Al darrer article conclogué que la contribució al refredament del planeta, de la hipotètica entrada en un Gran Mínim Modern, de duració de dècades, solament compensaria un poc l’escalfament global provocat per l’acció humana. Podria semblar que les conseqüències dels canvis que tenen lloc al Sol durant un cicle d’11 anys tenen escassa repercussió sobre la Terra. Però el Sol no solament escalfa. Les tempestes solars, ocasionals, i més freqüents en els màxims del cicle, tenen força repercussions. Es vigilen i es tracten de predir. La meteorologia espacial.
El Sol irradia energia
Tots els cossos calents irradien energia (diguem-li llum), la composició de la qual depén de la temperatura del cos radiant. La del sol està composta, fonamentalment, per llum ultraviolada, visible i infraroja. Aquesta radiació viatja, en totes direccions, a la velocitat de la llum, i cobreix els 150 milions de Km Sol-Terra en menys de 8,5 minuts. A mesura que s’allunya de l’astre, ha de repartir-se en una superfície esfèrica major. On orbita la Terra, l’energia per segon i per metre quadrat és 1,368 Kw/m2. Com si l’energia irradiada per una estufa elèctrica d’1,5 Kw es concentrés sobre 1 metre quadrat de superfície. 1,368 Kw/m2 és una mitjana, ja que varia entre el màxim i el mínim del cicle solar d’11 anys. La variació, però no sobrepassa 0,0015 Kw/m2 per sobre i per sota del valor mitjà. Una minsa variació d’escassa repercussió en la temperatura de la Terra.
La Terra intercepta una quantitat d’energia radiant corresponent a la superfície del seu cercle màxim. Aquesta radiació incideix en la semiesfera terrestre on és de dia, però amb la Terra en rotació, es reparteix en tota la superfície de l’esfera terrestre. Com l’àrea d’una esfera és 4 vegades major que la d’un cercle del mateix radi (figura 1), la radiació que arribaria a la Terra seria la quarta part d’1,368 Kw/m2, és a dir, 0,342 Kw/m2. D’aquesta energia part és absorbida i part reflectida per l’atmosfera i els núvols. També la superfície en reflecteix una porció. Aproximadament el 50% és absorbida per la superfície del planeta.
La varietat de condicions de la superfície terrestre on incideix la radiació [latitud, tipus i color de matèria (oceans, terra ferma, vegetació, neu, etc.)…] condiciona diferències locals quant a la radiació absorbida, repercutint en diferències de temperatura, en la circulació de les masses d’aire i dels corrents oceànics, etc., que determinen la diversitat de climes.
La Terra s’escalfa i emet energia radiant. La seua temperatura, però és molt menor que la del Sol i la radiació que emet està en la zona de llum infraroja que és absorbida pels gasos d’efecte hivernacle, escalfant l’atmosfera. Gràcies a aquests gasos la temperatura mitjana de la Terra és d’uns 15ºC. En absència d’ells, seria de -18ºC. La combinació de la distància al Sol i de la composició de l’atmosfera produeix un meravellós equilibri que fa el planeta habitable. Un equilibri que l’activitat humana altera incrementant les quantitats de tres gasos d’efecte hivernacle: diòxid de carboni, metà i òxid de dinitrogen.
El vent solar
El Sol no solament irradia l’energia que escalfa la Terra, també expulsa matèria cap a l’espai de forma contínua: el vent solar, fonamentalment protons i electrons en estat de plasma gasós. L’energia del Sol es genera en el nucli on el plasma és molt dens i es donen les condicions òptimes per la fusió nuclear. La temperatura del plasma va disminuint des dels 15 milions de ºC al cor del nucli fins la fotosfera (que té les taques solars), on no supera els 5.500ºC. La corona solar, que es pot veure en un eclipsi total, quan s’enfosqueix la fotosfera, està a una temperatura moltíssim major, d’uns 2 milions de ºC. Un fenomen actualment en estudi.
Tan gran és la temperatura de la corona solar que el plasma, ja poc dens, pot anar escapant al confinament gravitacional i magnètic i, viatjant a velocitats altíssimes (encara que molt menors que la de la llum), tarda entre 2 i 4 dies en recórrer la distància Sol-Terra. Igual que la radiació, el vent solar va enrarint-se més a mesura que s’expandeix en l’espai interplanetari.
El vent solar és una extensió del Sol. Podríem dir que s’estén fins on arriba el seu plasma, encara que molt enrarit. L’heliosfera, un bombolla d’un radi d’unes 100 vegades la distància Sol-Terra on el vent solar interacciona amb la radiació còsmica protegint d’aquesta el sistema solar contingut a dins (figura 3).
Ens protegeix de la radiació còsmica, però el mateix vent solar és letal per les possibilitats de la vida en la Terra. Sortosament, el nostre planeta té un potent camp magnètic dipolar generat pel nucli de ferro i níquel fosos. La magnetosfera terrestre desvia cap als pols les partícules carregades del vent solar i forma una altra bombolla protectora. En absència de vent solar, el camp magnètic terrestre, com qualsevol camp magnètic s’estendria –estrictament– fins a l’infinit. Tanmateix, en la zona de dia solament arriba fins a uns 100.000 km, variables segons la intensitat del vent solar. Allí la magnetosfera acaba abruptament i està comprimida, com es veu en la imatge artística de la figura 4.
La protecció no és total, i en els pols existeixen obertures pels quals el vent solar pot penetrar la magnetosfera i interaccionar amb àtoms i molècules de l’atmosfera superior produint la luminescència de les aurores. També pot pertorbar certes activitats humanes, per exemple les transmissions electromagnètiques dels sistemes de comunicació.
Les tempestes solars
En el Sol, hi ha esdeveniments singulars, que varien amb el cicle solar d’11 anys, com ja hem vist en els dos articles anteriors (ací i ací), i que són més freqüents en els màxims del cicle. Flamerades que ejecten a l’espai quantitats extra de plasma coronal, incrementant puntualment la intensitat del vent solar. Durant una tempesta solar les aurores poden arribar a latituds molt baixetes. A més, en el món altament tecnològic de hui, on el funcionament de multitud de sistemes, a més de les comunicacions, depenen de senyals electromagnètics, les pertorbacions i avaries poden arribar a ser intenses i produir caos i importants pèrdues econòmiques.
El Centre de Predicció Meteorològica Espacial (SPWC) dels Estats Units, introduí unes Escales de Clima Espacial per a classificar [cinc possibles graus (menor, moderat, fort, sever i extrem)] i comunicar «les condicions espacials actuals i futures, així com els seus possibles efectes en les persones i els sistemes».
