العواصف الجيومغناطيسية: كيف يمكن للشمس أن تعطل الاتصالات والملاحة؟

تشهد الأرض من حين إلى آخر ما يُعرف بـ"العواصف الجيومغناطيسية" (geomagnetic storms)، وهي اضطرابات واسعة في المجال المغناطيسي للأرض تنشأ نتيجة انبعاثات قوية من الشمس، مثل التوهّجات الشمسية وانبعاثات الكتلة الإكليلية (CMEs) تندفع من سطح الشمس نحو الأرض، تحث الغلاف المغناطيسي المحيط بها على اضطراب شديد.

وعند وصول هذه الانبعاثات، تتفاعل مع المغناطيسية الأرضية والطبقات العلوية من الغلاف الجوي، مسبِّبة تغيّرات سريعة في الأيونوسفير (ionosphere)  وبذلك تحدث تداعيات على الاتصالات والملاحة والأنظمة التقنية حول العالم.

تشكّل العاصفة وآلية تأثيرها
وتبدأ العملية غالباً بسبب إحدى الظواهر الشمسية مثل التوهّجات الشمسية أو انبعاثات الكتلة الإكليلية، حيث تتحرر كميات هائلة من الجسيمات المشحونة والطاقة التي تسافر إلى الأرض، على سبيل المثال، حدثت عاصفة شديدة في أيار / مايو 2024 تمّ تصنيفها كمستوى G5 — الأعلى منذ أكثر من عقدين.

وعندما تدخل هذه الجسيمات في الغلاف المغناطيسي، تحفز تيارات كهربائية كبيرة في الأيونوسفير والمغناطيسوسفير، ما يحدث تغيرات في كثافة الإلكترونات، ويسبب تشتتا أو تأخرا في الإشارات الراديوية والأقمار الصناعية.

أثرها على الاتصالات والملاحة

الاتصالات الراديوية عالية التردد (HF): أثناء العواصف، تزداد أيون‑سلفات الأيونوسفير، ما يؤدي إلى "امتصاص" أو "انعكاس خاطئ" لإشارات الراديو، فينخفض مدى الاتصال أو ينقطع كلياً.

أنظمة الملاحة (GPS/ GNSS): تمر إشارات التحديد والملاحة عبر الأيونوسفير، وإذا تغيّرت كثافة الإلكترونات فجأة (Total Electron Content – TEC)، فإن الخطأ في تحديد الموقع يمكن أن يرتفع إلى عشرات الأمتار أو أكثر.

اظهار أخبار متعلقة

الأقمار الصناعية والطيران: تتأثر الأقمار بزيادة مقاومة الغلاف الجوي عند ذروة العاصفة، ما يُزيد احتكاك الأقمار الصغيرة ويختصر عمرها التشغيلي. كما أن مسارات الطائرات عند خطوط العرض الشمالي قد تواجه مشاكل في الاتصالات والملاحة بسبب التشويش أو زيادة الإشعاع.

شبكات الكهرباء وبنى تحتية أرضية: التيارات المحفّزة جيو‑كهربائياً (GICs) داخل خطوط الكهرباء يمكن أن تؤدي إلى تشبّع المحولات، انقطاع التيار، أو تلف المعدات. مثال شهير: عاصفة مارس 1989 التي أوقفت الكهرباء عن ملايين في كيبيك، كندا.

لماذا هذا الأمر جدير بالاهتمام؟
في عصر يتزايد فيه الاعتماد على الاتصالات الفضائية، GPS، والطيران المدني، يمكن لعاصفة جيومغناطيسية قوية أن تُحدث خسائر تقنية واقتصادية كبيرة.

 وبفضل التنبؤات التي تُصدرها مراكز الأرصاد الفضائية مثل NOAA وNASA، تُتاح فرصة لاتخاذ إجراءات استباقية مثل إعادة توجيه الطائرات أو تقليل التحكّم في الشبكات أثناء الذروة.