De speciale geofysische condities op 22 & 23 september 1999

zonnestorm Den Bosch storingen dropped calls Weblog
Hoge Raad der Nederlanden Uitspraak 1 juli 2003 - Conclusie Nr. 00095/02 Herz Mr Wortel Zitting: 11 maart 2003
Citaat 71. (..)In het rapport van Inkassotheek/SRD wordt voorts melding gemaakt van een schrijven van de heer Rijnders gedateerd 24 januari 2000. Daarin is vermeld dat er, mede gelet op technische voorzieningen in het GSM-netwerk, onder bijzondere atmosferische omstandigheden een theoretische kans is dat een gesprek dat in (de onmiddellijke omgeving van) 't Harde wordt gevoerd via een basisstation in Deventer wordt afgewikkeld, terwijl het de heer Rijnders niet bekend was of dergelijke bijzondere atmosferische omstandigheden zich op 23 september 1999 hebben voorgedaan.
72. De onderzoekers van Inkassotheek/SRD melden dat op hun verzoek gegevens zijn opgevraagd bij het National Oceanic and Atmospheric Administration Institute van het Space Environment Centre in de Verenigde Staten. Die gegevens houden in dat zich op 22 en 23 september 1999 geomagnetische verschijnselen hebben voorgedaan, veroorzaakt door verhoging van de snelheid van zonnewinden. De onderzoekers stellen dat deze natuurverschijnselen grote gevolgen kunnen hebben voor de radio-communicatie, en dat het tijdens deze geomagnetische verschijnselen mogelijk is dat signalen worden opgevangen die doorgaans niet te ontvangen zijn.
75. Mij komt het voor dat in het rapport van Inkassotheek/SRD, voor zover het de natuurverschijnselen betreft die zich op 23 september 1999 hebben voorgedaan, een feit aannemelijk is gemaakt waarmee het Hof niet bekend kon zijn, en dat een ander licht kan werpen op de mogelijkheid dat de aanvrager zich ten tijde van het telefoongesprek op grotere afstand van het basisstation in Deventer bevond, bijvoorbeeld bij 't Harde zoals hij heeft verklaard.
Vervolgens 86.(..)Uiteindelijk kom ik tot de slotsom dat het aangevoerde slechts op twee punten raakt aan feitelijkheden die, gelet op de door art. 457 Sv getrokken grenzen, tot herziening zouden kunnen leiden.
87. Dat betreft ten eerste de nu aannemelijk gemaakte omstandigheid dat atmosferische verschijnselen op 23 september 1999 tot gevolg kunnen hebben gehad dat de aanvrager zich op grotere afstand van het in Deventer opgestelde basisstation voor mobiele telefonie bevond dan het Hof heeft aangenomen. Die omstandigheid tast de redengevendheid van de overige bewijsmiddelen, met name de identificatie van verzoekers lichaamsgeur met een geurspoor dat werd afgenomen van het als moordwapen aangemerkte mes, echter niet aan. Daarom kan niet zonder meer het ernstig vermoeden ontstaan dat het Hof tot een andere einduitspraak zou zijn gekomen indien het met - kort gezegd - een reële mogelijkheid van radiopropagatie op de GSM-frequentie bekend was geweest.
88. Daarnaast moet naar mijn inzicht rekening gehouden worden met de mogelijkheid dat zich een 'novum' zal blijken voor te doen ten aanzien van de geuridentificatie van het mes en de aanvrager. (..) Daardoor zou ook de nu aannemelijk gemaakte mogelijke oorzaak van radiopropagatie tot de gegrondverklaring van de aanvraag kunnen bijdragen.

89. In verband met het vorenstaande meen ik dat nader onderzoek moet worden verricht alvorens op de aanvraag kan worden beslist. (..)met name met betrekking tot hetgeen de in de bewijsmiddelen genoemde dr G.A.A. Schoon heeft verklaard (..).

De Procureur-Generaal bij de Hoge Raad der Nederlanden.

Betekenis en commentaar Feitelijk ontleent Mr. Wortel het hier ingenomen standpunt wat betreft het GSM-gesprek aan het inzicht, dat er zich speciale omstandigheden hebben voorgedaan in de periode 21 september 1999 - 23 september 1999 in de vorm van onder meer een geomagnetische storm (twee maal: "aannemelijk gemaakt"). Voorts vermeldt de Hoge Raad deze argumentatie in het arrest om het herzieningsverzoek in te willigen. De facto is op basis hiervan de bewijsvoering rond het gevoerde GSM-gesprek op het niveau van de Hoge Raad verworpen en zou men mogen verwachten, dat een lagere rechtbank dit gegeven zou honoreren.

