Aktywność słoneczna prawdopodobnie pozostanie podwyższona w ciągu najbliższego roku następne kilka latmożliwe są silniejsze burze geomagnetyczne. The zorza polarna może trafić na pierwsze strony gazet, ale to niewidzialne turbulencje GPS mogą zakłócić nasz technologiczny świat i zadecydować o losie Twojej następnej kanapki z masłem orzechowym.
Naładowane cząstki rzucone w stronę Ziemi z słońce mogą wywołać burze geomagnetyczne, które rozświetlą niebo jaskrawą zorzą polarną, ale mogą też po cichu zakłócać działanie satelitów i GPS sygnały, na których opiera się nasz współczesny świat. Pogoda kosmiczna może uziemić loty lotnicze, odwołać starty rakietzniekształcają sygnały radiowe, dezorientują systemy nawigacji, a – jak w maju 2024 r. – nawet powodują, że ciągniki rolników zachowują się, jakby byli opętani przez demona.
Ekonomista rolnictwa Terry’ego Griffinaz siedzibą w Kansas bada, co się dzieje, gdy burze słoneczne zderzają się z rolnictwem. Jego najnowsze badania, obecnie poddawane przeglądowi, ujawniają, ile może kosztować ważne wydarzenie związane z pogodą kosmiczną i dlaczego orzeszki ziemne są tak wrażliwe.
Dlaczego orzeszki ziemne są szczególnym rodzajem problemu GPS
Wiele upraw zależy obecnie od nawigacji satelitarnej, ale orzeszki ziemne są od niej szczególnie zależne. Gdy korona orzeszków ziemnych wyrośnie, orzeszki ziemne chowają się pod ziemią, a rolnicy nie widzą już, gdzie są rzędy.
Dlatego też uprawa orzeszków ziemnych w tak dużym stopniu opiera się na systemie RTK GPS (kinematycznym GPS w czasie rzeczywistym), który zapewnia dokładność poniżej centymetra i, co najważniejsze, utrzymuje tę dokładność wiele miesięcy później.
Obraz 1 z 2
„Niezbędne jest mierzenie postępu sadzenia lub ścieżki sadzenia za pomocą GPS RTK” – powiedział Griffin w wywiadzie dla Space.com. „Dokładność subcentymetrowa jest naprawdę ważna, a RTK zapewnia nam tę dokładność miesiące, a nawet lata później”.
Jeśli sygnały RTK pogorszą się podczas sadzenia lub kopania, rolnicy nie będą mogli podążać za rzędami, których nie widzą, co spowoduje straty w plonach.
„Jeśli nie będziemy mieli naszego GPS RTK, stracimy co najmniej 11% produkcji, zostawiając orzechy w ziemi” – powiedział Griffin.
Kiedy nadeszła burza Gannon Ziemiauczyniła to w kluczowym momencie roku dla amerykańskiego rolnictwa. Atakuje w szczytowym okresie sadzenia.
„Kiedy nadszedł maj 2024 r., mieliśmy burzę G5, była to burza doskonała” – powiedział Griffin. „Burza Gannon wydarzyła się w idealnym momencie, aby była czymś wielkim. Gdyby wydarzyła się miesiąc wcześniej, nie byłoby wielkiego wydarzenia. Zatem pora roku jest naprawdę ważna”.
Wybór za milion dolarów: kontynuować sadzenie czy czekać?
Kiedy nastąpi awaria Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej (GNNS), rolnicy zajmujący się orzeszkami ziemnymi stają przed dwiema kosztownymi opcjami: kontynuowanie sadzenia bez RTK, ale ryzykują nieprawidłowe kopanie kilka miesięcy później i utratę plonów o 11%; lub przestań sadzić i poczekaj, ryzykując jednak „karą biologiczną”, ponieważ uprawa straci cenny czas wzrostu. Orzeszki ziemne, podobnie jak większość roślin, potrzebują pewnej ilości ciepła, zwanej „akumulacją jednostek ciepła”, aby przejść przez etapy wzrostu i wytworzyć wysokiej jakości owoce. „Siajemy tylko kilka tygodni w roku i jeśli opóźnimy tydzień na początku sezonu, nie będzie to wielka sprawa, ale jeśli opóźnimy ten tydzień w dalszej części sezonu, będzie to wielka sprawa” – powiedział Griffin.
Modelowanie Griffina pokazuje, że podjęte w czasie awarie systemu GPS decyzje podejmowane w niewłaściwym czasie, np. sadzenie rolników w odpowiednim momencie lub czekanie w odpowiednim momencie, mogą narazić na ryzyko produkcję orzeszków ziemnych o wartości ponad 100 milionów dolarów w południowo-wschodnich Stanach Zjednoczonych. W najgorszym przypadku może dojść do utraty prawie 262 kiloton (577 milionów funtów, czyli 262 milionów kg) orzeszków ziemnych przeznaczonych do spożycia przez ludzi.
