Influencia en la Península Ibérica del evento solar del 22 de octubre
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Influencia en la Península Ibérica del evento solar del 22 de octubre del 2011 M. Rodríguez-Bouza, I. Rodríguez-Bilbao, I. Blanco-Cid, M. Herraiz, G. Rodríguez-Caderot, B. Moreno-Monge, S.M. Radicella, B. de la Morena, M. Piserra Índice • • • • Introducción. El Fenómeno en el Sol. El camino hacia la Tierra. El impacto en la Tierra. ▫ La tormenta geomagnética. ▫ El impacto en la ionosfera. • Efectos en GPS. • Efectos en EGNOS. • Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Introducción Los eventos ocurrido en el Sol el 22 de octubre del 2011 produjeron la primera gran tormenta geomagnética del ciclo 24. Las tormenta geomagnéticas pueden afectar a los satélites, sistemas de posicionamiento satelital, los ferrocarriles y a las líneas de transmisión de potencia eléctrica. Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Introducción Efectos en satélites: Reducción de su vida útil. Exceso de carga eléctrica en sus componentes. Pérdida de velocidad y altura. Degradación de señales de telecomunicación. Efectos en sistemas de posicionamiento: Daños y reducción de vida útil en los satélites. Pérdida de datos. Degradación del posicionamiento. Interrupción del servicio. Efectos Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones El fenómeno en el Sol - Fulguración solar del tipo M1 - Eyección de Masa Coronal, EMC - Emisión de protones muy energéticos. - Fulguración solar más débil. EMC observada por LASCO C2, a bordo del satélite SOHO. Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones El camino hacia la Tierra La EMC se propaga a través del medio interplanetario con el viento solar: Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones El camino hacia la Tierra Satélites: 9SOHO 9STEREO A 9STEREO B 9THEMIS 9ACE 9WIND 9GOES ACE GOES SOHO Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera El camino hacia la Tierra Registro del satélite ACE: Velocidad del viento solar (km/s) Incremento en la velocidad del viento solar. 150km/s Día Efectos Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos El camino hacia la Tierra Registro del satélite ACE: BZ (nT) Componente Bz del Campo Magnético Interplanetario. Día Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera El camino hacia la Tierra Registro del satélite GOES: Efectos Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Tormenta Geomagnética La EMC cumple las condiciones para provocar una tormenta geomagnética: 9EMC suficientemente energética. 9EMC golpee a la Tierra 9CMI del Viento Solar tenga la orientación adecuada (Bz<0) y fluctúe. La llegada del viento solar perturbado a la Tierra genera una tormenta geomagnética. Perturbación del campo magnético de varias horas de duración y de carácter planetario. Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Tormenta Geomagnética: Clasificación Índices de actividad magnética: Índice trihorario: Kp Índice Dst. Kp Escala 9 G 5 8 G 4 7 G 3 6 G 2 5 G 1 Categoría Extrema Severa Intensa Fuerte Moderada Menor Valor Dstpico ‐100nT>Dstpico ‐50nT>Dstpico≥‐100nT ‐30nT>Dstpico≥‐50nT Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Tormenta Geomagnética: Índice Dst 40 20 0 Indice Dst -20 -40 -60 -80 -100 -120 -137nT -140 18 19 20 21 22 23 24 25 Día (UT) 26 27 28 Intensa 29 30 31 1 Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Tormenta Geomagnética: Índice Kp 9 8 7 Fuerte 7 Indice Kp 6 5 4 3 2 1 0 21 22 23 24 25 26 27 Día 28 29 30 31 1 Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Tormenta Geomagnética Perturbación en el campo magnético terrestre: Efectos Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Tormenta Geomagnética Perturbación en el campo magnético terrestre: Efectos Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Tormenta Geomagnética Perturbación en el campo magnético terrestre: Efectos Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Tormenta Geomagnética Perturbación en el campo magnético terrestre: Efectos Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Impacto en la Ionosfera Ionosfera: zona de la atmosfera donde existen cargas libres. Efectos Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Impacto en la Ionosfera: TEC TECU=1016electrones/m2 