De zonnestorm van 22 en 23 september 1999

Welke gegevens waren dat? Op 22 december 1999 brak een flinke zonnestorm uit, die tot de 23e voortduurde. Niet één van de hevigste, maar wel de eerste van een nieuwe cyclus en tevens de eerste in het tijdvak, dat de GSM-techniek werd gebruikt. Het was dus een volstrekt unieke situatie, vooral voor de GSM-aanbieders. Er is een foto beschikbaar van één van de uitbarstingen.


Uitbarsting van zonnevlammen in de week voor 23 september 1999

http://apod.nasa.gov/apod/ap990923.html

Verloop geomagnetische storm op 22 en 23 september 1999

Vgl E. Yizengaw, E. A. Essex, and R. Birsa 2003
Raluca Ilie, Michael W. Liemohn, and Aaron Ridley 2010

Geomagnetische stormen tijdens de 23e zonnecyclus.
Ri Dst (nT) START DAY MAIN DAY
 64 -149 22 September 1999 23 September 1999
 87 -231 21 October 1999 22 October 1999
114 -169 11 February 2000 12 February 2000
108 -321 06 April 2000 07 April 2000
148 -317 15 July 2000 16 July 2000
170 -235 12 August 2000 13 August 2000
124 -201 17 September 2000 18 September 2000
150 -182 4 October 2000 5 October 2000
205 -358 31 March-3 April 2001 1, 2 and 3 April 2000
115 -256 11 April 2001 12 April 2001
140 -275 6 November 2001 6 and 7 November 2001
 73 -213 25 November 2001 26 November 2001

GSM netwerken kwamen pas in de negentiger jaren van de grond. De periode van interesse was dus de allereerste gelegenheid, waarbij de invloed van zonnewinden op de werking van GSM-netwerken in de praktijk werd ondervonden. Daarvan zijn geen rapporten te vinden. In deze periode was er hevige concurrentie tussen verschillende aanbieders, dus rapporten over problemen waren niet erg gewenst. Wellicht was men zich helemaal niet bewust van de oorzaak van storingen. De aard van de storingen moet gelegen hebben in de onderlinge verbindingen tussen de basisstations van het netwerk, dus juist op het terrein van de verwijzing van bellers naar de juist ontvangers!

Hoe groot is de invloed van dergelijke verschijnselen nou helemaal? Tijdens de 22e cyclus viel een hele elektriciteitscentrale uit (Quebec 1989)! Een volgende storm legde de beurs van Toronto plat, doordat electromagnetische stormen computerchips kunnen ontregelen.

Zonnecycli in de laatste decennia

Zonnecyclus 23

De zonnestorm tijdens het proces van Den Bosch (2003/4)

Zoals hierboven is getoond, was de PG bij de HR mede op grond van deze bijzondere omstandigheid bereid de herziening van 2003/4 te adviseren. Destijds werd verondersteld, dat de geofysische verschijnselen een positieve invloed konden hebben gehad op de propagatie van radiosignalen. Op zich is dit verwonderlijk, men verwacht eerder een negatieve invloed. Wellicht was dit de reden, hierop niet meer terug te komen; in het proces van Den Bosch zien wij  hierover slechts deze zinssnede:

"(Rapport van 5 januari 2004 van prof. Dr. Ir. G. Brussaard, gespecialiseerd in het onderzoek van bijzondere effecten van radiopropagatie en de eigenschappen van antennes:) Volgens deze deskundige kunnen bijzondere elektrische verschijnselen in de atmosfeer op grote hoogte (de ionosfeer), als gevolg van uitbarstingen van de zon leiden tot abnormale propagatie (lees: voortplanting) van radiogolven op de korte golf, bij radiogolven met frequenties van 3 Mhz tot 30 MHz. Echter in de frequentiebanden van de gsm-radiosignalen (900 MHz c.q. 1800 MHz) hebben verschijnselen in de ionosfeer in het geheel geen invloed op de signaalsterkte. "

Storingen in het netwerk

Hiermee werd een kans gemist: GSM-verkeer is meer dan een radioverbinding tussen mobieltje en basisstation. Daarna gebeurt er nog van alles, zoals de procedure, die regelt, welke zendmast zorgt voor de verbinding. Deze verloopt via verbindingen tussen de stations onderling en een bijbehorende centrale. Daarin kan van alles misgaan. Dit soort verbindingen is natuurlijk wel negatief beïnvloedbaar, bij voorbeeld door zonnestormen. Als er een negatieve invloed op de propagatie is opgetreden, dan heeft dat kunnen veroorzaken, dat de plaatsbepaling van de aanvrager van het gesprek tijdens ontvangst door het netwerk verstoord is geraakt; GPS-systemen werken op een vergelijkbare frequentie en raken ook verstoord tijdens geomagnetische stromen (door scintillatie).

