologia degli astronauti. Similmente accade per gli equipaggi ed i passeggeri degli aeromobili in rotte polari, maggiormente soggetti al flusso di radiazioni ionizzanti di origine solare.
Inoltre, in concomitanza dei fenomeni più intensi può verificarsi un'interruzione nella propagazione delle Onde corte, usate dagli aeromobili per comunicare con i centri di controllo, e l'impossibilità di ricevere i segnali radio dei satelliti GPS, usati per la geolocalizzazione in fase di decollo e di atterraggio.
Quando sussistono questi rischi, le compagnie aeree dirottano gli aeromobili su altre rotte non polari oppure ne bloccano il decollo. L'aumentato flusso di elettroni dà origine ad intense correnti elettriche in Ionosfera, che possono essere captate per induzione dai lunghi conduttori elettrici. Si possono perciò verificare interruzioni dell'energia elettrica che possono durare anche molte ore ed aumenta la probabilità che le condotte, anche sottomarine, subiscano perforazioni di natura elettrogalvanica. Quando una CME arriva in prossimità della Terra, comprime il Campo geomagnetico, gli trasferisce energia e la perturbazione che ne deriva si definisce Tempesta geomagnetica. Se sono verificate le condizioni di polarità magnetica opposta tra il campo della CME e quello terrestre, particelle energetiche possono penetrare lo scudo magnetico ed entrare nella Magnetosfera. Questo potenzia le Aurore polari, i deboli fenomeni di fluorescenza che si osservano nel cielo notturno solitamente alle alte latitudini, dove atomi e molecole dell'atmosfera acquisiscono energia per l'interazione con le particelle di origine solare e quando si diseccitano emettono fotoni di luce colorata a lunghezze d'onda che dipendono dalla specie atomica e molecolare eccitata. Quando la perturbazione di origine solare è particolarmente intensa, le regioni di interazione, che sono due nastri di forma ovale centrati sui poli magnetici della Terra, possono allargarsi molto, anche fino all'Equatore nei casi estremi. In questi casi, le Aurore saranno visibili anche a latitudini molto più basse.Un impatto molto importante ai giorni nostri è quello relativo al disturbo alla ricezione dei segnali dei satelliti GPS, che può essere compromessa in modo parziale e per breve tempo oppure interrotta per periodi anche lunghi. In questo caso ne risentono tutte le applicazioni che si basano sulla geolocalizzazione.
Non esiste nessuna scala di intensità per le "tempeste solari". Solitamente ci si riferisce all'intensità dei brillamenti solari che le hanno originate. Questa si misura nello spazio con i satelliti GOES e rappresenta il picco di emissione nei raggi X "molli" (= meno energetici). Sono state convenzionalmente definite 3 classi energetiche per i brillamenti a raggi X molli ovvero la classe C, la classe M e la classe X, in ordine di energia di picco crescente.
Lo Space Weather Prediction Center (SWPC) della NOAA (USA) ha messo a punto tre scale semi-empiriche per quantificare l'intensità delle perturbazioni e dei loro impatti sui sistemi tecnologici e su quelli biologici). Ciascuna scala è suddivisa in 5 livelli, dove il livello 1 rappresenta la perturbazione minore con impatti limitati ed il livello 5 la perturbazione estrema con impatti catastrofici. Esistono quindi: 1. la scala R, che si riferisce all'importanza del disturbo e dell'interruzione delle comunicazioni radio; 2. la scala S, che si riferisce alla fluenza ed all'energia massima delle particelle energetiche (Tempesta di particelle); 3. la scala G, che si riferisce all'intensità della perturbazione del Campo geomagnetico (Tempesta geomagnetica).

DI QUALE LIVELLO E' LA TEMPESTA SOLARE IN ARRIVO? QUANDO CI SARA' IL CLOU E QUALI POTREBBERO ESSERE GLI EFFETTI IN ITALIA?
Una Regione attiva, la AR 3664, molto grande e complessa, ha dato origine negli ultimi giorni ad una nutrita serie di brillamenti a raggi X di classe M e di classe X e quindi molto energetici. Insieme ad altre Regioni attive, sono state accelerate verso la Terra 5 CME, che arriveranno ad interagire con la Magnetosfera terrestre tra Venerdì 10 Maggio 2024, e Domenica 12 Maggio 2024, perturbando significativamente il Campo geomagnetico.
Lo SWPC della NOAA prevede il verificarsi di una severa Tempesta geomagnetica di classe G4.L'Italia si trova a latitudini intermedie e quindi in media risente di meno degli impatti di fenomeni perturbativi non troppo intensi. Però in questo caso potremmo aspettarci perturbazioni significative delle comunicazioni radio e della ricezione dei segnali GPS nonchè la visione di fenomeni aurorali.