Ảnh hưởng của Vệt đen mặt trời (sunspot) và địa từ (geomagnetic) đến nền kinh tế và TTCK (phần 1)

LTS: Có nhiều bằng chứng thực nghiệm cho thấy ở những giai đoạn xuất hiện bão mặt trời (vệt đen mặt trời) và bão địa, TTCK và nền kinh tế chịu áp lực suy thoái và ngược lại. Tin xấu là năm 2013, bão mặt trời sẽ hoạt động mạnh mẽ (và tạo nên bão từ lớn chưa từng có). NASA từng cho rằng, dự báo về ngày tận thế của người Maya có thể chính là dự báo về hoạt động của bão mặt trời cực lớn chưa từng có vào năm 2013.

Tin đáng phải đọc: (http://vtc.vn/529-251446/khoa-hoc/nasa-canh-bao-bao-mat-troi-cuc-lon-vao-nam-2013.htm)

H1-Dự báo của NASA về bão mặt trời 2013 (cơn bão lần thứ 24)

(Xem nguồn: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2009/29may_noaaprediction/)

1-    Tìm hiểu về bão mặt trời (solar storm) và bão địa từ (geomagnetic storm)

Bão Mặt Trời: Bão mặt trời liên quan đến chu kỳ hoạt động của vệt đen mặt trời. Vệt đen mặt trời là các khu vực tối trên bề mặt của Mặt Trời. Độ sáng bề mặt của vệt đen vào khoảng ¼ độ sáng của vùng xung quanh (nên nó gọi là vệt đen). Nguyên nhân xuất hiện vệt đen là do nhiệt độ của chúng thấp hơn so với các vùng xung quanh (nhiệt độ vệt đen mặt trời vào khoảng 4,000-5,000 K trong khi vùng xung quanh khoảng 6,000K). Vệt đen mặt trời làm biến đối từ trường rất mạnh trên mặt trời. Cũng chính trong quá trình này, từ trường vệt đen mặt trời cũng tăng dần.

Vệt đen mặt trời (do Galileo đặt tên) xuất hiện theo từng cặp hoặc từng đôi, từ trường của các nhóm đôi thường khác cực. Những vệt đen mặt trời lớn tích vào khoảng 10⁴ km, tồn tại khoảng 2 tháng trong khi hầu hết các vệt đen chỉ tồn tại trong vài ngày sau đó được thay thế bằng các vệt đen khác (Nói tóm lại dao động từ 1-100 ngày).

Vệt đen mặt trời chủ yếu tập tung từ 8 độ đến 35 độ hai bên đường xích đạo mặt trời.

Cùng trong một thời điểm, mặt trời có hàng trăm vệt đen mặt trời, trong khi có những thời điểm hoàn toàn không có vệt đen nào. Điều này là do chu kỳ vệt đen mặt trời. Chu kỳ vệt đen mặt trời có thời gian trung bình là 11 năm. Chu kỳ này có thời gian ngắn nhất là 8 năm và dài nhất là 16 năm (Theo Tiến sĩ D.Justin Schove, vào tháng 6 năm 1955, trên Journal of Geophysical Research.)

Khi vệt đen mặt trời xuất hiện sẽ kéo theo các sự kiện gọi là bùng nổ mặt trời (solar prominences) vì các quan sát cho thấy các vụ nổ mặt trời xuất hiện quanh các vệt đen mặt trời.

Bão mặt trời là sự bùng nổ đột ngột trên bề mặt của Mặt trời và giải phóng các gas mang điện tách ra khỏi mặt trời và phóng vào vũ trụ. Theo tên gọi khoa học, quá trình này được gọi là CME (Coronal Mass Ejection). Bão mặt trời là một quá trình gồm nhiều giai đoạn. Đầu tiên là solar flare (Tia lửa mặt trời); tiếp theo là bức xạ mặt trời (radiation storm) và cuối cùng là CME.

Các tia lửa mặt trời (solar flares) này chỉ nổ ra trong vài phút và sau đó biến mất dần dần. Các tia lửa mặt trời có nhiệt độ khoảng 10 triệu độ C và có năng lượng tương đương của 1 triệu quả bom nguyên tử. Bão mặt trời không chỉ phát tán nhiệt và phóng xạ mà còn phát tát các dòng hạt mang điện, tạo thành gió mặt trời.

Gió mặt trời (solar wind) là một luồng hạt điện tích giải phóng từ vùng thượng quyển của mặt trời. Gió mặt trời có các hạt electron và pronton chứa năng lượng cao, khoảng 500 KeV, nên hoàn toàn thoát ra khỏi lực hấp dẫn của các ngôi sao khác. Chính gió mặt trời đã tạo nên bão từ, hiện tượng cực quang trên trái đất.

H2-Các phân tử mang điện tạo nên cực quang trên trái đất.

Các vụ phun trào khí và nhiễm điện từ Mặt Trời được xếp theo 3 cấp: C là yếu, M là trung bình, X là mạnh. Theo nhiều nghiên cứu, hiện nay các cơn bão từ xuất hiện nhiều hơn và mạnh hơn, cho thấy rằng Mặt Trời đang ở vào thời kỳ hoạt động rất mạnh.

