Kas magnettorm võib tekkida selge ja ilusa ilmaga?

Kui oled kunagi eredal, tuulevaiksel ja sinitaevalisel päeval kosmoseilma prognoosi vaadanud ja näinud hoiatust geomagnetilise tormi kohta, siis oled ehk pisut segadusse sattunud. Kuidas saab käia „torm“, kui väljas on ilm täiesti mõnus? Lühike vastus on rahustav ja lihtne: jah, magnettorm võib täiesti vabalt toimuda ajal, mil ilm sinu kodukohas on päikesepaisteline, kuiv ja vaikne. Need kaks „ilma“ on täiesti erinevad asjad, mida ajendavad täiesti erinevad põhjused. See artikkel selgitab lihtsas keeles, miks see nii on — et järgmine kord, kui need kaks näivad omavahel vastuolus olevat, tunduks kõik täiesti loogiline.

Kaks täiesti erinevat „ilma“

Kui räägime igapäevaelus ilmast, mõtleme meid ümbritseva õhu olukorda: temperatuuri, niiskust, tuult, pilvi, vihma ning õhurõhu tõusu ja langust. Seda nimetatakse mõnikord maapealseks ilmaks või troposfääri ilmaks, sest see toimub atmosfääri kõige alumises kihis, troposfääris, kus me elame ja hingame.

Magnettorm (täpsemalt geomagnetiline torm) on hoopis teistsugune nähtus. See on kosmoseilma liik — Maa magnetvälja ajutine häiritus, mille põhjustab Päikese aktiivsus. NASA sõnastuses on kosmoseilm „Päikese aktiivsusest tekkinud tingimused Päikesesüsteemis“ ja see on „väga erinev Maa ilmast“. Maa ilm hõlmab õhku, vett ja rõhku; kosmoseilm aga leiab aset kosmose peaaegu täielikus vaakumis ning koosneb kiirgusest ja Päikeselt voolavatest laetud osakeste vooludest.

Kuna neil on erinevad kodud — üks õhus paar kilomeetrit su pea kohal, teine sellest palju kõrgemal Maa magnetilises ümbruses — ja erinevad mootorid, ei pea need kaks lihtsalt teineteisega kokku langema. Suurepärane päikesepaisteline pärastlõuna ja käimasolev geomagnetiline torm võivad esineda täpselt samal hetkel.

Kust kumbki alguse saab

Et mõista, miks selge taevas ja magnettorm võivad koos esineda, tasub vaadata, mis kumbagi käivitab.

Mis paneb liikuma ilma sinu akna taga

Tavalist ilma toidab Päike, mis soojendab Maa pinda ja atmosfääri ebaühtlaselt. Soe õhk tõuseb, jahe laskub, vesi aurustub ja kondenseerub ning planeedi pöörlemine paneb kogu süsteemi liikuma. Tulemuseks on tuttav kõrg- ja madalrõhkkondade, frontide, pilvede, tuule ja vihma rongkäik. Kõik see toimub troposfääris, õhukeses õhukihis, mis ulatub vaid umbes 10–15 kilomeetri kõrgusele. Kui meteoroloogid ennustavad homset ilma, modelleerivad nad just selle õhu liikumist.

Mis käivitab magnettormi

Geomagnetiline torm saab alguse umbes 150 miljoni kilomeetri kaugusel, Päikesel. Päike vabastab pidevalt laetud osakeste voogu, mida nimetatakse päikesetuuleks. Aeg-ajalt tekitab ta ka dramaatilisi purskeid:

• Päikesepursked (loited) — äkilised, intensiivsed kiirguspahvakud. NASA andmetel jõuab purske valgus ja kiirgus Maale umbes kaheksa minutiga.
• Koronaalsed massiväljavisked (CME-d) — hiiglaslikud päikeseplasma ja magnetvälja pilved, mis paisatakse kosmosesse. NOAA kosmoseilma ennustuskeskus (SWPC) kirjeldab CME-sid kui „plasma ja magnetväljade plahvatusi Päikese koroonast“ ning märgib, et need „põhjustavad geomagnetilisi torme, kui nad on suunatud Maa poole“.

Kui CME või kiire päikesetuule puhang jõuab meie planeedini, kannab see energiat Maa kaitsvasse magnetvälja — magnetosfääri — ja raputab seda. See häiritus ongi geomagnetiline torm. NASA märgib, et CME-st tulenevad tormid saabuvad tavaliselt üks kuni kolm päeva pärast purset Päikesel, samal ajal kui loite kiirgus jõuab kohale minutitega.

