Ar magnetinė audra gali kilti esant giedram, geram orui?

Jei kada nors giedrą, ramią, mėlyno dangaus dieną pažiūrėjote kosminių orų prognozę ir pamatėte įspėjimą apie geomagnetinę audrą, tikriausiai kiek sutrikote. Kaip gali būti „audra“, jei orai už lango visiškai malonūs? Trumpas atsakymas raminantis ir paprastas: taip, magnetinė audra tikrai gali vykti tuo metu, kai ten, kur gyvenate, saulėta, sausa ir ramu. Šios dvi „orų“ rūšys yra visiškai skirtingi dalykai, kuriuos lemia visiškai skirtingos priežastys. Šiame straipsnyje paprastais žodžiais paaiškinama, kodėl taip yra, kad kitą kartą, kai atrodys, jog jie vienas kitam prieštarauja, viskas būtų visiškai suprantama.

Dvi visiškai skirtingos „orų“ rūšys

Kai kasdienėje kalboje kalbame apie orus, turime galvoje sąlygas mus supančiame ore: temperatūrą, drėgmę, vėją, debesis, lietų ir atmosferos slėgio kilimą bei kritimą. Tai kartais vadinama žemės orais arba troposferos orais, nes visa tai vyksta žemiausiame atmosferos sluoksnyje — troposferoje, kurioje gyvename ir kvėpuojame.

Magnetinė audra (tiksliau, geomagnetinė audra) yra visai kitoks reiškinys. Tai kosminių orų atmaina — laikinas Žemės magnetinio lauko sutrikimas, kurį sukelia aktyvumas Saulėje. Kaip sako NASA, kosminiai orai yra „Saulės sistemos sąlygos, kurias sukuria Saulės aktyvumas“, ir jie „labai skiriasi nuo orų Žemėje“. Žemės orai susiję su oru, vandeniu ir slėgiu; kosminiai orai, priešingai, vyksta beveik tuščioje kosmoso erdvėje ir susideda iš spinduliuotės bei nuo Saulės sklindančių įelektrintų dalelių srautų.

Kadangi jų namai skirtingi — vieni ore, vos keliolika kilometrų virš jūsų galvos, kiti kur kas aukščiau, Žemės magnetinėje aplinkoje — ir varikliai skirtingi, jiems tiesiog nebūtina sutapti. Nuostabi saulėta popietė ir aktyvi geomagnetinė audra gali vykti lygiai tą pačią akimirką.

Iš kur kiekvienas jų kyla

Kad suprastume, kodėl giedras dangus ir magnetinė audra gali egzistuoti kartu, verta išsiaiškinti, kas kiekvieną jų varo.

Kas varo orus už jūsų lango

Įprastus orus varo Saulė, netolygiai šildanti Žemės paviršių ir atmosferą. Šiltas oras kyla, vėsus leidžiasi, vanduo garuoja ir kondensuojasi, o planetos sukimasis visą šią sistemą įjudina. Rezultatas — pažįstama aukšto ir žemo slėgio sričių, frontų, debesų, vėjo ir lietaus virtinė. Visa tai vyksta troposferoje — plonutėje oro skraistėje, kuri siekia vos apie 10–15 kilometrų aukštį. Kai meteorologai prognozuoja rytdienos orus, jie modeliuoja būtent šio oro judėjimą.

Kas varo magnetinę audrą

Geomagnetinė audra prasideda maždaug už 150 milijonų kilometrų — Saulėje. Saulė nuolat skleidžia įelektrintų dalelių srautą, vadinamą Saulės vėju. Kartkartėmis ji išmeta ir įspūdingus išsiveržimus:

• Saulės žybsniai — staigūs, intensyvūs spinduliuotės pliūpsniai. NASA duomenimis, žybsnio šviesa ir spinduliuotė Žemę pasiekia maždaug per aštuonias minutes.
• Vainikinės masės išmetimai (VMI) — milžiniški Saulės plazmos ir magnetinio lauko debesys, sviedžiami į kosmosą. NOAA Kosminių orų prognozavimo centras (SWPC) VMI apibūdina kaip „plazmos ir magnetinių laukų sprogimus Saulės vainike“ ir pažymi, kad jie „sukelia geomagnetines audras, kai nukreipti į Žemę“.

Kai VMI arba greitas Saulės vėjo gūsis pasiekia mūsų planetą, jis perduoda energiją Žemę saugančiam magnetiniam laukui — magnetosferai — ir ją supurto. Šis sutrikimas ir yra geomagnetinė audra. NASA nurodo, kad VMI sukeltos audros paprastai ateina praėjus vienai–trims paroms po išsiveržimo Saulėje, o žybsnio spinduliuotė atkeliauja per kelias minutes.

Taigi visa magnetinę audrą lemiančių įvykių grandinė — Saulė, Saulės vėjas, magnetosfera — vyksta virš orų sluoksnio, srityse, kur nėra nei oro, nei debesų, nei lietaus. Debesys (ar jų nebuvimas) virš jūsų miesto su tuo neturi nieko bendra.