Potrzeba „aktualnych prognoz czasu trwania”
W tej chwili rolnicy rzadko wiedzą, czy awaria GPS będzie trwała dwie godziny, czy dwa dni. Ta niepewność zmusza rolników do powrotu do niewypłacalności, co może oznaczać kontynuację lub zaczekanie; każdy producent jest inny.
Griffin proponuje nowy rodzaj prognoz: „nowcasts” dotyczące czasu trwania, które zapewnią krótkoterminowe prognozy informujące rolników, jak długo GPS na poziomie RTK będzie niedostępny.
„Jeśli mamy do czynienia z ciągłą awarią systemu GPS RTK, może nam to pomóc odpowiedzieć na pytanie: «Jak długo będzie trwała ta przerwa?»” – powiedział Griffin. „Poinformowałoby ich o najlepszej decyzji i miałoby ogromną wartość dla hodowcy orzeszków ziemnych”.
Analiza Griffina wykazała, że oczekiwanie było optymalną decyzją na początku okna sadzenia, natomiast kontynuowanie działań było preferowane później. Według jego szacunków dokładność bieżących prognoz pogody kosmicznej może być warta 20 milionów dolarów rocznie w samej Gruzji i 33 miliony dolarów w przypadku szerzej rozumianego południowo-wschodniego obszaru Stanów Zjednoczonych, co stanowi około 5% całkowitej wartości upraw orzeszków ziemnych i ponad dwukrotnie więcej niż wartość ekonomiczna zwykle przypisywana ziemskim prognozom pogody.
Griffin zauważył, że rolnicy stale sprawdzają aplikacje z prognozą pogody i dlatego jego zdaniem powiadomienia o pogodzie kosmicznej powinny być dostarczane za pośrednictwem narzędzi, na których już polegają.
„Rolnicy przez cały czas z nabożnością patrzą na aplikacje pogodowe… Zatem łączenie dwóch typów pogody ma sens” – stwierdził Griffin.
Dodał, że przydatne byłoby również posiadanie w ciągnikach i innym sprzęcie systemu ostrzegania w kabinie, składającego się z prostego ostrzeżenia informującego rolników, gdy ich sygnał GPS nie jest godny zaufania.
Punkt zwrotny
Burza Gannon, która miała miejsce w maju 2024 r., stanowiła punkt zwrotny dla rolnictwa. Jak to ujął Griffin: „9 maja to był inny świat niż 11 maja. 11 maja świadomość dramatycznie wzrosła”. Przed weekendem koncepcja powszechnej awarii GPS wydawała się dla wielu przesadzona. Griffin pamięta prezentację scenariusza na konferencji. „Tłum zachichotał, jak wiadomo, to się nigdy nie stanie”.
Majowa burza ujawniła także coś głębszego, ponieważ po raz pierwszy współczesne rolnictwo naprawdę doświadczyło silnej burzy słonecznej. Precyzyjny GPS nie był powszechnie stosowany w gospodarstwach rolnych aż do końca 23. cyklu słonecznego, a kolejny 24. cykl słoneczny nie przyniósł prawie żadnych większych zakłóceń. Oznaczało to, że Stany Zjednoczone nigdy nie widziały, jak silna burza geomagnetyczna mogła zająć od dwóch do dwóch trzecich hektarów upraw w kraju, które obecnie opierają się na nawigacji satelitarnej. Wszystko to zmieniło się w Cykl słoneczny 25. Wydarzenie, które miało miejsce w maju 2024 r., najsilniejsza burza geomagnetyczna od ponad 20 lat, stało się pierwszym w świecie rzeczywistym testem wpływu pogody kosmicznej na sadzenie, kopanie i zbiory prowadzone za pomocą GPS.
Dla Griffina kolejnym krokiem są przygotowania. W porównaniu z pogodą ziemską „wiemy bardzo mało o pogodzie kosmicznej” – stwierdził, a wielu rolników nawet nie słyszało tego terminu, dopóki ich traktory nie zaczęły szwankować. Ale z nowym satelity takie jak należące do NOAA obserwatorium satelitarne SWFO-L1, należąca do NASA sonda międzygwiazdowego mapowania i przyspieszenia (IMAP) oraz obserwatorium geokorona Carruthers ustawione na poprawić monitorowanie i prognozynaukowcy mają nadzieję zapewnić rolnictwu coś, czego nigdy wcześniej nie osiągnęło: jasne, praktyczne wytyczne dotyczące tego, jak długo potrwa awaria GPS i co rolnicy mogą zrobić.
„Jeśli uda nam się stworzyć prognozy przydatne dla użytkowników końcowych, będzie to ogromny krok naprzód” – powiedział Griffin.
