ال العواصف المغناطيسية الأرضية هي اضطرابات في المجال المغناطيسي للأرض تستمر من بضع ساعات إلى أيام. أصلها خارجي وينتج عن زيادة مفاجئة في الجسيمات المنبعثة من التوهجات الشمسية التي تصل إلى الغلاف المغناطيسي ، مما يخلق تغييرات في المجال المغناطيسي للأرض. العواصف الجيومغناطيسية عالمية بطبيعتها وتبدأ من جميع النقاط على الأرض في نفس الوقت. ومع ذلك ، فإن حجم العواصف المرصودة يختلف من مكان إلى آخر ، وكلما زاد خط العرض ، زاد الحجم.
في هذه المقالة سوف نخبرك ما هي العواصف المغناطيسية الأرضية ، وما هي خصائصها وخطرها.
تشكل عواصف مغنطيسية أرضية
يرتبط حدوث العواصف المغناطيسية الأرضية بالنشاط الشمسي. تنبعث من الشمس جزيئات باستمرار فيما يسمى "الريح الشمسية". عادة لا تخترق هذه الجسيمات الغلاف الجوي للأرض لأنها تنحرف بفعل الغلاف المغناطيسي للأرض.
ومع ذلك ، ليس للشمس نشاط ثابت ، ولكنها تعرض نشاطًا يختلف على مدى 11 عامًا ، في ما يسمى بـ "الدورة الشمسية" ، والتي يتم قياسها من خلال عدد البقع الشمسية التي تراها في كل فترة. الوقت الحاضر. . خلال هذه الدورة التي تبلغ 11 عامًا ، اختلفت الشمس من نشاط ضئيل مع اختفاء البقع الشمسية تقريبًا إلى أقصى نشاط مع زيادة كبيرة في عدد البقع الشمسية.
البقع الشمسية تتوافق مع المناطق أكثر برودة في الغلاف الضوئي للشمس حيث يكون المجال المغناطيسي قويًا جدًا وتعتبر مناطق نشطة من الشمس. في هذه البقع الشمسية يتم إنشاء التوهجات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية (CMEs). ) يتوافق مع اندلاع عنيف يلقي بكميات كبيرة من المواد الإكليلية في وسط الكواكب ، وبالتالي تعديل كثافة الرياح الشمسية وسرعتها.
عندما تكون CME كبيرة بما يكفي وتحدث في اتجاه الأرض ، يمكن أن تؤدي زيادة كثافة وسرعة الرياح الشمسية إلى تشوه الغلاف المغناطيسي للأرض ، مما يؤدي إلى حدوث عواصف مغنطيسية أرضية. تؤثر هذه العوامل على الكوكب بأكمله في نفس الوقت ، واعتمادًا على السرعة التي تصل بها الرياح الشمسية إلى الطرد العنيف ، يمكن أن تستغرق يومًا أو بضعة أيام لتحدث ، نظرًا لأن هذه الظاهرة تحدث على الشمس.
في السنوات الأخيرة ، تم إطلاق عدد من بعثات الأقمار الصناعية في الفضاء إلى مراقبة نشاط الشمس من مواقع مختلفة وأن تكون قادرًا على التحذير من الانبعاث الكتلي الإكليلي الذي يمكن أن يؤثر على الأرض.
كيفية قياس العواصف المغناطيسية الأرضية؟
يتم تسجيل عاصفة مغنطيسية أرضية في المراصد الجيومغناطيسية على أنها اضطراب مفاجئ نسبيًا يؤثر على مكونات المجال المغناطيسي للأرض ويستمر ليوم أو أكثر حتى استعادة الهدوء.
لتحديد العدد حجم العواصف المغنطيسية الأرضية تم استخدام المؤشر الجيومغناطيسي. من بين هؤلاء ، الأكثر استخدامًا هو مؤشر Dst ، والذي يمثل النشاط المغناطيسي لشبكة من أربعة مراصد مغنطيسية أرضية تقع بالقرب من خط الاستواء المغناطيسي ، ومؤشر ثلاث ساعات ، والذي يمثل النشاط
يتم تنفيذ المغناطيسية الأرضية كل ثلاث ساعات. من بين هذه الأخيرة ، مؤشر K هو الأكثر استخدامًا ، وهو مؤشر مغناطيسي أرضي شبه لوغاريتمي ، والذي يمثل اضطراب المجال المغنطيسي الأرضي المحلي ، ويستند إلى منحنى التباين النهاري للمرصد المغنطيسي الأرضي في أيام الهدوء. يتم قياس ذلك على فترات ثلاث ساعات. على مستوى الكواكب ، يتم تحديد مؤشر Kp ، والذي يتم الحصول عليه من خلال حساب المتوسط المرجح لمؤشرات K التي لوحظت في شبكة عالمية من المراصد المغنطيسية الأرضية.
