לאס סופות גיאומגנטיות הן הפרעות בשדה המגנטי של כדור הארץ שנמשכות בין כמה שעות לימים. מקורם חיצוני והם נובעים מעלייה פתאומית של חלקיקים הנפלטים מהתלקחויות שמש המגיעות למגנטוספירה, ויוצרות שינויים בשדה המגנטי של כדור הארץ. סופות גיאומגנטיות הן גלובליות בטבען ומתחילות בכל הנקודות על פני כדור הארץ בו זמנית. עם זאת, עוצמת הסערות הנצפות משתנה ממקום למקום, וככל שקו הרוחב גבוה יותר, כך העוצמה גדולה יותר.
במאמר זה אנו הולכים לספר לכם מהן סופות גיאומגנטיות, מהן המאפיינים והסכנה שלהן.
היווצרות סופות גיאומגנטיות
התרחשותן של סופות גיאומגנטיות קשורה לפעילות השמש. השמש פולטת כל הזמן חלקיקים במה שמכונה "רוח השמש". חלקיקים אלו בדרך כלל אינם חודרים לאטמוספירה של כדור הארץ מכיוון שהם מוסטים על ידי המגנטוספירה של כדור הארץ.
עם זאת, לשמש אין פעילות קבועה, אלא מפגין פעילות המשתנה לאורך 11 שנים, במה שמכונה "מחזור השמש", שנכמת לפי מספר כתמי השמש שהיא רואה בכל תקופה. רֶגַע. . במהלך מחזור זה של 11 שנים, השמש השתנתה מפעילות מינימלית עם כתמי שמש כמעט נעלמים לפעילות מקסימלית עם עלייה משמעותית במספר כתמי השמש.
כתמי שמש תואמים לאזורים קריר יותר בפוטוספירת השמש שבה השדה המגנטי חזק מאוד ונחשבים לאזורים פעילים של השמש. בכתמי שמש אלו נוצרות התלקחויות שמש ופליטות מסה עטרה (CMEs). ) מקביל להתפרצות אלימה המשליכה כמויות גדולות של חומר קורונלי לתוך המדיום הבין-פלנטרי, ובכך משנה את צפיפות רוח השמש ומהירותה.
כאשר CMEs גדולים מספיק ומתרחשים בכיוון כדור הארץ, הצפיפות והמהירות המוגברות של רוח השמש עלולות לעוות את המגנטוספירה של כדור הארץ, וליצור סופות גיאומגנטיות. אלה משפיעים על כדור הארץ כולו בו-זמנית, ובהתאם למהירות שבה רוח השמש מגיעה לגירוש אלים, הם יכולים לקחת יום או מספר ימים עד להתרחשותם, שכן תופעה זו מתרחשת על השמש.
בשנים האחרונות שוגרו לחלל מספר משימות לוויין לעקוב אחר פעילות השמש ממקומות שונים ולהיות מסוגל להתריע מפני פליטות מסה עטרה שעלולות להשפיע על כדור הארץ.
כיצד למדוד סופות גיאומגנטיות?
סערה גיאומגנטית מתועדת במצפי כוכבים גיאומגנטיים כהפרעה פתאומית למדי המשפיעה על מרכיבי השדה המגנטי של כדור הארץ ונמשכת יום או יותר עד שיחזור השקט.
לכמת עוצמת הסערות הגיאומגנטיות נעשה שימוש באינדקס הגיאומגנטי. מבין אלה, הנפוצים ביותר הם מדד Dst, המייצג את הפעילות המגנטית של רשת של ארבעה מצפה כוכבים גיאומגנטיים הממוקמים ליד קו המשווה המגנטי, ואינדקס שלוש השעות, המייצג את הפעילות.
גיאומגנטיות מתבצעת כל שלוש שעות. מבין האחרונים, מדד K הוא הנפוץ ביותר, שהוא אינדקס גיאומגנטי מעין-לוגריתמי, המייצג את ההפרעה של השדה הגאומגנטי המקומי, ומבוסס על עקומת השונות היומית של המצפה הגיאומגנטי בימים רגועים. זה נמדד במרווחים של שלוש שעות. ברמה הפלנטרית, מוגדר מדד Kp, המתקבל על ידי חישוב הממוצע המשוקלל של מדדי K שנצפו ברשת גלובלית של מצפה כוכבים גיאומגנטיים.