Kogu magnettormi taga olev sündmuste ahel — Päike, päikesetuul, magnetosfäär — toimub seega ilmakihist kõrgemal, piirkondades, kus pole õhku, pilvi ega vihma. Sinu linna kohal olevatel pilvedel (või nende puudumisel) pole sellega mingit pistmist.

Miks päikesepaisteline päev ja torm võivad koos esineda

Kujutle kahte muusikut, kes mängivad kahes eri toas, kumbki oma nootide järgi. Neil pole mingit põhjust olla ühes taktis, sest miski ei seo ühe mängu teise omaga. Maapealne ilm ja kosmoseilm on natuke samamoodi. Neil on üks ühine allikas — Päike — kuid Päike mõjutab neid täiesti erineval viisil ja täiesti erinevas ajaskaalas.

• Päike soojendab Maa pinda ja loob nii tavalise ilma, aeglase ja pideva protsessi, mida käivitab päikesevalgus (soojus).
• Päike paiskab välja loiteid ja CME-sid, mis loovad kosmoseilma — äkilised sündmused, mida käivitab magnetiline aktiivsus Päikese atmosfääris.

Vaikne kõrgrõhkkond võib sinu piirkonna kohale seisma jääda ja anda mitu selget päeva järjest. Samal ajal võib kaks päeva varem Päikeselt teele asunud CME kohale jõuda ja vallandada tugeva geomagnetilise tormi. Päikesepaiste ja torm on lihtsalt kaks omavahel seostamata sündmust, mis juhtuvad ajas kattuma. Sama hästi võib olla hall, vihmane ja tuuline päev, mil geomagnetilist aktiivsust pole üldse.

Just seepärast võib magnettorm esineda öösel, talvel, suvel, kuumalaine ajal või lumetormi keskel. Magnetosfäär ei vaata kohalikku ilmaprognoosi.

Kuidas magnettorme mõõdetakse — ja ennustatakse — taevasse vaatamata

Kuna magnettormid pole nähtavad samamoodi nagu pilved, mõõdavad teadlased neid mõõteriistadega, mitte palja silmaga. Kõige tuttavam näitaja on Kp-indeks, skaala 0-st 9-ni, mis kirjeldab, kui häiritud on Maa magnetväli. NOAA SWPC liigitab häirituse geomagnetiliseks tormiks siis, kui Kp-indeks jõuab 5-ni või kõrgemale. Torme hinnatakse ka G-skaalal G1-st (väike) G5-ni (äärmuslik), mis tõlgib tehnilised numbrid lihtsaks raskusastmete redeliks.

Oluline on, et need mõõtmised tulevad magnetomeetritelt — tundlikelt seadmetelt, mis tuvastavad muutusi magnetväljas — ning kosmoseaparaatidelt, mis jälgivad Päikest ja saabuvat päikesetuult. Miski sellest ei sõltu sellest, kas seal, kus sa seisad, on pilves või selge. NOAA SWPC ja teaduskeskuste, näiteks Saksamaa GFZ (kes koostab Kp-indeksi ja sellega seotud indeksid), prognoosijad vaatlevad Päikest otse, jälgivad CME-de teekonda kosmoses ja annavad hoiatusi päevi ette, sõltumata maapealsetest oludest. GFZ Hp-indeksite pere pakub sama magnetilise aktiivsuse kohta veelgi suurema ajalise lahutusega vaadet.

Lühidalt: vahendid, mis tuvastavad magnettormi, ja vahendid, mis ennustavad homset vihma, on täiesti eraldi süsteemid, mis vaatavad täiesti eri suundadesse — üks Päikese ja Maa magnetvälja poole, teine troposfääri keerlevat õhku.

Aga virmalised?

On üks kaunis erand, mille puhul kosmoseilm tõesti sinu taevas nähtavale tuleb: virmalised (põhja- ja lõunavalgused). Tugevate geomagnetiliste tormide ajal suunduvad laetud osakesed mööda Maa magnetvälja jõujooni pooluste lähedale alla ja panevad ülemise atmosfääri helendama. Pane aga tähele kahte asja. Esiteks tekib see helendus väga kõrgel — umbes 100 kilomeetril ja kõrgemal — palju kõrgemal ilmakihist. Teiseks saad seda maapinnalt näha ainult siis, kui sinu kohalik taevas juhtub olema selge ja pime. Nendel erilistel öödel ühinevad hea maapealne ilm (selge taevas) ja aktiivne kosmoseilm (torm) tõepoolest, et pakkuda sulle imelist vaatepilti. Torm ise toimuks aga niikuinii, olenemata sellest, kas pilved varjavad sinu vaadet või mitte.