Hoeveel verbindingen en componenten hierin zijn gevoelig voor electromagnetische stormen?

Dit stelde het BTO tijdens het proces Den Bosch:
"Uit rapportage door KPN is ons gebleken dat er op 23 september 1999 in basisstation 14801 een storing is geweest en dat aan die storing tot 14.41 uur is gewerkt. (..) De KPN heeft gerapporteerd dat de storing betrekking had op capaciteitsproblemen en dat de storing is verholpen door uitwisseling van een aantal componenten."

Dus was de hardware kapot gegaan, precies, hetgeen te verwachten valt onder de geschetste omstandigheden. De vraag die rijst is natuurlijk: Hoeveel andere -niet genoemde- stations hadden die dag hiermee te kampen?

Een voorlopig antwoord op deze vraag valt wel te geven. Het hele verhaal rond 14801 is namelijk door een groot toeval de wereld ingeholpen, lees maar:

Louwes'eigen verhaal Cell 14801
Citaat Het onderzoek was dus verspilde tijd en zinloos, maar het bevatte een element dat nog jaren nadien een rol zou gaan spelen en – althans naar mijn mening de aanleiding is geweest voor een toenemend aantal vervalste politieverslagen en processen-verbaal. Op die lijst stonden namelijk allerlei cell-nummers. Misschien herinnert u zich nog dat de cell in Deventer het nummer 14501 had. Op de lijst stonden verder geen of bijna geen nummers die met 14... begonnen. Vanwege dit laatste viel mij opeens het cell-nummer 14801 op. Omdat het nummer zo op het nummer uit Deventer leek, vroeg ik waar deze cell stond. Het bleek dat deze cell 14801 nabij ’t Harde stond. Voor mij was hiermee de kwestie verklaard. Ik ben geen techneut, maar ik begreep dat hier op één of andere manier een verwisseling van de cijfers 5 en 8 moest hebben plaatsgevonden.
Uitsmijter Ik heb dit met mijn advocaat besproken en kort daarna had zij een brief van de KPN waarin stond vermeld dat cell 14801 (dus die cell nabij ’t Harde) op – u raadt het al – donderdagmiddag 23 september 1999 was gerepareerd.
Betekenis en commentaar De vermelding van de storing van 14801 kwam tot stand op basis van een -redelijk willekeurige- steekproef. De kans is dus levensgroot, dat er nog veel meer storingen waren, maar dat daar niet naar is geïnformeerd, subsidiair KPN niet van plan was, daarover mededelingen te doen, subsidiair de resultaten niet zijn vrijgegeven.
Er is maar over één station expliciet gerapporteerd en dat leverde precies één storingsmelding op, dat is 100%!

dropped calls

Maar er zit nog meer dwars. Zoals hierboven weergegeven, gaf Prof. Brussaard een reactie op de mogelijke invloed van geofysische verschijnselen op het radio-verkeer. Zijn credentials betreffen radio-verkeer. Hij maakte in zijn bijdrage geen gewag van een invloedrijk artikel, dat in 2002 verscheen van de hand van Bala, Lanzerotti, Gary en Thomson: Noise in wireless systems produced by solar radio bursts ter verklaring van een in 1999 door Lanzerotti et al.(1) gemeld fenomeen.

De betekenis van het artikel is, dat tijdens verhoogde geofysische activiteit juist tijdens zonsopgang of zonsondergang een verhoogde kans van verstoring van radiosignalen optreedt. En laat het nu zo uitpakken, dat de korte gespreksduur van het mobiele telefoongesprek (16 s) direct wijst op de mogelijkheid van een zgn. dropped call, dus op de mogelijkheid van een externe verstoring!

