Può esserci una tempesta magnetica con il bel tempo e il cielo sereno?

Se ti è capitato di consultare una previsione di meteo spaziale in una giornata luminosa, calma e con il cielo azzurro e di trovare un avviso di tempesta geomagnetica, forse ti sei sentito un po' spiazzato. Come può esserci una "tempesta" se il tempo fuori è perfettamente piacevole? La risposta breve è rassicurante e semplice: sì, una tempesta magnetica può assolutamente verificarsi mentre dove vivi il tempo è soleggiato, asciutto e senza vento. I due tipi di "tempo" sono cose completamente diverse, mosse da cause completamente diverse. Questo articolo spiega il perché, con parole semplici, così che la prossima volta che i due sembreranno contraddirsi tutto ti risulterà chiarissimo.

Due tipi di "tempo" completamente diversi

Quando parliamo di tempo atmosferico nella vita di tutti i giorni, intendiamo le condizioni dell'aria intorno a noi: temperatura, umidità, vento, nuvole, pioggia e il salire e scendere della pressione atmosferica. Viene talvolta chiamato meteo terrestre o meteo troposferico, perché avviene nello strato più basso dell'atmosfera, la troposfera, dove viviamo e respiriamo.

Una tempesta magnetica (più precisamente una tempesta geomagnetica) è un fenomeno molto diverso. È un tipo di meteo spaziale: una perturbazione temporanea del campo magnetico terrestre causata dall'attività del Sole. Come afferma la NASA, il meteo spaziale riguarda le "condizioni nel sistema solare prodotte dall'attività del Sole" ed è "molto diverso dal tempo atmosferico sulla Terra". Il tempo terrestre coinvolge aria, acqua e pressione; il meteo spaziale, al contrario, si svolge nel quasi-vuoto dello spazio ed è fatto di radiazione e flussi di particelle cariche provenienti dal Sole.

Poiché hanno case diverse — uno nell'aria a pochi chilometri sopra la tua testa, l'altro molto più in alto, nell'ambiente magnetico della Terra — e motori diversi, i due semplicemente non devono per forza andare d'accordo. Uno splendido pomeriggio di sole e una tempesta geomagnetica in corso possono verificarsi esattamente nello stesso momento.

Da dove arriva ciascuno dei due

Per capire perché un cielo limpido e una tempesta magnetica possono convivere, aiuta sapere che cosa mette in moto l'uno e l'altra.

Che cosa muove il tempo fuori dalla tua finestra

Il tempo atmosferico ordinario è alimentato dal Sole, che riscalda in modo disomogeneo la superficie e l'atmosfera terrestri. L'aria calda sale, l'aria fredda scende, l'acqua evapora e condensa, e la rotazione del pianeta mette in movimento l'intero sistema. Il risultato è la familiare sfilata di sistemi di alta e bassa pressione, fronti, nuvole, vento e pioggia. Tutto questo accade all'interno della troposfera, il sottile guscio d'aria che si estende solo per circa 10–15 chilometri di altezza. Quando i meteorologi prevedono il tempo di domani, stanno modellando il movimento di quest'aria.

Che cosa mette in moto una tempesta magnetica

Una tempesta geomagnetica inizia a circa 150 milioni di chilometri di distanza, sul Sole. Il Sole rilascia continuamente un flusso di particelle cariche chiamato vento solare. Di tanto in tanto produce anche eruzioni spettacolari:

• Brillamenti solari — improvvise e intense esplosioni di radiazione. Secondo la NASA, la luce e la radiazione di un brillamento raggiungono la Terra in circa otto minuti.
• Espulsioni di massa coronale (CME) — enormi nubi di plasma solare e campo magnetico scagliate nello spazio. Lo Space Weather Prediction Center (SWPC) della NOAA descrive le CME come "esplosioni di plasma e campi magnetici dalla corona solare" e osserva che "causano tempeste geomagnetiche quando sono dirette verso la Terra".

