Auringon hiukkasmyrskyt ovat satunnaisia, voimakkaiden auringonpurkausten aiheuttamia tapahtumia, joilla on erilaisia vaikutuksia Maahan.

Leudoimmillaan ne vain saavat aikaan pientä vipinää lähiavaruudessa Maan luona, mutta toisinaan – kuten alkuviikosta – ne aiheuttavat toimintahäiriöitä ja -katkoksia nykyaikaisiin navigaatio- ja viestintäjärjestelmiin. Joskus niistä tulee myös säteilyvaara astronauteille ja napa-alueen ylittävien suihkukoneiden miehistöille ja matkustajille.

Tällaisia tapahtumia on havaittu viime vuosikymmenten aikana tuhansia, ja jotkin niiden vaikutuksista on arvioitu vaarallisiksi.

Pahimmillaan aurinkomyrsky saa aikaan hyvinkin suuria häiriöitä jopa maapallon pinnalla, ja saisi aikaan kenties katastrofaalisia ongelmia nykyaikaisille sähkölaitteille. 

Nähtävästi vuonna 774 tapahtui tällainen geomagneettinen myrsky, joka nyt tapahtuessaan sysäisi yhteiskunnat ympäri planeettamme täyteen kaaokseen.

Tuosta tapahtumasta ei luonnollisesti ole suoria mittaustuloksia, mutta epäsuorasti käyttämällä pohjoisen ja eteläisen napaseudun jääkerrostumista mitatusta kosmisesta beryllium-10:stä ja puiden vuosirenkaiden radiohiilestä (hiili-14) saatua dataa on kansainvälinen tutkijaryhmä onnistunut osoittamaan, että hiukkasmyrsky oli todella raju tapaus. 

Tulosten perusteella voi ennustaa luotettavasti kymmenientuhansien vuosien ajanjaksolla pahinta mahdollista uhkaa, jonka auringonsäteily aiheuttaa. Tuloksen perusteella voidaan asettaa havaintorajat ankarien Auringon hiukkasmyrskyjen riskinarviointiin.

Maa säästyi vain onnella

Kansainvälinen tutkimuskonsortio, johon kuuluu 11 ryhmää kuudesta maasta (Australia, Italia, Japani, Suomi, Sveitsi ja Venäjä) on sveitsiläisten ja suomalaisten tieteilijöiden johdolla tutkinut, mitä ilmastollisia vaikutuksia tuolla voimakkaimmalla tunnetulla Auringon hiukkasmyrskyllä oikein oili.

Se siis tapahtui yli 1200 vuotta sitten, vuoden 774 myöhäiskeväällä tai alkusyksyllä. Samaan aikaan kun Kaarle Suuri oli valloitusretkillään nykyisen Pohjois-Italian alueella, rykäisi Aurinko pinnaltaan erittäin voimakkaan purkauksen.

Onneksi se tapahtui toisella puolella Aurinkoa Maasta katsottuna, sillä suora osuma maapalloon olisi todennäköisesti saanut aikaan liki maailmanlopun.

Tuytkijaryhmä on arvioinut tapahtuman ilmakehälliset ja ilmastolliset vaikutukset ja osoittanut, että vastaava geomagneettinen myrsky voisi häiritä napaseudun stratosfääriä vähintään yhden vuoden ajan. Se johtaa paikallisiin pintalämpötilan muutoksiin, jotka nostavat pohjoisen pallonpuoliskon talvilämpötiloja jopa useita asteita.

Oulun yliopistoa tutkimuksessa edustivat tohtorikoulutettava Eleanna Asvestari ja professori Ilya Usoskin, jotka työskentelevät ReSoLVE Centre of Excellence -yksikössä. He tuottivat yksityiskohtaisia ja tämänhetkistä huipputasoa edustavia kosmisten radionuklidien synnyn ja siirtymisen mallinnuksia äärimmäisen tapahtuman aikana vuotta 775 vastaavissa olosuhteissa.

Tutkimus julkaistiin Nature Groupin Scientific Reports -sarjassa 28. maaliskuuta 2017.

Juttu perustuu Oulun yliopiston tiedotteeseen.

llmatieteen laitoksen Arktisen avaruuskeskuksen infrastruktuuri laajentui jälleen 5. huhtikuuta, jolloin käyttöön otettiin uusi n. 15 metriä korkea SOD03-satelliittidatan vastaanottoantenni. Antenni on jo kolmas iso vastaanottoantenni alueella. 

"Tämä antenni on kuitenkin vain yksi osa kokonaisuutta, joka Sodankylään on muodostunut vuosien varrella", Ilmatieteen laitoksen yksikön päällikkö Jouni Pulliainen toteaa.

Arktinen avaruuskeskuksen tehtävänä on tuottaa tärkeää tietoa arktisilta alueilta hyödyntäen uusinta satelliitti- ja avaruusteknologiaa.

