Te burze geomagnetyczne to zaburzenia pola magnetycznego Ziemi, które trwają od kilku godzin do dni. Ich pochodzenie jest zewnętrzne i wynikają z nagłego wzrostu ilości cząstek emitowanych przez rozbłyski słoneczne, które docierają do magnetosfery, powodując zmiany w ziemskim polu magnetycznym. Burze geomagnetyczne mają charakter globalny i zaczynają się we wszystkich punktach Ziemi w tym samym czasie. Jednak siła obserwowanych burz różni się w zależności od miejsca, a im wyższa szerokość geograficzna, tym większa siła.
W tym artykule opowiemy, czym są burze geomagnetyczne, jakie są ich cechy i jakie są zagrożenia.
Powstawanie burz geomagnetycznych
Występowanie burz geomagnetycznych jest związane z aktywnością słoneczną. Słońce nieustannie emituje cząsteczki w tak zwanym „wiatrze słonecznym”. Cząstki te zwykle nie wnikają w atmosferę ziemską, ponieważ są odchylane przez magnetosferę ziemską.
Jednak Słońce nie ma stałej aktywności, ale wykazuje aktywność, która zmienia się w ciągu 11 lat, w tak zwanym „cyklu słonecznym”, który jest określany ilościowo przez liczbę plam słonecznych, które widzi w każdym okresie. za chwilę. . Podczas tego 11-letniego cyklu Słońce zmieniało się od minimalnej aktywności z prawie znikającymi plamami słonecznymi do maksymalnej aktywności ze znacznym wzrostem liczby plam słonecznych.
Plamy słoneczne odpowiadają regionom chłodniej w fotosferze Słońca, gdzie pole magnetyczne jest bardzo silne i uważane są za aktywne obszary Słońca. To w tych plamach słonecznych powstają rozbłyski słoneczne i koronalne wyrzuty masy (CME). ) Odpowiada gwałtownej erupcji, która wyrzuca duże ilości materiału koronalnego do ośrodka międzyplanetarnego, modyfikując w ten sposób gęstość wiatru słonecznego i jego prędkość.
Kiedy CME są wystarczająco duże i występują w kierunku Ziemi, zwiększona gęstość i prędkość wiatru słonecznego może zniekształcić magnetosferę Ziemi, tworząc burze geomagnetyczne. Wpływają one na całą planetę w tym samym czasie iw zależności od tego, jak szybko wiatr słoneczny osiąga gwałtowne wyrzucanie, mogą wystąpić dzień lub kilka dni, ponieważ zjawisko to występuje na Słońcu.
W ostatnich latach w kosmos wystrzelono szereg misji satelitarnych, aby: monitorować aktywność słońca z różnych miejsc oraz możliwość ostrzegania przed koronalnymi wyrzutami masy, które mogą mieć wpływ na Ziemię.
Jak mierzyć burze geomagnetyczne?
Burza geomagnetyczna jest rejestrowana w obserwatoriach geomagnetycznych jako dość nagłe zakłócenie, które wpływa na składniki pola magnetycznego Ziemi i utrzymuje się przez dzień lub dłużej, aż do przywrócenia spokoju.
do oszacowania do wielkości burz geomagnetycznych wykorzystano indeks geomagnetyczny. Spośród nich najczęściej stosowanym jest indeks Dst, który reprezentuje aktywność magnetyczną sieci czterech obserwatoriów geomagnetycznych zlokalizowanych w pobliżu równika magnetycznego, oraz indeks trzygodzinny, który reprezentuje aktywność
Geomagnetyzm jest wykonywany co trzy godziny. Wśród tych ostatnich najczęściej używany jest indeks K, który jest quasi-logarytmicznym indeksem geomagnetycznym, który reprezentuje zaburzenie lokalnego pola geomagnetycznego i opiera się na krzywej zmienności dobowej obserwatorium geomagnetycznego w spokojne dni. Jest to mierzone w odstępach trzygodzinnych. Na poziomie planetarnym definiuje się indeks Kp, który uzyskuje się poprzez obliczenie średniej ważonej indeksów K obserwowanych w globalnej sieci obserwatoriów geomagnetycznych.