Quando una CME o una raffica veloce di vento solare raggiunge il nostro pianeta, trasferisce energia al campo magnetico protettivo della Terra — la magnetosfera — e la scuote. Quella perturbazione è la tempesta geomagnetica. La NASA nota che le tempeste provocate da una CME arrivano di solito da uno a tre giorni dopo l'eruzione sul Sole, mentre la radiazione di un brillamento arriva in pochi minuti.

Dunque l'intera catena di eventi che sta dietro a una tempesta magnetica — Sole, vento solare, magnetosfera — si svolge al di sopra dello strato meteorologico, in regioni dove non c'è aria, né nuvole, né pioggia. Le nuvole (o la loro assenza) sopra la tua città non c'entrano nulla.

Perché una giornata di sole e una tempesta possono coesistere

Immagina due musicisti che suonano in due stanze diverse, ciascuno seguendo il proprio spartito. Non c'è motivo perché vadano a tempo insieme, perché nulla collega ciò che suona l'uno a ciò che suona l'altro. Il meteo terrestre e il meteo spaziale funzionano un po' così. Condividono un'unica fonte comune — il Sole — ma il Sole li influenza in modi del tutto diversi e su scale temporali del tutto diverse.

• Il Sole riscalda la superficie terrestre e crea il tempo atmosferico ordinario, un processo lento e continuo guidato dalla luce solare (il calore).
• Il Sole lancia brillamenti e CME che creano il meteo spaziale, eventi improvvisi guidati dall'attività magnetica nell'atmosfera solare.

Un sistema di alta pressione calmo può stazionare sulla tua regione e regalarti giorni di cielo sereno. Nel frattempo, una CME partita dal Sole due giorni prima può arrivare e innescare una forte tempesta geomagnetica. Il sole e la tempesta sono semplicemente due eventi non correlati che si sovrappongono nel tempo. Allo stesso modo, puoi avere una giornata grigia, piovosa e ventosa con nessuna attività geomagnetica.

È anche per questo che una tempesta magnetica può verificarsi di notte, in inverno, in estate, durante un'ondata di caldo o durante una tempesta di neve. Lo stato della magnetosfera non controlla le previsioni locali.

Come si misurano — e si prevedono — le tempeste magnetiche senza guardare il cielo

Poiché le tempeste magnetiche non sono visibili come lo sono le nuvole, gli scienziati le misurano con strumenti anziché a occhio nudo. La misura più nota è l'indice Kp, una scala da 0 a 9 che descrive quanto è perturbato il campo magnetico terrestre. Il NOAA SWPC classifica una perturbazione come tempesta geomagnetica quando l'indice Kp raggiunge 5 o più. Le tempeste vengono inoltre valutate su una scala G da G1 (minore) a G5 (estrema), che traduce i numeri tecnici in una semplice scala di severità.

È fondamentale notare che queste misurazioni provengono dai magnetometri — strumenti sensibili che rilevano le variazioni del campo magnetico — e da sonde spaziali che osservano il Sole e il vento solare in arrivo. Nulla di tutto ciò dipende dal fatto che dove ti trovi sia nuvoloso o sereno. I previsori del NOAA SWPC e di centri di ricerca come il GFZ in Germania (che produce l'indice Kp e gli indici correlati) osservano direttamente il Sole, seguono le CME attraverso lo spazio ed emettono avvisi con giorni di anticipo, indipendentemente dalle condizioni al suolo. La famiglia di indici Hp del GFZ offre una visione della stessa attività magnetica con una risoluzione temporale ancora maggiore.

In sintesi, gli strumenti che rilevano una tempesta magnetica e quelli che prevedono la pioggia di domani sono sistemi completamente separati, che guardano in direzioni completamente diverse: gli uni verso il Sole e il campo magnetico terrestre, gli altri verso l'aria in movimento della troposfera.

E l'aurora?