1 TECU equivale a un error de 16 cm en el posicionamiento TEC Oblicuo TEC vertical Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Impacto en la Ionosfera Estaciones GNSS: •IGN Instituto Geográfico Nacional •IGS International GNSS Service •UNAVCO University Navstar Consortium •IGP Instituto Geográfico Portugués Ionosonda Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Impacto en la Ionosfera: ionogramas EBRO EL ARENOSILLO Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Impacto en la Ionosfera: TEC TECUs 20 48 15 46 10 44 Latitud(º) 5 42 0 40 -5 38 -10 36 -15 34 24 25 26 27 Dia (UT) 28 29 30 -20 Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Impacto en la Ionosfera: TEC Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Latitud (º) Impacto en la Ionosfera: TEC 46 46 46 44 44 44 42 42 42 40 40 40 38 38 38 36 36 36 34 34 34 24/10/11 11:00 32 -12 -10 -8 -6 -4 -2 Longitud (º) Día tranquilo TECUs 0 2 25/10/11 11:00 4 32 -12 -10 -8 -6 -4 -2 Longitud (º) 0 Día perturbado: Fase positiva 2 26/10/11 11:00 4 32 -12 -10 -8 -6 -4 -2 Longitud (º) 0 Día perturbado: Fase negativa 2 4 Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Efectos en GPS Análisis de la pérdida de señal en distintas estaciones de la Península: Pérdidas en las observaciones de código y fase de las frecuencias f1 y f2. Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Efectos en GPS Análisis de la pérdida de señal en distintas estaciones de la Península: Pérdidas en las observaciones de código y fase de las frecuencias f1 y f2. Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Efectos en GPS Análisis de la pérdida de señal en distintas estaciones de la Península: Pérdidas en las observaciones de código y fase de las frecuencias f1 y f2. Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Efectos en EGNOS El sistema European Geostacionary Navigation Overlay Service, EGNOS, es el Sistema de Aumento Europeo desarrollado para mejorar las prestaciones de GLONASS, GPS y GALILEO. La tormenta afectó al Servicio APV-1 que asegura una exactitud vertical de 20m y horizontal de 16m produciéndose una degradación del sistema los días de la tormenta. Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Efectos en EGNOS 27/10/2011 26/10/2011 25/10/2011 24/10/2011 23/10/2011 Ionosfera Efectos Conclusiones Introducción Sol Medio interplanetario Tormenta Geomagnética Ionosfera Efectos Conclusiones Conclusiones El 22 de octubre de 2011 se produjeron en el Sol eventos que fueron geoefectivos provocando una tormenta geomagnética. Esta tormenta causó una perturbación en la ionosfera sobre la Península Ibérica. Se produjeron pérdidas de señal en sistemas GPS en el Sur de la Península. Se redujeron los niveles de confianza del sistema EGNOS sobre Europa. Referencias Afraimovich EL, Lesyuta OS, Ushakov II, Voeykov V. Geomagnetic storms and the occurrence of phase slips in the reception of GPS signals. Annales of Geophysicae. 2009, (45). Arslan N, Demirel H. The effects of geomagnetic storms on ionosphere and GPS signals. Shea MA, Smart DF, Allen JH, Wilkinson DC. Spacecraft problems in association with episodes of intense Solar activity and related terrestrial phenomena during March 1991. IEEE Trans. Nuc. Sci, 1992. (NS-39- 6) 1754-1760. Rama Rao PVS, Gopi Krishna S, Vara Prasad J, Prasad SNVS, Prasad DSVVD, Niranjan K. Geomagnetic storm effects on GPS based navigation. Annales of Geophysicae, 2009 (27) 2101–2110. http://iswa.ccmc.gsfc.nasa.gov/IswaSystemWebApp/ http://sohowww.nascom.nasa.gov/ http://egnos-user-support.essp-sas.eu/egnos_ops/ http://www.intermagnet.org http://www.swpc.noaa.gov/Data/index.html http://omniweb.gsfc.nasa.gov/ow.html Agradecimientos Los miembros del equipo desean expresar su agradecimiento al Observatorio del Ebro por las facilidades para la obtención y el uso de los ionogramas empleados en este trabajo y a las redes GNSS que nos han facilitado los datos. Así como al profesor L. Ciraolo del Istituto de Física Applicata “Nello Carrara” por el software de procesamiento para la obtención del TEC. Influencia en la Península Ibérica del evento solar del 22 de octubre del 2011 M. Rodríguez-Bouza, I. Rodríguez-Bilbao, I. Blanco-Cid, M. Herraiz, G. Rodríguez-Caderot, B. Moreno-Monge, S.M. Radicella, B. de la Morena, M. Piserra
