geomagnetische Stürme

geomagnetische Stürme

Die geomagnetische Stürme sind Störungen im Erdmagnetfeld, die einige Stunden bis Tage andauern. Ihr Ursprung ist extern und resultiert aus einer plötzlichen Zunahme von Partikeln, die von Sonneneruptionen emittiert werden, die die Magnetosphäre erreichen und Veränderungen im Erdmagnetfeld verursachen. Geomagnetische Stürme sind globaler Natur und beginnen an allen Punkten der Erde gleichzeitig. Die Stärke der beobachteten Stürme variiert jedoch von Ort zu Ort, und je höher der Breitengrad, desto größer die Stärke.

In diesem Artikel erklären wir Ihnen, was geomagnetische Stürme sind, was ihre Eigenschaften und Gefahren sind.

Entstehung geomagnetischer Stürme

geomagnetische Stürme im Weltraum

Das Auftreten geomagnetischer Stürme hängt mit der Sonnenaktivität zusammen. Die Sonne emittiert ständig Partikel im sogenannten "Sonnenwind". Diese Teilchen dringen normalerweise nicht in die Erdatmosphäre ein, da sie von der Erdmagnetosphäre abgelenkt werden.

Die Sonne hat jedoch keine konstante Aktivität, sondern zeigt eine Aktivität, die über eine Dauer von 11 Jahren im sogenannten "Sonnenzyklus" variiert, der durch die Anzahl der Sonnenflecken quantifiziert wird, die sie in jeder Periode sieht. Moment. . Während dieses 11-Jahres-Zyklus hat sich die Sonne von minimaler Aktivität mit fast verschwindenden Sonnenflecken bis zu maximaler Aktivität mit einer signifikanten Zunahme der Sonnenfleckenzahl verändert.

Sonnenflecken entsprechen Regionen kühler in der Photosphäre der Sonne, wo das Magnetfeld sehr stark ist, und gelten als aktive Regionen der Sonne. In diesen Sonnenflecken entstehen Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe (CMEs). ) Entspricht einem heftigen Ausbruch, der große Mengen koronalen Materials in das interplanetare Medium schleudert und so die Dichte des Sonnenwinds und seine Geschwindigkeit verändert.

Wenn CMEs groß genug sind und in Richtung der Erde auftreten, kann die erhöhte Dichte und Geschwindigkeit des Sonnenwinds die Magnetosphäre der Erde verzerren und geomagnetische Stürme erzeugen. Diese wirken sich gleichzeitig auf den gesamten Planeten aus, und je nachdem, wie schnell der Sonnenwind heftig ausstößt, kann es einen Tag oder einige Tage dauern, bis sie auftreten, da dieses Phänomen auf der Sonne auftritt.

In den letzten Jahren wurden eine Reihe von Satellitenmissionen ins All gestartet Überwachen Sie die Aktivität der Sonne von verschiedenen Orten aus und um vor koronalen Massenauswürfen warnen zu können, die die Erde treffen könnten.

Wie misst man geomagnetische Stürme?

Telekommunikationsschäden

Ein geomagnetischer Sturm wird an geomagnetischen Observatorien als ziemlich plötzliche Störung aufgezeichnet, die Komponenten des Erdmagnetfelds beeinflusst und einen Tag oder länger anhält, bis die Ruhe wiederhergestellt ist.

zu quantifizieren Für die Stärke der geomagnetischen Stürme wurde der Geomagnetische Index verwendet. Die am häufigsten verwendeten sind der Dst-Index, der die magnetische Aktivität eines Netzwerks von vier geomagnetischen Observatorien in der Nähe des magnetischen Äquators darstellt, und der Drei-Stunden-Index, der die Aktivität darstellt

Erdmagnetismus wird alle drei Stunden durchgeführt. Unter letzteren ist der K-Index der am häufigsten verwendete, ein quasi-logarithmischer geomagnetischer Index, der die Störung des lokalen Erdmagnetfeldes darstellt und auf der Tagesverlaufskurve des geomagnetischen Observatoriums an ruhigen Tagen basiert. Diese wird in dreistündigen Intervallen gemessen. Auf planetarer Ebene wird der Kp-Index definiert, der durch Berechnung des gewichteten Durchschnitts der K-Indizes ermittelt wird, die in einem globalen Netzwerk geomagnetischer Observatorien beobachtet werden.