Mỗi vệt đen mặt trời có điện từ mạnh. Các vệt đen tạo thành cặp, hoặc một đám tại các cực đối lập của một dòng là các cực từ trường đối lập và các nhóm vệt đen ở bán cầu Bắc và Nam là các cực đối ngược. Cứ 22 năm (tức sau 2 lần chu kỳ vệt đen mặt trời), dấu điện tích tại mỗi cực sẽ giống nhau.

Bão địa từ: Vệt đen mặt trời làm thay đổi địa từ của Trái Đất. Hình dưới (nguồn lấy từ wikipedia) mô phỏng quá trình tác động của cơn bão mặt trời đến địa từ trái đất.

-          Các dòng hạt mang điện phóng ra từ Mặt trời sinh ra một từ trường, có độ lớn khoảng  6.10^-9 tesla.

-          Từ trường này ép lên từ trường Trái đất làm cho từ trường nơi bị ép tăng lên.

-          Khi từ trường trái đất tăng lên, từ thông sẽ biến thiên và sinh ra dòng điện cảm ứng chống lại sự tăng lên của từ trường Trái đất theo định luật Lenz.

-          Dòng điện cảm ứng có thể đạt cường độ  hàng triệu ampe chuyển động vòng quanh Trái đất và gây ra một từ trường  cực lớn tác động lên từ trường Trái đất.

-          Hiện tượng này tiếp diễn làm cho từ trường trái đất liên tục biến thiên (kim la bàn dao động mạnh).

H3- Các biến động bất thường của mặt trời gây nên bão từ

Nếu hướng của từ trường trong tầng điện ly hướng về phía Bắc, giống như hướng của từ trường Trái Đất, bão địa từ sẽ lướt qua hành tinh của chúng ta. Ngược lại, nếu từ trường hướng về phía Nam, ngược với hướng từ trường bảo vệ của Trái Đất, các cơn bão địa từ mạnh sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới Trái Đất. Mặc dù khí quyển Trái Đất chặn được các dòng hạt năng lượng cao đến từ Mặt Trời này (gồm electron và proton), song các hạt đó làm xáo trộn từ trường của hành tinh, cụ thể là quyển từ, có thể gây ra rối loạn trong liên lạc vô tuyến hay thậm chí gây mất điện.

Tùy theo cấp cao hay thấp mà ảnh hưởng của bão mặt trời lên từ trường Trái Đất gây ra bão từ nhiều hay ít. Bão từ được xếp theo cấp từ G1 đến G5, G5 là cấp mạnh nhất.

Chỉ số hoạt động từ (Magnetic Activity indices) được thiết kế nhằm đo lường thay đổi trong trường địa từ. Có hai chỉ số được sử dụng để đo lường mức độ hoạt động của địa từ: chỉ số A và chỉ số K.  Các chỉ báo này đo lường mức độ khắc nghiệt của các biến động địa từ và vì vậy đo lường biến động bất ổn của tầng điện ly.

-         Kp: Chỉ số đo lường trong 3 giờ; từ 13 quan sát địa từ; Chỉ số này tính theo quasi-logarithmic

-         Ap: chỉ số đo lường theo hàng ngày

(đọc thêm tại: http://en.wikipedia.org/wiki/K-index)

Một lưu ý là mặc dù hoạt động mặt trời và bão địa từ có tương quan với nhau nhưng có lúc, bão địa từ hoạt động mà không có bão mặt trời hoặc những ngày không có vệt đen mặt trời.

2-    Ảnh hưởng của bão mặt trời và bão địa từ đối với hoạt động kinh tế

Ảnh hưởng đến nông nghiệp

Đây là một đề tài được nghiên cứu từ rất lâu trong giới học thuật kinh tế. Tuy nhiên, điều thú vị là nó lại khởi đầu tư một nhà thiên văn học chứ không phải nhà kinh tế. Trong thế kỷ 19, nhà thiên văn học Sir Wiliam Herschel (1738-1822), người trở nên nổi tiếng khi phát hiện ra hành tinh Thiên Vương Tinh vào năm 1781, đã gây xôn xao dư luận với bài nghiên cứu được diễn thuyết tại Hội Hoàng Gia Luân Đôn (Royal Society of London) vào ngày 16 tháng 4 năm 1801. Theo đó, Herchel tìm kiếm mối liên hệ giữa hoạt động vệt đen mặt trời và giá lúa mì. Từ nghiên cứu của ông trong sáu giai đoạn từ năm 1650 đến 1800, Herschel kết luận rằng trong giai đoạn ít hoặc không có vệt đen mặt trời, lúa mì trở nên khan hiếm và do đó giá ở mức cao; ngược lại, trong giai đoạn vệt đen mặt trời hoạt động mạnh, mùa màng bội thu và giá nằm ở vùng đáy.

