Hohe Röntgen- und UV-Strahlung, hochenergetische Teilchen oder auch Plasma von koronaren Massenauswürfen treffen die Erde bei erhöhter Sonnenaktivität. Einige Auswirkungen auf Technologien sind hier im Folgenden beschrieben.

Radio Blackout
Die Einwirkung der Röntgenstrahlung von Sonneneruptionen auf den obersten Teil unserer Atmosphäre, die Ionosphäre, führt sofort zum Verlust ihrer Fähigkeit, weitreichende Radiowellen zu reflektieren. Ein (kurzzeitiger) Ausfall jeglicher Radiokommunikation ist die Folge.

Störung des bodengestützten Funkverkehrs:
Ähnlich wie die Radiokommunikation sind auch die niedrigeren Frequenzen des HF/KW-Bandes im Funkverkehr beeinträchtigt. Sie werden teils sogar ausgelöscht (Absorption), während andererseits VHF/UKW dann eine teils störende Überreichweite erzielen kann. Zum Ende von geomagnetischen Stürmen sind oft nicht mehr die niedrigeren (wie zu Beginn) sondern die höheren Frequenzen des HF/KW-Bandes unbrauchbar (Depression). Störungen können während der Tagesstunden über mehrere Stunden andauern. (DWD)

Ausfall und Beeinträchtigung von Satelliten
Heutzutage verlassen wir uns mehr und mehr auf Satelliten für Kommunikation, Navigation, Personen- und Güterverkehr sowie Finanztransaktionen. Sollten wir zu viele dieser Satelliten in einem geomagnetischen Sturm verlieren, kann es zu schweren Beeinträchtigungen kommen.

Die hohe Energiezufuhr in Folge des Sonnenwindes kann lokal die obere Atmosphäre aufheizen. Diese dehnt sich dann durch erhöhte Temperatur und Dichte Richtung Weltraum aus, was wiederum Satelliten ausbremst oder sogar zerstört. Technische Systeme werden auf der Erde vor allem in der nördlichen Hemisphäre getroffen. Im Weltraum bekommen die technischen System jedoch quasi überall die Auswirkungen der Sonneneruptionen und sich den daran anschließenden geomagnetischen Stürmen voll zu spüren. „Im nahen Weltraum sind derzeit 3.000 Satelliten in Betrieb, und diese Zahl wird bis zum Ende des Jahrzehnts voraussichtlich auf 50.000 ansteigen“, sagt Prof. Yuri Shprits, Leiter der Sektion Weltraumphysik und Weltraumwetter am Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ. „In der Vergangenheit waren Satelliten gut abgeschirmt und wurden aus speziellen Komponenten hergestellt, die der Strahlung widerstehen. Viele neue Satelliten enthalten Bauteile von der Stange, und wir wissen nicht, wie sich heftiges Weltraumwetter auf diese auswirken kann.“

Satellitenschäden bedeuten konkret: Es können Navigationssatelliten ausfallen, was den weltweiten Passagier- und Güterverkehr zum Erliegen bringen könnte. Mehr noch: Dadurch, dass die Navigationssatelliten auch den Zeittakt der Erde vorgeben, käme es zu Störungen an den Börsen der Welt.

• Störung globaler Navigationssatellitensysteme:
  • GPS-Signale werden beim Durchdringen einer vermehrt mit Elektronen angereicherten Ionosphäre während geomagnetischer Stürme verlangsamt. Fehlerhafte Signallaufzeiten verursachen ungenaue Positionsbestimmungen (ohne geeignete Korrekturdaten). In Äquatornähe können Szintillationen auftreten (Amplituden- und/oder Phasenverschiebungen des GPS-Signals). Dabei werden GNSS-Signale teils so verzerrt, dass sie vom Empfänger nicht verarbeitet werden können, was zu Fluktuationen bis zum Signalverlust führen kann. (DWD)
• Störung der satellitengestützten Kommunikation:
  • Sonneneruptionen und geomagnetische Stürme können starke Szintillationen (Amplituden- und/oder Phasenverschiebungen des Signals) verursachen. Die daraus resultierende Signalabschwächung kann bis zum Ausfall der Verbindung führen. Solche Effekte treten schwerpunktmäßig in bestimmten Himmelsarealen auf. (DWD)

Beeinträchtigung des Höchst- und Hochspannungsnetz
Bruchteile von Sekunden nach den Satelliten wird auch die Erde von den geladenen Teilchen getroffen. Insbesondere das Höchst- und Hochspannungsnetz werden von den nie dagewesenen induzierten Spannungsspitzen getroffen, da sie hauptsächlich aus Freileitungen bestehen. Deren Transformatoren können bei Sonnenstürmen durchschmoren und zum großflächigen Ausfall aller Stromnetze führen. Das Hochspannungsnetz versorgt bei uns in Deutschland Regionen mit hohem Verbrauch, zum Beispiel die Regionen der Großindustrie, Großstädte und des Schienenverkehrs.