NASA har länge varit ledande när det gäller att förstå vetenskapen om rymdväder, inklusive forskning om potentialen för inducerade elektriska strömmar att störa våra kraftsystem. Förra året, NASA-forskare arbetade med forskare och ingenjörer från forskningsinstitutioner och industri under ett par intensiva veckolånga workshops för att bedöma vetenskapsläget kring denna typ av rymdväder. Denna sammanfattning publicerades 30 januari, 2017, i journalen Rymdväder .

Stormar från solen kan påverka våra elnät, järnvägssystem och underjordiska rörledningar genom ett fenomen som kallas geomagnetiskt inducerade strömmar, eller GIC:er. Solen släpper regelbundet ut en konstant ström av magnetiskt solmaterial som kallas solvinden, tillsammans med enstaka enorma moln av solmaterial som kallas koronala massutkastningar. Detta material interagerar med jordens magnetfält, orsakar tillfälliga förändringar. Den tillfälliga förändringen av magnetfältet kan skapa elektriska strömmar strax under jordens yta. Dessa är GIC.

Lång, tunn, metallstrukturer nära jordens yta—såsom underjordiska rörledningar, järnvägar och kraftledningar – kan fungera som jättelika ledningar för dessa strömmar, får elektriciteten att flöda långa sträckor under jorden. Denna elektriska ström kan orsaka problem för alla tre strukturer, och det är särskilt svårt att hantera i kraftsystem, där kontroll av mängden elektrisk ström är nyckeln för att hålla lamporna tända. Under extrema förhållanden, GIC kan orsaka tillfälliga strömavbrott, vilket innebär att studier av rymdväder är en avgörande komponent för krishantering.

"Vi hade redan ett ganska bra grepp om de viktigaste rörliga bitarna som kan påverka kraftsystem, "sade Antti Pulkkinen, en rymdväderforskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Men det här var det första vi hade solsexperter, heliosfäriska vetenskapsmän, magnetosfäriska fysiker, kraftingenjörer och räddningstjänstemän alla i ett rum tillsammans. "

Även om GIC:er främst kan orsaka problem för kraftsystem, Järnvägar och rörledningar är inte immuna.

"Forskare har funnit en positiv korrelation mellan geomagnetiska stormar och felaktig drift av järnvägssignalsystem, sade Pulkkinen, som också är medlem i det rymdväderforskningsfokuserade Community Coordinated Modeling Center baserat på Goddard.

Detta beror på att järnvägssignaler, som vanligtvis styr trafiken vid korsningar mellan spår eller i korsningar med vägar, arbeta på ett automatiserat sluten/öppen kretssystem. Om ett tågs metallhjul är på spåret nära signalen, de stänger den elektriska kretsen, låta elektrisk ström flöda till signalen och slå på den.

"Geomagnetiskt inducerade strömmar kan stänga den slingan och få systemet att signalera att det finns ett tåg när det inte finns, sa Pulkkinen.

Liknande, ström som flyter i oljeledningar kan skapa falska larm, uppmanar operatörer att inspektera rörledningar som inte är skadade eller inte fungerar.

I kraftsystem, GIC från en stark rymdväder kan orsaka något som kallas spänningskollaps. Spänningskollaps är ett tillfälligt tillstånd där spänningen i ett segment av ett kraftsystem går till noll. Eftersom spänning krävs för att ström ska flyta, spänningskollaps kan orsaka strömavbrott i drabbade områden.

Även om strömavbrott orsakade av spänningskollaps kan ha enorma effekter på transporten, sjukvård och handel, GIC kommer sannolikt inte att orsaka permanent skada på stora delar av kraftsystem.

"För att permanent transformatorskada ska uppstå, det måste finnas varaktiga nivåer av GIC som går genom transformatorn, ", sa Pulkkinen. "Vi vet att det inte är så GICs fungerar. GIC:er tenderar att vara mycket mer bullriga och kortlivade, så omfattande fysisk skada på transformatorer är osannolik även under stora stormar."

Forskarna som arbetade med undersökningen, en del av NASA Living With a Star Institute, skapade också en lista över de viktigaste obesvarade frågorna inom GIC-vetenskap, mestadels relaterat till datormodellering och förutsägelse. Gruppmedlemmarnas tidigare arbete med GIC-vetenskap och beredskap har redan använts för att forma nya standarder för kraftbolag för att skydda sig mot strömavbrott. I september 2016 Federal Energy Regulatory Commission, eller FERC, släppt nya standarder som kräver att kraftbolag bedömer och förbereder sig för potentiella GIC-störningar.

"Vi är verkligen stolta över att våra teammedlemmar gjort stora bidrag till de uppdaterade FERC-standarderna, "sa Pulkkinen." Det visar också att USA aktivt arbetar för att hantera GIC -risker. "