סופות גיאומגנטיות הן הפרעות בשדה המגנטי של כדור הארץ הנמשכות בין מספר שעות למספר ימים. הן מקורן במקורות חיצוניים ונובעות מגל פתאומי של חלקיקים הנפלטים מהתפרצויות סולאריות המגיעות למגנטוספרה, ויוצרות שינויים בשדה המגנטי של כדור הארץ. סופות גיאומגנטיות הן גלובליות באופיין ומתחילות בכל הנקודות על פני כדור הארץ בו זמנית. עם זאת, עוצמת הסופות הנצפות משתנה ממקום למקום, וככל שקו הרוחב גבוה יותר, כך עוצמתן גדולה יותר.
במאמר זה אנו הולכים לספר לכם מהן סופות גיאומגנטיות, מהן המאפיינים והסכנה שלהן.
היווצרות סופות גיאומגנטיות
התרחשותן של סופות גיאומגנטיות קשורה לפעילות סולארית. השמש פולטת כל הזמן חלקיקים במה שמכונה "רוח השמש". חלקיקים אלה בדרך כלל אינם חודרים לאטמוספירה של כדור הארץ מכיוון שהם מוסטים על ידי המגנטוספרה 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 מתייחסים לאזורים קרירים יותר בפוטוספירה של השמש שבהם השדה המגנטי חזק מאוד והם נחשבים לאזורים פעילים של השמש. התפרצויות שמש ופליטות מסה קורונליות (CME) מתרחשות בכתמי שמש אלה. התפרצות שמש היא התפרצות אלימה הזורקת כמויות גדולות של חומר קורונלי לחלל הבין-כוכבי, ובכך משנה את צפיפות ומהירות רוח השמש. למידע נוסף על תהליך זה, ניתן לעיין במאמר על סופות שמש.
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 סדרה של משימות לווייניות לחלל כדי לנטר את פעילות השמש ממקומות שונים ולספק התראות מוקדמות מפני פליטות מסה מקורונליות שעלולות להשפיע על כדור הארץ. למידע נוסף על ניטור זה, ניתן לקרוא את המאמר בנושא מזג אוויר בחלל.
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.
כדי לכמת את עוצמתן של סופות גיאומגנטיות, נעשה שימוש במדד הגיאומגנטי. מבין אלה, הנפוצים ביותר הם מדד Dst, המייצג את הפעילות המגנטית של רשת של ארבעה מצפים גיאומגנטיים הממוקמים ליד קו המשווה המגנטי, ומדד 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.
סוכנות NOAA האמריקאית הגדירה סולם לכימות עוצמתן והשפעתן של סופות גיאומגנטיות. הוא מורכב מחמישה ערכים אפשריים (G1 עד G5) הקשורים לערך מדד Kp שהושג ומייצג את התדירות הממוצעת שבה הן מתרחשות בכל מחזור שמש . אם ברצונכם ללמוד עוד על סולם זה, אנא עיינו במאמר על גיאומגנטיות.
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
סופות גיאומגנטיות הן בדרך כלל בקנה מידה קטן ואינן גורמות נזק. הזוהר הצפוני בחצי הכדור הצפוני והזוהר הדרומי בחצי הכדור הדרומי הם הביטויים היפים ביותר של סופות גיאומגנטיות, הנוצרות על ידי חלקיקי שמש טעונים המקיימים אינטראקציה עם אטמוספירת כדור הארץ. כאשר כמות גדולה של חומר מגיעה עקב השפעת פליטת מסה קורונלית, השדה המגנטי של כדור הארץ מנסה להסיט את החלקיקים הללו, אך בסופו של דבר הם חודרים לאזור הסמוך לקטבים המגנטיים ויוצרים מגע עם השכבות העליונות של האטמוספירה. בשכבות אלו, החלקיקים מקיימים אינטראקציה עם גזים אטמוספריים (חמצן, חנקן), אשר לאחר מכן מגיבים זה עם זה ויוצרים את הצבעים שאנו רואים.
למרות שזוהר הצפוני שכיח בקווי רוחב גבוהים, כאשר הוא קשור לסופות גיאומגנטיות קיצוניות, ניתן לראותו בקווי רוחב נמוכים בהרבה. לדוגמה, אירוע קרינגטון הגדול ב-1 בספטמבר 1859 יצר זוהר הצפוני באירופה, מרכז אמריקה והוואי. בספרד, תופעה זו הייתה בולטת מאוד ודווחה על ידי התקשורת המקומית באותה תקופה. כדי ללמוד עוד על תופעה זו, אנו מציעים לקרוא על הזוהר הצפוני.
נזקי סערה גיאומגנטית
במקרים פחות שכיחים בהם סערות גיאומגנטיות אינטנסיביות יותר, הן עלולות לגרום נזק לתשתיות ולאנשים.
מצד אחד, לוויינים נמצאים בסיכון להשפעה של חלקיקים אנרגטיים טעונים, אשר עלולים לפגוע במבנה שלהם או לפגוע בפעולתם . דבר זה עלול להשפיע על מערכות מיקום, מערכות ניווט או לווייני תקשורת, ולגרום נזק משמעותי והפסדים כספיים לכל התשתית התלויה במערכות אלו לפעילותן.
מצד שני, רשתות חלוקת חשמל וצינורות מתכת תת-קרקעיים שיכולים לגרום לזרמים מושרים גיאומגנטית (GICs) רגישים מאוד. זרם מסוג זה יכול להיות מזיק ביותר לרשתות החשמל, ולגרום לשנאים במתח גבוה להתחמם יתר על המידה או אפילו להישרף, כפי שקרה במהלך הסופה הגיאומגנטית של ה-13 במרץ 1989, שגרמה להפסקת חשמל מפורסמת בקוויבק , קנדה. צינורות נפט וגז רגישים לקורוזיה עקב GICs, בעוד שמערכות איתות רכבות עלולות להינזק, מה שמהווה 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.
