4 

1.1

 

Develop Benchmarks for Induced Geo-Electric Fields  

Geomagnetic storms can induce geo-electric fields in the Earth’s crust, driving electric currents in long 

conductors on or near the Earth’s surface. These induced geo-electric fields present a risk to the reliable 

operation of electric power systems and may affect gas and oil pipelines, railways, and other 

infrastructures that have long conductive paths. For example, a geo-electric field induced by a space-

weather event can produce electric currents (i.e., geomagnetically induced currents [GICs]) that could 

affect electric-grid system stability, with the potential to damage or cause the failure of essential electric 

power transmission components. Depending on the severity of the geomagnetic storm, cascading 

system failure or damage could lead to regional interruptions of electrical power distribution and result 

in complications with recovery and restoration efforts. To be useful, geo-electric field benchmarks 

should characterize the induced geo-electric field at the Earth’s surface (E-field). This parameter can 

feed directly into vulnerability studies conducted by industry and the private sector. 
At a minimum, the E-field benchmarks and associated confidence levels will define the following: 

•

 

Amplitude of the induced E-field; and 

•

 

Time dependence of the induced E-field. 

At a minimum, these benchmarks will be developed for the following event occurrence rate and 

intensity level: 

•

 

An occurrence frequency of 1 in 100 years; and 

•

 

An intensity level at the theoretical maximum for the event. 

All benchmarks will state the assumptions made and the associated uncertainties and provide sufficient 

means to account for regional differences across the United States. 
The following actions will be taken to develop induced geo-electric field benchmarks: 

1.1.1

 

The Department of the Interior (DOI), the Department of Commerce (DOC), and the National 

Aeronautics and Space Administration (NASA), in coordination with the Department of 

Homeland Security (DHS), the Department of Energy (DOE), and the National Science 

Foundation (NSF), will: (1) assess the feasibility of establishing functional benchmarks using 

currently available storm data sets, existing models, and published literature; and (2) use 

the existing body of work to produce benchmarks for specific regions of the United States. 

Deliverable: Develop Phase 1 benchmarks 
Timeline: Within 180 days of the publication of this Action Plan 

1.1.2

 

DOI, DOC, NASA, and NSF, in coordination with DHS and DOE, will assess the suitability of 

current data sets and methods to develop a more-refined (compared to Phase 1) set of 

benchmarks. The assessment will also identify gaps in methods and available data, project 

the cost of filling these gaps, and project the potential improvement to the benchmarks 

based on filling each gap. 

Deliverable: Complete assessment report 
Timeline: Within 1 year of the publication of this Action Plan