Amerykańska agencja NOAA określiła skalę do ilościowego określenia intensywności i wpływu burz geomagnetycznych. Składa się z pięciu możliwych wartości (G1 do G5) związanych z osiągniętą wartością wskaźnika Kp i reprezentuje średnia częstotliwość ich występowania w każdym cyklu słonecznym.
Pogoda kosmiczna obejmuje badanie warunków środowiskowych między Słońcem a Ziemią spowodowanych aktywnością słoneczną i związanych z nią zagrożeń.
Obecnie na całym świecie istnieje wiele organizacji specjalizujących się w pogodzie kosmicznej, zajmujących się monitorowaniem słońca i jego wpływu na Ziemię, agregowaniem danych z satelitów, obserwatoriów geomagnetycznych i innych czujników. W Hiszpanii misje monitorujące i rozpowszechniające prowadzi Krajowa Służba Meteorologii Kosmicznej (SEMNES), przy udziale National Geographic Institute dostarczającego dane ze swojego obserwatorium geomagnetycznego.
Skutki burz geomagnetycznych
Zorze polarne
Burze geomagnetyczne mają zwykle niewielką skalę i nie powodują żadnych szkód. Zorza polarna na półkuli północnej i zorza polarna na półkuli południowej to najprzyjemniejsze przejawy burz geomagnetycznych, wywoływanych przez naładowane cząstki słoneczne oddziałujące z atmosferą ziemską. Gdy pod wpływem koronalnego wyrzutu masy dociera duża ilość materiału, Pole magnetyczne Ziemi próbuje odchylić te cząstki, ale w końcu penetrują obszar w pobliżu biegunów magnetycznych i wchodzą w kontakt z górnymi warstwami atmosfery. te warstwy, cząstki oddziałują z atmosferą w gazach (tlen, azot) oddziałują ze sobą, co dostosuje kolor, który widzisz.
Chociaż zorze polarne są powszechne na dużych szerokościach geograficznych, gdy są powiązane z ekstremalnymi burzami geomagnetycznymi, można je zobaczyć na znacznie niższych szerokościach geograficznych. Na przykład wielka burza „Wydarzenie Carringtona” 1 września 1859 r. spowodowała zorze polarne w Europie, Ameryce Środkowej i na Hawajach. W Hiszpanii zjawisko to było bardzo głośne i było zgłaszane przez lokalne media w tamtym czasie.
Uszkodzenia wywołane burzą geomagnetyczną
W mniej powszechnych przypadkach, w których burze geomagnetyczne są bardziej intensywne, mogą powodować szkody w infrastrukturze i ludziach.
Z jednej strony satelity są narażone na wpływ działanie naładowanych energetycznie cząstek, które mogą uszkodzić jego strukturę lub wpłynąć na jego funkcjonowanie. Może to mieć wpływ na systemy pozycjonowania, systemy nawigacyjne lub satelity komunikacyjne, powodując znaczne szkody i straty finansowe w całej infrastrukturze, która opiera się na działaniu tych systemów.
Z drugiej strony bardzo wrażliwe są sieci dystrybucji energii i podziemne metalowe rury, które mogą indukować prądy indukowane geomagnetycznie (GIC). Ten rodzaj prądu może być bardzo szkodliwy dla sieci elektrycznych, powodując przegrzanie lub nawet spalenie transformatorów wysokiego napięcia, jak miało to miejsce podczas burzy geomagnetycznej 13 marca 1989 r. która spowodowała słynną przerwę w dostawie prądu w Quebecu (Kanada). Rurociągi naftowe i gazowe są podatne na korozję wywołaną przez GIC, a systemy sygnalizacji dla ruchu kolejowego mogą ulec uszkodzeniu, stwarzając zagrożenie.
Podczas podróży samolotem ludzie są również narażeni na silne burze geomagnetyczne. Z tego powodu samoloty na trasach polarnych są często kierowane podczas intensywnych burz geomagnetycznych, a astronauci muszą pozostać na pokładzie do czasu ustąpienia skutków burzy.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o burzach geomagnetycznych i ich charakterystyce.