Från solstormar till elnät – Alice forskar om rymdvädrets påverkan

Hur påverkar solstormar vårt samhälle på jorden? Doktoranden Alice Wallner vid Institutet för rymdfysik (IRF) forskar om hur rymdväder kan störa det svenska elnätet – ett område med stor betydelse för framtidens energiförsörjning.

Att spåra effekter från solen hela vägen ner till en enskild transformator i det svenska elnätet är en central del av Alice forskning.

Vad har du för bakgrund och vad har du studerat?

Innan jag kom till Uppsala och IRF pluggade jag civilingenjör inom elektroteknik på Kungliga tekniska högskolan (KTH). Elektroteknik var inte alltid min grej eller något jag var särskilt passionerad om, men det fanns ett mastersprogram inom elektromagnetism, fusion och rymdteknik som lockade mig! Jag har varit fascinerad av rymden ända sen jag var liten och såg Fuglesang åka upp till ISS på TV mitt i natten. Så efter min kandidat inom elektroteknik började jag det mastersprogrammet och specialiserade mig på rymdfysik inom det, helt i enlighet med min lite långsökta plan med att plugga elektro.

Var kommer du ifrån?

Jag kommer från Stockholm där jag vuxit upp och pluggat fram tills doktorandstudierna som jag flyttade till Uppsala för.

Hur väcktes ditt intresse för rymdväder?

Jag visste inte mycket om rymdväder när jag sökte doktorandtjänsten men jag insåg snabbt att det här var något för mig. Rymdväder kopplar ihop rymdfysiken med dess påverkan som faktiskt är kännbar för oss människor i vardagen. Det är något jag upplever är väldigt sällsynt när man grottar ner sig djupare och djupare i fysiken. Även möjligheten att se helheten genom alla små och stora processer som länkar till nästa och tillsammans bildar den här kedjan av händelser och fenomen som till slut orsakar kännbara effekter – det tycker jag är det bästa!

Vad fick dig att välja IRF och Uppsala?

På KTH fick jag höra från både doktorander och professorer att IRF är ett av de ledande instituten för rymdfysik i världen och speciellt i Sverige, så IRF fanns hela tiden i bakhuvudet. Sedan skulle jag säga att det var en lyckosam slump att jag hamnade här. Tomas Karlsson på KTH, som lärde ut kurserna i rymdfysik som jag läste, skickade en länk till den här doktorandtjänsten och sa att det nog kunde vara något för mig. Så jag sökte och hoppades på det bästa men såg det mer som ett övningstillfälle – men nu sitter jag här på IRF och är hur nöjd som helst!

Vad handlar din forskning om – om du förklarar det enkelt?

Min forskning handlar om hur rymdväder, mer specifikt solstormar, påverkar det svenska elnätet. Under solstormar påverkas jordens magnetfält vilket ger upphov till elektriska fält i marken. Elnätet och till exempel tågspår är jordade i marken, och det inducerade elektriska fältet kan då ta sig in i dessa i form av geomagnetisk inducerade strömmar. Dessa strömmar kan störa den normala funktionen av elnätet och överhetta transformatorer vilket är skadligt och väldigt dyrt att reparera. Så min forskning sträcker sig egentligen hela vägen från solen ner till specifika transformatorer för att försöka lista ut exakt vad det var i rymden som orsakade störningen här på jorden.

Vad är rymdväder och geomagnetiskt inducerade strömmar, och varför är det viktigt?

Rymdväder är, liksom vanligt väder de pratar om på SVT, tillståndet av vår omgivning och miljö just nu. Sen skiljer det sig åt lite med tanke på att rymdvädret är överallt mellan solen och jorden medan SVT:s väder brukar sträcka sig ungefär upp till molntäcket. Rymdväder påverkar en mängd olika fenomen - exempelvis norrskenet är ett symptom på rymdväder, strålning på satelliter och astronauter, störningar i GPS system till följd av förändringar i jonosfären och mycket annat.