Kas kosmoseilma ja maapealse ilma vahel on üldse mingi seos?

See on õigustatud ja huvitav küsimus ning aus vastus on siin oluline. Igapäevane vastus on, et praktilises mõttes on geomagnetilised tormid ja sinu kohalik ilm teineteisest sõltumatud: torm ei too vihma ja selge päev ei takista tormi.

Teaduse eesliinil on mõned teadlased uurinud, kas pikaajalised muutused Päikeses ja Maa magnetväljas võiksid pilvede teket peenelt mõjutada, näiteks kosmilise kiirguse (kosmosest pärit suure energiaga osakeste) kaudu, mis aitab tekkida pisikestel piiskadel. Mõned uuringud on kirjeldanud nõrku seoseid, teised pole aga järjekindlat mõju leidnud. Üldine teaduslik pilt on endiselt ebakindel ja aktiivselt vaieldav ning iga pakutud mõju on väike, pikaajaline ja üleilmne — mitte midagi sellist nagu samal päeval tekkiv seos magnettormi ja sinu linna ilma vahel. Seega on täpne öelda, et igapäevaelu jaoks olulisel viisil ei ole prognoosis olev magnettorm ja päikesepaiste sinu akna taga omavahel seotud.

Mida see sinu jaoks tähendab

Kui jälgid oma enesetunnet seoses kosmoseilmaga, on see eristus tõeliselt kasulik:

• Ära hinda geomagnetilist aktiivsust taeva järgi. Ere ja vaikne päev ei ütle sulle midagi selle kohta, kas magnettorm parasjagu käib. Selleks vaata kosmoseilma näitajat (näiteks Kp-indeksit) ning vihma, tuule ja õhurõhu kohta tavalist ilmaprognoosi.
• Need võivad kuhjuda — või mitte. Mõnel päeval võib sul olla korraga nii rõhukõikumine kui ka geomagnetiline torm; teisel päeval ainult üks neist või mitte kumbagi. Kui hoiad mõlemal eraldi silma peal, saad selgema pildi kui eeldades, et üks ennustab teist.
• Torm ilusa ilmaga on täiesti tavaline. See ei ole märk, et prognoosiga oleks midagi valesti läinud. See peegeldab lihtsalt tõsiasja, et magnettormide üle otsustab Päike, mitte pilved.

Arusaam, et kosmoseilm ja Maa ilm on kaks eraldi süsteemi, võtab palju segadust maha. Järgmine kord, kui su telefon näitab pilvitu sinise taeva all geomagnetilise tormi hoiatust, tead sa täpselt, miks mõlemad võivad korraga tõesed olla — ja kui märkad muutusi oma enesetundes, tasub need üles kirjutada, et aja jooksul oma mustreid ära tunda. Nagu alati: kui vaevused on püsivad või teevad muret, on mõistlik neist rääkida tervishoiutöötajaga.

Allikad

• NASA — Five Questions About Space Weather and Its Effects on Earth, Answered: https://www.nasa.gov/technology/five-questions-about-space-weather-and-its-effects-on-earth-answered/
• UCAR Center for Science Education — What Is Space Weather and How Does It Affect the Earth?: https://scied.ucar.edu/learning-zone/sun-space-weather/what-space-weather
• NOAA — Space weather (õppematerjalide kogu): https://www.noaa.gov/education/resource-collections/weather-atmosphere/space-weather
• NOAA Space Weather Prediction Center (SWPC) — Space Weather Scales ja teave geomagnetiliste tormide kohta (G-skaala): https://www.swpc.noaa.gov/noaa-scales-explanation
• NOAA — Strong geomagnetic storm reaches Earth: https://www.noaa.gov/stories/strong-geomagnetic-storm-reaches-earth-continues-through-weekend
• GFZ (Saksamaa geoteaduste uurimiskeskus) — Kp-indeks ja geomagnetilised indeksid: https://www.gfz.de/en/section/geomagnetism/data-products-services/geomagnetic-kp-index
• ESA Space Weather Service Network — Geomagnetic Conditions: https://swe.ssa.esa.int/geomagnetic-conditions