Sau đó, nhà kinh tế người Anh William Stanley Jevons (1835-1882), đã kiểm tra lại giả thiết của Herschel đưa ra và nhận thấy chu kỳ kinh tế Anh và giá lúa mì gần tương đương với chu kỳ vệt đen mặt trời, trong nghiên cứu “The solar Period and the Price of Corn (1875)”.

Nghiên cứu của Garcia-Mata/Shaffner vào năm 1934 cũng xác nhận rõ nỗ lực ban đầu của Herchel/Jevons (1801-1875) về mối quan hệ giữa chi kỳ kinh tế và chu kỳ vệt đen mặt trời trong định kỳ 11 năm. Điều này là do những nghiên cứu trong các lĩnh vực khoa học khác cũng tái ủng hộ niềm tin rằng thời điểm của các dao động kinh tế là kết quả của các lực tự nhiên như vệt đen mặt trời.

Nguyên nhân khi vệt đen mặt trời ảnh hưởng đến hoạt động kinh tế là do yếu tố thời tiết. Thông qua thời tiết ảnh hưởng đến mùa vụ.

H.P.Gillette, trên Weather Cycles and their Causes (Chu Kỳ Thời Tiết và Nguyên Nhân, tháng 6 năm 1946), nói: “Các bất thường thời tiết do các dòng hạt electron của mặt trời gây ra theo năm cách: 1) bằng cách tạo ra dòng không khí theo nguyên lý Faraday về thay đổi từ của dòng điện; 2)khuynh hướng các hạt electron gây ra sự cô đọng độ ẩm không khí theo nguyên lý Wilson; 3) do lực gió gia tăng, làm gia tăng quá trình bốc hơi của đại dương và tăng lượng mưa; 4) quá trình bốc hơi tăng lên do lượng nước bị nhiễm điện tăng lên; 5) do dòng nhiệt độ mặt trời giảm đi, vì phản chiếu của các sóng bức xạ do các hạt electron không khí, và vì sự hấp thụ và phân tán của độ ẩm không khí.”

Bão từ và bão mặt trời ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của cây xanh. Đối với các loài sinh vật định hướng bằng sóng như dơi, chim, cá heo, cá voi…có thể bị lạc đường do bão mặt trời và bão từ làm nhiễu khả năng định hướng.

Ảnh hưởng lên công nghệ

Không dừng lại, bão mặt trời còn tác động đến công nghệ của con người như làm nhiễu sóng điện thoại, làm tê liệt vệ tinh, phá hỏng các đường dây năng lượng điện (ví dụ như sự cố mất điện của công ty Con-Edison (Mỹ) vào 13 tháng 7 năm 1977), phá hỏng hệ thống dẫn dầu, quá trình trao đổi hợp chất…Đây chính là lý do mà nhiều nhà khoa học lo lắng vì cơn bão mặt trời 2013 có thể gây nên bão từ lớn, làm hỏng công nghệ của con người.

Ảnh hưởng lên chu kỳ kinh tế.

H4-sự tương quan giữa GDP và Sunspot

Chi tiết các đỉnh vệt đen mặt trời và đỉnh GDP như sau

Theo nghiên cứu của Theodore Modis, đỉnh GDP Mỹ thường xuất hiện trước đỉnh vệt đen mặt trời với trung bình độ lệch là 2.54 năm. Nói cách khác, khi số lượng vệt đen mặt trời và bão từ hoạt động mạnh sẽ càng làm cho nền kinh tế bị suy giảm. Điều này phù hợp với các nghiên cứu cho thấy, sự tăng lên của vệt đen mặt trời trùng với giai đoạn thiệt hại đến nông nghiệp, công nghệ của con người. Nếu như vệt đen mặt trời tiếp tục tăng và đạt đỉnh vào năm 2013, thì đỉnh GDP vào Q1.2010 có thể đã là đỉnh lớn và năm 2013, nền kinh tế tiếp tục suy giảm.

H5- Tăng trưởng GDP thực Mỹ cho đến Q3.2012

Kết luận:

Khi số lượng vệt đen mặt trời và bão từ tiếp tục tăng sẽ ảnh hưởng xấu đến hoạt động của nền kinh tế.

3-    Thủ nhìn lại ảnh hưởng của vệt đen mặt trời đối với nền kinh tế Việt Nam

Dữ liệu thống kê GDP của Việt Nam là không dài (tôi chỉ có dữ liệu GDP của Việt Nam từ năm 1977 đến nay) để có thể thực hiện một nghiên cứu về mối tương quan với chu kỳ dài hạn như chu kỳ vệt đen mặt trời. Tuy nhiên, bảng dưới đang ủng hộ nghiên cứu trên thế giới. Cụ thể, phần lớn các giai đoạn khi số lượng vệt đen mặt trời tăng, nền kinh tế Việt Nam thường rơi vào suy thoái hoặc gặp khó khăn.

Nguồn tài liệu tham  khảo:

1.     http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solar/sunspot.html

2.     http://en.wikipedia.org/wiki/Geomagnetic_storm

3.     Sách “Financial Astrology” của David William, tháng 6.1984

4.     “Sunspots, GDP and the stock market”, Theodore Modis, Tháng 6.2007

(còn tiếp)