Perché l’aurora boreale riduce significativamente le bollette energetiche in inverno?

Uno studio finlandese ha mostrato una relazione tra l’aurora boreale e il tempo sulla Terra. Ciò si riflette anche sulla bolletta elettrica in inverno.

Nel corso di diversi inverni finlandesi, lo scienziato Timo Asikainen ha fatto un'osservazione nella vecchia casa di sua nonna che sarà familiare a molti: quando fa freddo, la spesa per l'elettricità aumenta. Tuttavia, si scopre che queste ondate di freddo e le sue bollette elettriche sono state influenzate da una fonte inaspettata: l'aurora boreale.

A più di 90 milioni di chilometri dalla Terra, il Sole scaglia costantemente particelle cariche verso di noi, a volte dando luogo allo spettacolo di luce celeste per eccellenza: l’aurora boreale, nota anche come aurora boreale e australe. Ora, gli scienziati finlandesi hanno scoperto che un’attività geomagnetica così forte in tutto il paese potrebbe portare a un clima più caldo e a un minore consumo di elettricità durante l’inverno.

In uno Nuovo studio Asikainen e la dottoranda Vera Juntunen hanno scoperto che l'attività dell'aurora boreale ha modificato il consumo di elettricità in Finlandia fino al 14%. L’attività geomagnetica estremamente elevata ha portato ad una riduzione del consumo fino a 600 gigawattora rispetto all’attività media – equivalente all’energia di riscaldamento mensile di circa 330.000 famiglie finlandesi, secondo Asikainen. “La gente non avrebbe mai pensato che questo tipo di effetto meteorologico spaziale potesse influenzare il consumo di elettricità”, ha affermato Juntunen, coautore dello studio e dottorando presso l’Università di Oulu.

In che modo l'aurora boreale influisce sulle temperature invernali?

Negli ultimi dieci anni, Asikainen, ricercatore dello Space Climate Group dell'Università di Oulu, e i suoi colleghi hanno studiato come la meteorologia spaziale influenza il clima e il clima del nostro pianeta. La meteorologia spaziale descrive l'ambiente spaziale tra il Sole e la Terra, che è influenzato dalle particelle caricate elettricamente del Sole e può influenzare la nostra tecnologia. Ma il nuovo studio è il primo a mostrare come la meteorologia spaziale potrebbe influenzare il consumo di elettricità sulla Terra.

Mentre la radiazione ultravioletta del Sole può influenzare la temperatura della Terra, il flusso delle sue particelle energetiche può anche influenzare altri aspetti del nostro sistema meteorologico, incluso l’eventuale fuoriuscita di raffiche di aria fredda dall’Artico.

Nessuno conosce ancora tutti i dettagli, ma Asikainen afferma che il viaggio inizia dove la nostra atmosfera superiore incontra lo spazio. Le particelle cariche provenienti dal Sole e dirette verso la Terra potrebbero interrompere temporaneamente la magnetosfera che circonda il nostro pianeta. Le particelle solari possono viaggiare lungo le linee del campo magnetico terrestre nell'atmosfera superiore, dove eccitano le particelle e rilasciano fotoni di luce che consideriamo essere aurore.

Le particelle che causano l’aurora possono distruggere l’ozono

Le particelle che cadono e causano l’aurora rilasciano la loro energia nell’atmosfera, creando molecole come gli ossidi di azoto. Queste molecole rimangono nell'oscura atmosfera polare per un periodo molto lungo in inverno e possono migrare molto lentamente – nell'arco di alcune settimane fino a un mese – nella stratosfera, dove si trova lo strato di ozono. Qui le molecole possono distruggere l'ozono, che aiuta a regolare la temperatura del nostro pianeta.

L'ozono assorbe i raggi ultravioletti e infrarossi del sole che salgono dagli strati più profondi dell'atmosfera. I cambiamenti nell’ozono influenzano la temperatura nella stratosfera polare, dice Asikainen. Nella stratosfera polare, la riduzione dell’ozono è accompagnata dal raffreddamento stratosferico e dall’aumento dei venti freddi e vorticosi noti come vortice polare.