הסוכנות האמריקנית NOAA הגדירה קנה מידה כדי לכמת את העוצמה וההשפעה של סופות גיאומגנטיות. הוא מורכב מחמישה ערכים אפשריים (G1 עד G5) הקשורים לערך מדד Kp שהושג ומייצג התדירות הממוצעת שבה הם מתרחשים בכל מחזור שמש.
מזג אוויר בחלל כולל חקר תנאי הסביבה בין השמש לכדור הארץ הנגרמים מפעילות השמש והסיכונים הכרוכים בה.
נכון להיום, ישנם ארגונים רבים ברחבי העולם המתמחים במזג אוויר בחלל, הפועלים לניטור השמש והשפעתה על כדור הארץ, צבירת נתונים מלוויינים, מצפי כוכבים גיאומגנטיים וחיישנים אחרים. בספרד, שירות המטאורולוגיה הלאומי של החלל (SEMNES) מבצע את משימות הניטור וההפצה הללו, בהשתתפות המכון הלאומי לג'יאוגרפיק המספק נתונים מהמצפה הגיאומגנטי שלו.
השפעות של סערות גיאומגנטיות
בני הזוג זוהר
סערות גיאומגנטיות הן בדרך כלל קטנות בקנה מידה ואינן גורמות נזק. הזוהר הצפוני בחצי הכדור הצפוני והזוהר הדרומי בחצי הכדור הדרומי הם הביטויים הנעימים ביותר של סערות גיאומגנטיות, שנוצרו על ידי חלקיקי שמש טעונים באינטראקציה עם האטמוספירה של כדור הארץ. כאשר כמות גדולה של חומר מגיעה עקב השפעת פליטת מסה עטרה, השדה המגנטי של כדור הארץ מנסה להסיט את החלקיקים האלה, אבל בסופו של דבר הם חודרים לאזור ליד הקטבים המגנטיים ויוצרים מגע עם השכבות העליונות של האטמוספירה. שכבות אלו, החלקיקים מקיימים אינטראקציה עם האטמוספירה בגזים (חמצן, חנקן) מתקשרים זה עם זה, מה שיתאים את הצבע שאתה רואה.
למרות שהאורות נפוצות בקווי רוחב גבוהים, כשהן קשורות לסופות גיאומגנטיות קיצוניות, ניתן לראות אותן בקווי רוחב נמוכים בהרבה. כך, למשל, הסופה הגדולה "אירוע קרינגטון" ב-1 בספטמבר 1859 הפיקה אורות באירופה, מרכז אמריקה והוואי. בספרד, התופעה הזו הייתה ידועה מאוד לשמצה ודווחה אז בתקשורת המקומית.
נזקי סערה גיאומגנטית
במקרים פחות שכיחים בהם סערות גיאומגנטיות אינטנסיביות יותר, הן עלולות לגרום נזק לתשתיות ולאנשים.
מצד אחד, לוויינים מסתכנים להיפגע פעולתם של חלקיקים טעונים אנרגטיים, העלולים לפגוע במבנה שלו או להשפיע על תפקודו. הדבר עלול להשפיע על מערכות מיקום, מערכות ניווט או לווייני תקשורת, ולגרום לנזק משמעותי ואובדן כספי לכל התשתית הנשענת על פעילותן של מערכות אלו.
מצד שני, רשתות חלוקת חשמל וצינורות מתכתיים תת-קרקעיים שיכולים לגרום לזרמים מושרים גיאומגנטית (GICs) הם מאוד רגישים. סוג זה של זרם יכול להזיק מאוד לרשתות החשמל, ולגרום לשנאים במתח גבוה להתחמם יתר על המידה או אפילו להישרף, כפי שקרה במהלך הסופה הגיאומגנטית של 13 במרץ 1989, שגרם להפסקה מפורסמת בקוויבק (קנדה). צינורות נפט וגז רגישים לקורוזיה עקב GIC, בעוד שמערכות איתות לתנועת רכבות עלולות להינזק ולהוות סיכון.
אנשים מושפעים גם מסופות גיאומגנטיות חזקות בעת נסיעה במטוס. מסיבה זו, מטוסים בנתיבי קוטב מופנים לעתים קרובות במהלך סופות גיאומגנטיות עזות, ואסטרונאוטים חייבים להישאר על הסיפון עד שהשפעות הסופה יירגעו.
אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על סערות גיאומגנטיות והמאפיינים שלהן.