Die US-Behörde NOAA hat eine Skala definiert, um die Intensität und Auswirkung geomagnetischer Stürme zu quantifizieren. Er besteht aus fünf möglichen Werten (G1 bis G5) bezogen auf den erreichten und repräsentierten Kp-Indexwert die durchschnittliche Häufigkeit, mit der sie in jedem Sonnenzyklus auftreten.

Space Weather umfasst die Untersuchung der durch Sonnenaktivität verursachten Umweltbedingungen zwischen Sonne und Erde und der damit verbundenen Risiken.

Derzeit gibt es weltweit viele Organisationen, die sich auf Weltraumwetter spezialisiert haben und daran arbeiten, die Sonne und ihre Auswirkungen auf die Erde zu überwachen, indem sie Daten von Satelliten, geomagnetischen Observatorien und anderen Sensoren sammeln. In Spanien führt der Nationale Dienst für Weltraummeteorologie (SEMNES) diese Überwachungs- und Verbreitungsmissionen unter Beteiligung des National Geographic Institute durch, das Daten von seinem geomagnetischen Observatorium bereitstellt.

Auswirkungen geomagnetischer Stürme

Tormenta Solar

Die Auroras

Geomagnetische Stürme sind in der Regel klein und richten keine Schäden an. Nordlichter auf der Nordhalbkugel und Südlichter auf der Südhalbkugel sind die angenehmsten Manifestationen geomagnetischer Stürme, die durch geladene Sonnenteilchen entstehen, die mit der Erdatmosphäre interagieren. Wenn aufgrund des Einflusses eines koronalen Massenauswurfs eine große Menge Material ankommt, Das Erdmagnetfeld versucht diese Teilchen abzulenken, aber schließlich dringen sie in das Gebiet in der Nähe der Magnetpole ein und treten in Kontakt mit den oberen Schichten der Atmosphäre. In diesen Schichten interagieren die Partikel mit der Atmosphäre, in der Gase (Sauerstoff, Stickstoff) miteinander interagieren, wodurch sich die Farbe anpasst, die Sie sehen.

Obwohl Polarlichter in hohen Breiten verbreitet sind, können sie in Verbindung mit extremen geomagnetischen Stürmen in viel niedrigeren Breiten gesehen werden. So erzeugte zum Beispiel der große Sturm „Carrington Event“ am 1. September 1859 Polarlichter in Europa, Mittelamerika und Hawaii. In Spanien war dieses Phänomen sehr berüchtigt und wurde damals von den lokalen Medien berichtet.

Geomagnetische Sturmschäden

In weniger häufigen Fällen, in denen geomagnetische Stürme intensiver sind, können sie Schäden an Infrastruktur und Menschen verursachen.

Einerseits laufen Satelliten Gefahr, davon betroffen zu sein die Einwirkung energiegeladener Teilchen, die seine Struktur beschädigen oder seine Funktion beeinträchtigen können. Dies könnte Positionierungssysteme, Navigationssysteme oder Kommunikationssatelliten beeinträchtigen und erhebliche Schäden und finanzielle Verluste für die gesamte Infrastruktur verursachen, die für den Betrieb auf diese Systeme angewiesen ist.

Andererseits sind Stromverteilungsnetze und unterirdische Metallrohre, die geomagnetisch induzierte Ströme (GIC) induzieren können, sehr empfindlich. Diese Art von Strom kann elektrische Netze extrem schädigen und Hochspannungstransformatoren überhitzen oder sogar durchbrennen lassen, wie es während des geomagnetischen Sturms vom 13. März 1989 geschah. das verursachte einen berühmten Stromausfall in Quebec (Kanada). Öl- und Gaspipelines sind durch GIC anfällig für Korrosion, während Signalanlagen für den Schienenverkehr beschädigt werden können und ein Risiko darstellen.

Auch bei Flugreisen sind Menschen von starken geomagnetischen Stürmen betroffen. Aus diesem Grund werden Flugzeuge auf Polarrouten während intensiver geomagnetischer Stürme oft umgeleitet, und Astronauten müssen an Bord bleiben, bis die Auswirkungen des Sturms nachlassen.

Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über geomagnetische Stürme und ihre Eigenschaften erfahren können.


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