Aggiornamento in merito al ciclo solare n° 25

(a cura del Direttore del Dipartimento di Monitoraggio delle Radiazioni Ionizzanti - ing. C. Grad. Marco Citterio)

Il 2024 è stato un anno molto interessante dal punto di vista della meteorologia spaziale. Ciò grazie anche al fatto che il ciclo solare n°25 è giunto al periodo di massima attività e ha generato eventi molto potenti. Ricordiamo le tempeste solari di fortissima intensità per via delle quali è stato possibile vedere le aurore boreali fino a latitudini del centro Italia. Al dì là dell'aspetto romantico del fenomeno, va ricordato che questi fenomeni comportano un aumento notevole della dose di radiazioni ionizzanti assorbite dagli equipaggi in volo (e anche dai passeggeri che però non sono considerati da nessuna normativa di protezione, nemmeno se si trovano a volare per lavoro...).
La nostra società ha emesso ai propri clienti un gran numero di raccomandazioni di limitazione della quota di volo al fine di contenere il più possibile l'esposizione a valori di dosi elevate. Ciò in ossequio al principio ALARA ("As Low As Reasonably Achievable"). Sono stati registrati fenomeni di classe G5 (Extreme), S3 (Strong) e R4 (Severe). I fenomeni di classe "G" rappresentano le tempeste geomagnetiche e sono caratterizzate da flussi di elettroni, i fenomeni di classe "S" sono le tempeste solari e sono caratterizzate da potenti flussi di protoni, neutroni e nuclei di Elio (tutte particelle aventi massa e quindi molto distruttive). Infine i fenomeni di classe "R" rappresentano i Radio Blackout e sono caratterizzati da potenti flussi di raggi X che disturbano - fino ad impedirne totalmente - le comunicazioni radio su determinate frequenze.

Cosa ci attendiamo per il 2025? Nonostante l'attività al momento sia diminuita leggermente, non è ancora stato decretato il raggiungimento del valore di picco massimo dell'attività solare e quindi non dobbiamo per nessun motivo abbassare la guardia. E' ancora possibile il verificarsi di un evento di classe combinata S5-G5-R4 che ci farebbe tornare indietro di un paio di secoli. Le linee elettriche e i computer sono infatti i primi a subire i danni da un evento simile. Sugli elettrodotti di altissima tensione disposti Nord-Sud si svilupperebbero correnti continue di svariate centinaia di Ampere che porterebbero alla fusione dei trasformatori, con danni catastrofici sulla fornitura di energia elettrica. In uno scenario del genere, non è nemmeno garantito il funzionamento degli impianti elettronici installati a bordo degli aeromobili, con chiaro e certo impatto sul profilo di volo.

Compito di Flyrad è monitorare gli eventi e raccomandare ai propri clienti le limitazioni di quota da osservare al fine di proteggere gli equipaggi (e quindi indirettamente anche i passeggeri) da un'esposizione a dosi di radiazioni ionizzanti pericolose.

Ulteriori informazioni sull'argomento possono essere richieste inviando una mail a: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

NOVITÀ IN MERITO ALL’ATTIVITÀ DEL CICLO SOLARE 25.

(a cura del Dipartimento di Monitoraggio delle Radiazioni Ionizzanti di Flyrad – ing. G. Cert. Marco Citterio)

Secondo quanto riportato dagli scienziati del NOAA, il Ciclo Solare n° 24 si è concluso ufficialmente con il picco di minimo rilevato a dicembre 2019. Da quel momento è iniziato il nuovo Ciclo Solare n° 25 che, a quanto pare, raggiungerà un picco di attività più intenso e più in modo più rapido di quanto previsto.

Ricordiamo che il ciclo di breve periodo ha una durata media di 11 anni con andamento prettamente sinusoidale che si alterna tra picchi di massimo e di minimo d’attività. La suddetta attività misura il numero di macchie solari che si verificano in modo più o meno intenso sulla superficie solare. Maggiori sono le macchie, maggiore è l’attività e, per conseguenza, l’energia emessa nello spazio.

Gli eventi più evidenti (e pericolosi) sono i brillamenti solari e le espulsioni di massa coronale che possono emettere centinaia di milioni di tonnellate di materiale radioattivo nello spazio.

Figura 1 - Andamento del Potenziale Eliocentrico dal 2004 ad oggi – Fonte dei dati FAA, elaborazione ing. Marco Citterio

Qualora il nostro pianeta si trovi nella traiettoria del getto, la magnetosfera offre una protezione tentando di deviare il materiale lontano da noi ma, se l’evento è di particolare intensità, sulla Terra si fanno sentire gli effetti quali le aurore boreali[1], visibili a latitudini sempre più basse all’aumentare dell’intensità della

tempesta solare in corso, i problemi ai sistemi di navigazione satellitari e non, fino all’avaria totale delle reti elettriche e i conseguenti black-out diffusi.

Nel 1859 si verificò la più intensa tempesta solare mai osservata e registrata che, tra il 28 agosto e il 2 settembre, provocò su tutta la Terra l’interruzione delle reti telegrafiche a causa delle correnti indotte sui cavi e creò delle aurore boreali di intensità tale da essere perfettamente visibili alla latitudine di Napoli. Si trattò dell’evento di Carrington (dal nome dello studioso che lo osservò mentre studiava le macchie solari).