Ik citeer:
"We find that statistically, depending upon wireless system parameters, several solar events per year are likely to occur that could cause severe interference in a given cell site during solar maximum periods.
In summary, this analysis of a compilation of solar noise bursts measured over the last four decades indicates that it is very likely that a wireless cell site could suffer severe interference from a solar radio burst on several occasions in a year, especially during solar maxima.
For example, for a cellular base station operating at 900 MHz (l2 0.1 m2) and G 10, the equivalent flux Feq will be 960 SFU. This is more than twice the thermal noise power. (..) Considering that an antenna at a given cell site is most susceptible for 3 hours each, around local mornings and evenings, then the chances would reduce to perhaps one event with peak flux density 103 SFU or larger every 40–80 days, or a few times every year at a given cell site. However, it should be noted that numerous sites will be pointing in the solar direction at the same time and, therefore, a large service area could be affected by a single burst event."

Waarom meldde de professor deze mogelijkheid niet? Ik attendeer erop, dat de antenne van 14501 NW-georiënteerd was, dus in de richting van de juist ondergegane zon.
Later zou er veelvuldig melding worden gemaakt van deze mogelijkheid van geofysische verstoring van het mobiele verkeer, men leze:

Scientists pinning dropped calls on... solar flares? en vele andere vergelijkbare artikelen....

16 seconden

Het gesprek duurde 16 seconden. Wel erg kort, gezien de zakelijke relatie tussen Louwes en het slachtoffer. Alleen de introductie van het te bespreken onderwerp zou langer geduurd moeten hebben. Maar als het om een dropped call ging, ligt dit ineens heel anders.
In geval het netwerk een onaanvaardbare verslechtering in de radioverbinding vaststelt, gebeuren er drie zaken:
  1. Tariefmatig wordt het gesprek als geëindigd beschouwd, m.a.w. de gespreksduur wordt op dat moment vastgelegd.
  2. Er wordt een bericht naar de mobiele telefoon gestuurd, dat het gesprek moet worden afgebroken.
  3. Er wordt een timer (soort keukenwekker) gestart.
Vanaf dit moment is de mobiele telefoon aan zijn lot overgelaten. Wellicht ontvang het mobieltje het signaal onder 2 helemaal niet, bedenk, dat de verbinding dan al gestoord is. Vooral digitale signalen zullen hieronder lijden; de storing was ook aan de hand van de digitale overdracht vastgesteld. De overdracht kan best nog voldoende zijn om het gesprek te kunnen voortzetten. Om te voorkomen, dat de mobiele beller de lijn eeuwig in bezit houdt, is de keukenwekker (jargon: timer T3109) gezet. Als deze afloopt wordt de verbinding definitief verbroken. Het gesprek kan dus nog voortkabbelen in tussentijd. Die tussentijd beloopt zo'n 15 tot 30 seconden, te bepalen door de provider. Het gesprek kan dus in totaal ook 45 seconden geduurd hebben, de mediane gespreksduur volgens veldonderzoek. En dan was het gesprek helemaal niet uitzonderlijk kort!!


Signatuur van de geomagnetische storm van 20 t/m 24 september 1999. Startmoment: 20 september 1999, om 06:00 UTC.
Links: Na bijna twee en een half etmaal bereikte de plasmagolf de aardse magnetosfeer en veroorzaakte de door de groene stippellijn aangegeven schokgolf. De passage van de plasmagolf vond plaats tussen de blauwe lijnen. De indicatoren hiervan zijn in de groene stroken weergegeven. De paarse stippellijn staat voor het moment van het telefoongesprek. Bedenk, dat deze metingen stammen van een sateliet (ACE), waardoor de verschijnselen op aarde ongeveer een uur later effect hadden. Aangepast naar Mohamed, A., N. Gopalswamy, S. Yashiro, et al. 2012. "The relation between coronal holes and coronal mass ejections during the rise, maximum, and declining phases of Solar Cycle 23." J. Geophys. Res., 117 (A1): A01103.
Rechts, idem van de WIND satelliet. Yutian Chi et al. 2015. Statistical Study of the Interplanetary Coronal Mass Ejections from 1996 to 2014. arXiv:1504.07849 [astro-ph.SR]
Merk vooral de verhoogde zonnewindsnelheid op (Vsw).

(1) Lanzerotti, L.J., Thomson, D.J., Maclennan, C.G. Engineering issues in space weather, in: Stuchly, M.A. (Ed.), Modern Radio Science 1999,. International Union of Radio Science (URSI). Oxford University. Press, Oxford, pp. 25–50, 1999.