Geomagnetiskt inducerade strömmar är mitt ämne och därav såklart mest intressant och det är även viktigt då en riktigt stor solstorm kan slå ut delar av (eller hela i värsta fall) elnätet vilket i dagens samhälle skulle vara en smärre katastrof då vi inte kommer långt utan el. Inom rymdväder brukar man prata om Carrington-stormen. Det är den historiskt största solstormen som finns dokumenterad. Carrington-stormen bröt ut 1859, och än så länge har inte en sådan stor storm skett i modern tid, så än så länge vet vi inte hur illa effekterna kan bli av en solstorm med den styrkan. Därför är det viktigt att forska och se vilka processer som är farligast och vilka kraftledningar som ligger illa till i olika situationer.

Hur kan din forskning påverka till exempel elnät eller annan infrastruktur?

I mitt arbete samarbetar jag med Svenska kraftnät, Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI) och Myndigheten för civilt försvar (MCF) för att just rymdväder är väldigt viktigt att ha koll på för elnätet, infrastruktur och samhällsberedskap. Med hjälp av kunskapen vi kan lära oss genom att forska om geomagnetiskt inducerade strömmar så kan till exempel Svenska kraftnät vidta åtgärder när det är riskläge – och framför allt veta just vilka lägen som är risklägen.

Vad gör du konkret i ditt projekt just nu?

I mitt första projekt som doktorand undersökte vi den största solstormen på över 20 år som bröt ut i maj 2024. Från den studien upptäckte vi att det inte fullt är så enkelt som att leta efter en viss nivå av oönskad ström (geomagnetiskt inducerade ström) för att veta när en säkring i en transformator kommer att lösa ut. Det verkar vara mer komplext, och genom att nu fokusera på en specifik transformator i det svenska elnätet försöker vi nu se vad det är som gör att säkringen gått där vid tre olika tillfällen mellan 2003 och 2024, eftersom det inte verkar vara så enkelt som att nivån på strömmen når ett visst tröskelvärde. Vi vill också undersöka närmare vad i rymdvädret som orsakade dessa två tidigare störningar.

Vad har varit mest lärorikt under din första tid hos IRF?

Jag har lärt mig fruktansvärt mycket och har fått testa på väldigt mycket olika saker under de gångna 1,5 åren. Jag har pratat på en internationell konferens, hållit i en uppsjö av presentationer, pratat i radio, varit lärarassistent i en kurs om elektromagnetiska fält, skrivit och publicerat en vetenskaplig artikel och haft internationella samarbeten med andra forskningsgrupper. Allt detta har varit otroligt lärorikt och utvecklande.

Någonting som är väldigt viktigt för lärandet är att ha en stöttande handledare som vägleder en genom lärdomarna - och det har jag verkligen! Min handledare Andrew Dimmock har inte bara gjort många av de erfarenheterna jag listade ovan möjliga, utan han har även stöttat, uppmuntrat och utmanat mig vilket verkligen gynnat mitt lärande.

Vad tycker du är mest spännande med din forskning?

Allt! Det som kanske är mest spännande är att kunna spåra tillbaka det vi vet hände på jorden, till strömmar i jonosfären, till interaktionen mellan solvinden och jordens magnetfält, till slutligen eruptionen från solen. Att det går att förstå och spåra en så komplicerad kedja är verkligen inspirerande!

Vad gör du när du inte forskar?

Nu för tiden har det tyvärr varit mycket slappande i min soffa hemma när jag inte jobbar… Men när jag inte slappar då gillar jag att umgås med vänner, läsa och måla! Virka kan också vara en avslappnande aktivitet när man använt hjärnan hela dagen.

Vilka framtidsdrömmar har du?

Jag vill gärna fortsätta forska inom rymdväder. Jag gillar verkligen arbetssättet och arbetsuppgifterna jag har nu, allt från att forska till att lära ut, så en karriär inom universitetsvärlden skulle jag säga att jag drömmer om.