In caso di tempeste solari intense, i sistemi più vulnerabili sono gli elettrodotti, specialmente quelli orientati da Nord a Sud. Ciò è dovuto al fatto che sui conduttori si accumula un’ingente quantità di carica elettrica la quale crea una corrente continua che sia scarica sui trasformatori di altissima e alta tensione, dissipandosi al loro interno sotto forma di calore per effetto Joule. Il risultato è spesso drammatico in quanto il surriscaldamento può provocare la fusione degli avvolgimenti con la conseguente avaria totale dell’impianto.

Anche le comunicazioni sono affette dal problema. In caso di tempeste solari può essere impossibile comunicare via radio su quasi la totalità delle frequenze abitualmente usate.

Tornando al Ciclo Solare n° 25 che si sta iniziando a manifestare, lo Space Weather Prediction Center (SWPC) del NOAA ha emesso una nuova previsione per l'attività solare, che aumenterà più rapidamente e raggiungerà un picco più alto di quello ipotizzato nel 2019. Il picco d’attività dovrebbe occorrere tra gennaio e ottobre del 2024, con un numero massimo di macchie solari compreso tra 137 e 173.

Figura 2 - Previsione del numero di macchie solari e dell'intensità del flusso solare - Fonte SWPC NOAA

Come giustamente dice lo scienziato Jake Bleacher della NASA, "Non esiste il maltempo, esiste solo una cattiva preparazione per affrontarlo". Sicuramente una comunicazione assertiva.

Voglio sottolineare che se accadesse oggi un evento analogo a quello di Carrington, le conseguenze non sarebbero assolutamente paragonabili a quelle a cui fu sottoposta l’umanità nel 1859, quando l’unico grosso problema fu l’avaria dei telegrafi. Un evento di Classe 5 (il massimo contemplato nella scala) ci potrebbe far fare un balzo indietro di 200 anni nel giro di poche ore, specialmente in un paese come l’Italia che ha un orientamento prettamente Nord-Sud. L’avaria della rete elettrica, dovuta alla fusione dei trasformatori di potenza e l’impossibilità di una pronta sostituzione (i trasformatori di altissima tensione non si trovano ‘a magazzino’ ma vanno costruiti in funzione della specifica esigenza con tempi di realizzazione di qualche mese), lascerebbe senza energia la maggior parte degli abitanti. Se ciò dovesse accadere durante i mesi freddi, potrebbe essere una tragedia di immani proporzioni in quanto, specialmente nelle grosse città, non sono più previsti sistemi ridondanti puntuali che possano sopperire alla mancanza di energia elettrica. Il che si traduce nell’impossibilità di far funzionare gli impianti di riscaldamento, di comunicazione (oggigiorno per la maggior parte via VOIP), di refrigerazione, di illuminazione, ecc.

Non è nemmeno dimostrato che i moderni aerei riescano a volare a causa dell’elevata intensità di radiazioni ionizzanti che potrebbe bruciare l’elettronica dei computer di bordo (anche l’equipaggio e i passeggeri non se la passerebbero molto bene, ovviamente…).

E’ possibile proteggersi da una simile catastrofe? Certamente sì, a condizione di poter disporre della necessaria ridondanza.

Gli Stati Uniti e il Canada fanno scuola in materia di prevenzione e protezione dalle calamità e stimolano la popolazione a creare e mantenere efficiente il famoso “Piano 72 ore” che consente ai singoli cittadini di rimanere autosufficienti per almeno 72 ore dal momento del verificarsi di un’emergenza che non li coinvolga direttamente (cittadini che abitano al di fuori delle zone rosse sede di un evento catastrofico). Poter disporre di scorte di acqua potabile, cibi secchi e dei medicinali salva vita, sono alla base di tutti i piani.

 Figura 3 - Esempio di Piano 72 ore australiano – fonte: https://www.moira.vic.gov.au/Community/Emergency-Management/The-First-72-Hours

In Italia siamo purtroppo molto carenti sotto questo punto di vista, a dispetto degli sforzi fatti per proporli e renderli operativi da parte di alcune organizzazioni e società, tra queste anche Flyrad. E’ un problema di cultura dell’emergenza che non è ancora matura nel nostro paese, nonostante gli eventi disastrosi occorsi negli ultimi anni.

Per quanto riguarda l’energia, pensare di avere una fonte autonoma di alimentazione quale, ad esempio, un gruppo elettrogeno Diesel[2] di potenza adeguata, un riscaldatore elettrico dell’acqua sanitaria e di un sistema di riscaldamento/raffrescamento a pompe di calore, può essere sufficiente a superare i momenti di crisi acuta che, nella peggiore delle ipotesi, possono durare svariate settimane o mesi. Va ricordato che i sistemi fotovoltaici connessi alla rete, in caso di black-out, non funzionano in quanto gli inverter, in mancanza della tensione di rete, vanno in blocco per motivi di sicurezza e non consentono l’erogazione di energia (nemmeno quella accumulata dalle eventuali batterie).

Con il minimo solare alle spalle, gli scienziati si aspettano che l'attività del Sole aumenti verso il prossimo massimo previsto attorno a luglio 2025. E noi ci prepariamo…

[1] L’aurora boreale è un fenomeno causato dall'interazione di particelle cariche (elettroni e protoni) presenti nel vento solare con la ionosfera terrestre; detta interazione eccita gli atomi dell’atmosfera. La successiva diseccitazione genera una luce visibile, solitamente di colore rosso, verde o azzurro.

[2] Il motore Diesel con gestione puramente meccanica è insensibile ai problemi legati alle variazioni campo magnetico che potrebbero interessare i motori a ciclo Otto.