Keskuksessa tuotetaan myös arktisen alueen turvallisuuden kannalta tärkeitä operatiivisia palveluita. Satelliittien välittämää tietoa voidaan hyödyntää esimerkiksi meteorologisissa palveluissa, tulvaennustejärjestelmissä, jääpalveluissa sekä meriliikenteessä. 

Yksi keskeisimmistä sovellutuksista on Itämeren jäätilanteen seuranta talvimerenkulun tarpeisiin. Palvelu perustuu Sodankylässä tuotettuihin tutkasatelliittiaineistoihin.

"Reaaliaikaisessa seurannassa satelliittidata vastaanotetaan Sodankylän yli lentävältä satelliitilta, jonka jälkeen datasta jalostetaan lopputuote, joka siirretään välittömästi Itämerellä operoivan jäänmurtajan komentosillalle", kuvailee Pulliainen.

Asema on käytännön panostus puheenjohtajuuskauden tavoitteiden saavuttamiseksi

Arktinen avaruuskeskus yhdistää entistä monipuolisemmin myös arktisen osaamisen ja avaruusteknologian. Satelliittihavainnoista kertyviä pitkiä aikasarjoja voidaan hyödyntää myös mm. ilmastonmuutostutkimuksessa. Tieto on tärkeää erityisesti arktisilla alueilla, joissa ilmastonmuutoksen vaikutukset näkyvät jo nyt erityisen voimakkaasti.

"Arktinen avaruuskeskus on konkreettinen panostus Suomen Arktisen neuvoston puheenjohtajuuskauden tavoitteiden saavuttamiseksi", toteaa liikenne- ja viestintäministeri Anne Berner.

"Puheenjohtajamaana Suomen pitää pystyä reagoimaan myös arktisten alueiden ympäristölliseen kehitykseen, sillä ilmastonmuutos vaikuttaa koko arktisen alueen tulevaisuuteen." 

Nykyisin Sodankylässä myös jalostetaan, jaellaan ja arkistoidaan satelliittien välittämiä havaintoja lähes reaaliaikaisesti Suomesta, Euroopasta ja koko pohjoiselta pallonpuoliskolta.

Sodankylässä tuotetaan muun muassa ainutlaatuista satelliittipohjaista tietoa pohjoisen pallonpuoliskon lumipeitteestä ja maaperän routaantumisesta Euroopan Unionin, EUMETSATin ja Euroopan avaruusjärjestön rahoittamina palveluina. Olennainen osa Sodankylän toimintaa on myös osallistuminen Copernicus Collaborative Ground Segment -verkostoon. Euroopan Unionin jättimäisen Copernicus-ohjelman Sentinel-satelliitit muodostavat EU:n ympäristötiedon palveluverkoston.

Asema on kattavasti varustettu myös erilaisilla havaintomittalaitteilla, joiden avulla voidaan myös varmentaa erilaisten satelliittimittausten oikeellisuus. "Ilman näitä referenssimittauksia satelliittien tuottama havaintoaineisto olisi laadullisesti käyttökelvotonta", Pulliainen muistuttaa.

Arktisen avaruuskeskuksen yhteistyökumppaneita ja rahoittajatahoja ovat muun muassa kansainväliset avaruusjärjestöt (ESA, EUMETSAT, NASA, NOAA), Euroopan unioni sekä useat muut kansalliset organisaatiot ja tutkimuslaitokset, kuten Suomen ympäristökeskus (SYKE), ja Sodankylän geofysiikan observatorio.

Ilmatieteen laitoksen lisäksi samalla paikalla toimii nykyisin Oulun yliopistoon kuuluva Sodankylän geofysiikan obsevatorio.

Pilvipalveluita ja virtuaalilaskentaa

Ilmatieteen laitoksen Arktisen avaruuskeskuksen infrastruktuuria on kehitetty niin, että isot satelliittidatamassat ovat saatavilla koneellisesti luettavan rajapinnan kautta tai pilvipalveluna.

Sodankylään rakennetut pilvipalvelu- ja virtuaalilaskenta-alustat mahdollistavat uusien lisäarvopalvelujen sekä tuotteiden kehityksen ja tuotannon. Lähtökohtaisesti monet aineistoista ovat täysin ilmaisia.

"Pitkällä tähtäimellä uskon, että datan pohjalta syntyy jossakin vaiheessa täysin uudenlaista liiketoimintaa", toteaa Ilmatieteen laitoksen Jouni Pulliainen.

Uuden kehitystyön ja toimintojen laajentamisen ansiosta Sodankylästä on muodostumassa testialusta myös älyliikennetutkimukselle. Sodankylään on parhaillaan rakenteilla monipuolinen infrastruktuuri, jossa yhdistyy 5G-verkko, älyliikennepalvelut, sääosaaminen ja haastavat talviolosuhteet.

Juttu perustuu Ilmatieteen laitoksen tiedotteeseen. Kuva: IL / Matias Takala