حددت وكالة NOAA الأمريكية مقياسًا لتقدير شدة وتأثير العواصف المغناطيسية الأرضية. يتكون من خمس قيم محتملة (G1 إلى G5) تتعلق بقيمة مؤشر Kp التي تم الوصول إليها وتمثيلها متوسط التردد الذي تحدث به في كل دورة شمسية.
يتضمن طقس الفضاء دراسة الظروف البيئية بين الشمس والأرض الناجمة عن النشاط الشمسي والمخاطر المرتبطة به.
يوجد حاليًا العديد من المنظمات حول العالم التي تتخصص في طقس الفضاء ، وتعمل على مراقبة الشمس وتأثيرها على الأرض ، وتجميع البيانات من الأقمار الصناعية والمراصد الجيومغناطيسية وأجهزة الاستشعار الأخرى. في إسبانيا ، تقوم الخدمة الوطنية للأرصاد الجوية الفضائية (SEMNES) بمهام المراقبة والنشر هذه ، بمشاركة المعهد الجغرافي الوطني الذي يوفر البيانات من مرصده المغنطيسي الأرضي.
آثار العواصف المغناطيسية الأرضية
الشفق
عادة ما تكون العواصف المغناطيسية الأرضية صغيرة الحجم ولا تسبب أي ضرر. تعتبر الأضواء الشمالية في نصف الكرة الشمالي والأضواء الجنوبية في نصف الكرة الجنوبي من أكثر المظاهر الممتعة للعواصف المغنطيسية الأرضية ، الناتجة عن تفاعل الجسيمات الشمسية المشحونة مع الغلاف الجوي للأرض. عندما تصل كمية كبيرة من المواد بسبب تأثير القذف الكتلي الإكليلي ، يحاول المجال المغناطيسي للأرض تشتيت هذه الجسيمات ، لكن في النهاية ينتهي بهم الأمر باختراق المنطقة القريبة من الأقطاب المغناطيسية والتواصل مع الطبقات العليا من الغلاف الجوي. هذه الطبقات ، تتفاعل الجزيئات مع الغلاف الجوي في الغازات (الأكسجين والنيتروجين) تتفاعل مع بعضها البعض ، مما يؤدي إلى ضبط اللون الذي تراه.
على الرغم من أن الشفق القطبي شائع عند خطوط العرض العليا ، إلا أنه عند ارتباطه بالعواصف المغناطيسية الأرضية الشديدة ، يمكن رؤيته عند خطوط العرض المنخفضة كثيرًا. لذلك ، على سبيل المثال ، أنتجت العاصفة العظيمة "حدث كارينجتون" في 1 سبتمبر 1859 الشفق القطبي في أوروبا وأمريكا الوسطى وهاواي. في إسبانيا ، كانت هذه الظاهرة سيئة السمعة للغاية وتناقلتها وسائل الإعلام المحلية في ذلك الوقت.
أضرار العاصفة المغناطيسية الأرضية
في الحالات الأقل شيوعًا حيث تكون العواصف المغناطيسية الأرضية أكثر كثافة ، يمكن أن تسبب أضرارًا للبنية التحتية والأشخاص.
من ناحية أخرى ، تتعرض الأقمار الصناعية لخطر التأثر بها عمل الجسيمات المشحونة النشطة ، والتي يمكن أن تلحق الضرر بهيكلها أو تؤثر على أدائها. قد يؤثر ذلك على أنظمة تحديد المواقع أو أنظمة الملاحة أو أقمار الاتصالات ، مما يتسبب في أضرار كبيرة وخسارة مالية لجميع البنية التحتية التي تعتمد على هذه الأنظمة للعمل.
من ناحية أخرى ، فإن شبكات توزيع الطاقة والأنابيب المعدنية تحت الأرض التي يمكن أن تحفز التيارات المستحثة مغناطيسيًا (GICs) حساسة للغاية. يمكن أن يكون هذا النوع من التيار ضارًا للغاية بالشبكات الكهربائية ، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة المحولات عالية الجهد أو حتى احتراقها ، كما حدث أثناء العاصفة المغنطيسية الأرضية في 13 مارس 1989 ، التي تسببت في انقطاع التيار الكهربائي الشهير في كيبيك (كندا). خطوط أنابيب النفط والغاز عرضة للتآكل بسبب GIC ، في حين أن أنظمة الإشارات لحركة السكك الحديدية يمكن أن تتلف ، مما يشكل خطرًا.
يتأثر الناس أيضًا بالعواصف المغناطيسية الأرضية القوية عند السفر بالطائرة. لهذا السبب ، غالبًا ما يتم تحويل مسار الطائرات على المسارات القطبية أثناء العواصف المغناطيسية الأرضية الشديدة ، ويجب أن يظل رواد الفضاء على متنها حتى تهدأ آثار العاصفة.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن العواصف المغناطيسية الأرضية وخصائصها.