C'è una bellissima eccezione in cui il meteo spaziale si vede davvero nel tuo cielo: l'aurora (le luci del nord e del sud). Durante le tempeste geomagnetiche intense, le particelle cariche vengono incanalate lungo le linee del campo magnetico terrestre vicino ai poli e fanno brillare l'alta atmosfera. Ma nota due cose. Primo, questo bagliore avviene molto in alto — intorno ai 100 chilometri e oltre — ben al di sopra dello strato meteorologico. Secondo, puoi vederlo da terra solo se per caso il cielo sopra di te è sereno e buio. Così, in quelle notti speciali, il bel tempo terrestre (un cielo limpido) e il meteo spaziale attivo (una tempesta) si combinano per regalarti uno spettacolo meraviglioso. La tempesta in sé, però, ci sarebbe comunque, che le nuvole ti impediscano o meno di vederla.

Esiste qualche legame tra meteo spaziale e tempo atmosferico?

È una domanda legittima e interessante, e qui conta l'onestà. La risposta valida per la vita quotidiana è che, a fini pratici, le tempeste geomagnetiche e il tempo che fa da te sono indipendenti: una tempesta non porterà pioggia e una giornata serena non impedirà una tempesta.

Alla frontiera della ricerca, alcuni scienziati hanno esplorato la possibilità che cambiamenti a lungo termine del Sole e del campo magnetico terrestre possano influenzare in modo sottile la formazione delle nuvole, per esempio attraverso i raggi cosmici (particelle ad alta energia provenienti dallo spazio) che favorirebbero la nascita di minuscole goccioline. Alcuni studi hanno riportato correlazioni deboli, mentre altri non hanno trovato alcun effetto coerente. Il quadro scientifico complessivo resta incerto e attivamente dibattuto, e qualunque effetto ipotizzato sarebbe piccolo, di lungo periodo e su scala globale: nulla di simile a un legame nello stesso giorno tra una tempesta magnetica e il tempo nella tua città. È quindi corretto dire che, per quanto conta nella vita quotidiana, la tempesta magnetica nelle previsioni e il sole fuori dalla tua finestra non sono collegati.

Che cosa significa questo per te

Se tieni traccia di come ti senti in relazione al meteo spaziale, questa distinzione è davvero utile:

• Non giudicare l'attività geomagnetica dal cielo. Una giornata luminosa e calma non ti dice nulla sul fatto che sia in corso una tempesta magnetica. Per quello controlla un indicatore di meteo spaziale (come l'indice Kp), e per pioggia, vento e pressione le normali previsioni del tempo.
• Possono sommarsi, oppure no. Alcuni giorni potresti avere sia uno sbalzo di pressione sia una tempesta geomagnetica; altri giorni solo uno dei due, o nessuno. Tenere d'occhio entrambi separatamente offre un quadro più chiaro rispetto a dare per scontato che l'uno predica l'altro.
• Una tempesta con il bel tempo è del tutto normale. Non è il segno che qualcosa è andato storto nelle previsioni. Riflette semplicemente il fatto che a comandare le tempeste magnetiche è il Sole, non le nuvole.

Capire che meteo spaziale e meteo terrestre sono due sistemi separati toglie di mezzo molta confusione. La prossima volta che il telefono ti mostrerà un avviso di tempesta geomagnetica sotto un cielo azzurro senza nuvole, saprai esattamente perché entrambe le cose possono essere vere nello stesso momento — e saprai anche che, se noti cambiamenti in come ti senti, vale la pena annotarli per riconoscere col tempo i tuoi schemi personali. Come sempre, se hai sintomi persistenti o che ti preoccupano, è sensato parlarne con un professionista sanitario.

Fonti

• 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 (raccolta di risorse didattiche): https://www.noaa.gov/education/resource-collections/weather-atmosphere/space-weather
• NOAA Space Weather Prediction Center (SWPC) — Space Weather Scales e informazioni sulle tempeste geomagnetiche (scala G): 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 (German Research Centre for Geosciences) — indice Kp e indici geomagnetici: 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