Le persone nel nord Europa e negli Stati Uniti conoscono bene il vortice polare, e c’è un altro vortice nell’emisfero meridionale. Il vortice polare stratosferico è un vortice di aria fredda che soffia intorno alla regione polare in inverno. Il vortice polare più debole ha una forma ondulatoria e può portare tempeste artiche a latitudini più basse. Un potente vortice polare strettamente avvolto mantiene l’aria artica al polo.

L’aurora boreale ha un impatto sul consumo di elettricità

Nello studio, il team ha analizzato decenni di attività geomagnetica per determinare i collegamenti tra l’aurora boreale, le temperature invernali e il consumo di elettricità. Hanno scoperto che quando l’attività geomagnetica diminuiva, il vortice polare si indeboliva, causando un clima invernale intenso e intenso in Finlandia circa un mese dopo. Al contrario, una maggiore attività geomagnetica ha rafforzato il vortice polare, facendolo rimanere avvolto più strettamente, il che ha portato anche a temperature invernali più elevate circa un mese dopo.

Gli effetti si sono manifestati solo in inverno, quando i venti stratosferici hanno soffiato sopra l’equatore in una certa direzione. Utilizzando i dati sul consumo di elettricità dagli anni ’90 ad oggi, hanno scoperto che l’attività geomagnetica è altamente correlata al consumo di energia. Lo stretto legame è stato impressionante per gli autori e gli altri esperti.

“Sono rimasto molto sorpreso da quanto fosse buono il rapporto tra il consumo di energia e la rottura del vortice polare”, ha detto in una e-mail la scienziata spaziale Tuija Pulkkinen, che non è stata coinvolta nello studio. Poiché la maggior parte delle persone vive e utilizza l’energia nel sud della Finlandia, ho scoperto che gli effetti del vortice polare si fanno sentire fino alle medie latitudini.

La meteorologia spaziale influenza l’atmosfera e il tempo

Fino ad ora, si presumeva che il nostro tempo spaziale in rapido cambiamento non avesse alcun effetto sull’atmosfera su scale temporali come il tempo stagionale. Tuttavia, il nuovo studio mostra che le influenze provenienti dallo spazio, comprese le correnti polari e le precipitazioni di particelle energetiche, sono fattori importanti da tenere in considerazione quando si comprendono il tempo e il clima della Terra.

“Ciò suggerisce che possiamo utilizzare previsioni a lungo termine del tempo spaziale (o dell'attività solare) per prevedere il fabbisogno di energia elettrica, il che sarà molto utile per l'industria energetica”, ha affermato Pulkkinen, professore di fisica spaziale presso l'Università del Michigan. .

Gli autori concordano sul fatto che i risultati potrebbero aiutare a migliorare i modelli e le previsioni meteorologiche in anticipo, poiché le previsioni meteorologiche attuali sono affidabili solo con poche settimane di anticipo. Sei mesi fa, Asikainen e il suo team avevano previsto correttamente il collasso del vortice polare quest’inverno, utilizzando modelli statistici per misurare l’attività geomagnetica e determinare la probabilità di cambiamenti nella stratosfera.

“Spero che in futuro ci sia un modello in grado di utilizzare questi risultati per prevedere il consumo di elettricità invernale”, ha affermato Juntunen. Ne trarranno vantaggio anche le persone che utilizzano l’elettricità per il riscaldamento”.

Attualmente stiamo testando le traduzioni automatiche. Questo articolo è stato tradotto automaticamente dall'inglese al tedesco.

Questo articolo è stato pubblicato per la prima volta in inglese il 23 marzo 2024 su “washingtonpost.com” è stato pubblicato nell'ambito della collaborazione ed è ora disponibile anche in traduzione per i lettori dei portali IPPEN.MEDIA.