Kodėl saulėta diena ir audra gali sutapti

Įsivaizduokite du muzikantus, grojančius dviejuose skirtinguose kambariuose, kiekvieną pagal savo natas. Nėra jokios priežasties jiems groti sutartinai, nes niekas nesieja to, ką groja vienas, su tuo, ką groja kitas. Žemės orai ir kosminiai orai šiek tiek panašūs į tai. Jie turi vieną bendrą šaltinį — Saulę, — bet Saulė juos veikia visiškai skirtingais būdais ir visiškai skirtingais laiko masteliais.

• Saulė šildo Žemės paviršių ir taip kuria įprastus orus — lėtą, nenutrūkstamą procesą, varomą saulės šviesos (šilumos).
• Saulė paleidžia žybsnius ir VMI, kurie kuria kosminius orus — staigius įvykius, varomus magnetinio aktyvumo Saulės atmosferoje.

Ramus aukšto slėgio laukas gali sustoti virš jūsų regiono ir dovanoti kelias giedras dienas. Tuo pat metu VMI, prieš dvi paras palikęs Saulę, gali atkeliauti ir sukelti stiprią geomagnetinę audrą. Saulėti orai ir audra tiesiog yra du nesusiję įvykiai, atsitiktinai sutampantys laike. Lygiai taip pat gali būti pilka, lietinga ir vėjuota diena, kurią geomagnetinio aktyvumo nebus visai.

Būtent todėl magnetinė audra gali kilti naktį, žiemą, vasarą, per karščio bangą ar per pūgą. Magnetosferos būklė netikrina vietinės orų prognozės.

Kaip magnetinės audros matuojamos ir prognozuojamos nežiūrint į dangų

Kadangi magnetinės audros nematomos taip, kaip matomi debesys, mokslininkai jas matuoja prietaisais, o ne plika akimi. Labiausiai žinomas matas — Kp indeksas, skalė nuo 0 iki 9, rodanti, kaip stipriai sutrikdytas Žemės magnetinis laukas. NOAA SWPC sutrikimą laiko geomagnetine audra, kai Kp indeksas pasiekia 5 ar daugiau. Audros dar vertinamos G skale nuo G1 (silpna) iki G5 (ekstremali), kuri techninius skaičius paverčia paprastomis stiprumo pakopomis.

Svarbiausia, kad šie matavimai ateina iš magnetometrų — jautrių prietaisų, fiksuojančių magnetinio lauko pokyčius, — ir iš erdvėlaivių, stebinčių Saulę bei artėjantį Saulės vėją. Niekas iš to nepriklauso nuo to, ar ten, kur jūs stovite, debesuota, ar giedra. NOAA SWPC ir tokių mokslo centrų kaip GFZ Vokietijoje (rengiančio Kp ir susijusius indeksus) prognozuotojai stebi Saulę tiesiogiai, seka VMI kelią kosmose ir skelbia įspėjimus keliomis dienomis anksčiau, nepriklausomai nuo sąlygų ant žemės. GFZ Hp indeksų šeima siūlo dar detalesnį, didesnės laiko skiriamosios gebos to paties magnetinio aktyvumo vaizdą.

Trumpai tariant, priemonės, aptinkančios magnetinę audrą, ir priemonės, prognozuojančios rytdienos lietų, yra visiškai atskiros sistemos, žvelgiančios visiškai skirtingomis kryptimis — vienos į Saulę ir Žemės magnetinį lauką, kitos į besisukantį troposferos orą.

O kaip pašvaistė?

Yra viena graži išimtis, kai kosminiai orai iš tiesų pasirodo jūsų danguje: pašvaistė (šiaurės ir pietų pašvaistė). Per stiprias geomagnetines audras įelektrintos dalelės ties ašigaliais nuslysta žemyn Žemės magnetinio lauko linijomis ir priverčia viršutinę atmosferą švytėti. Bet atkreipkite dėmesį į du dalykus. Pirma, šis švytėjimas vyksta labai aukštai — apie 100 kilometrų ir dar aukščiau — gerokai virš orų sluoksnio. Antra, nuo žemės jį pamatyti galima tik tada, jei vietinis dangus atsitiktinai yra giedras ir tamsus. Taigi tomis ypatingomis naktimis geri žemės orai (giedras dangus) ir aktyvūs kosminiai orai (audra) iš tikrųjų susijungia ir dovanoja nuostabų reginį. Tačiau pati audra vyktų ir tuo atveju, jei debesys jums užstotų vaizdą.

Ar tarp kosminių ir žemės orų yra koks nors ryšys?

Tai teisingas ir įdomus klausimas, ir čia svarbu būti atviriems. Kasdienis atsakymas toks: praktiškai geomagnetinės audros ir jūsų vietiniai orai yra nepriklausomi — audra neatneš lietaus, o giedra diena neapsaugos nuo audros.

Mokslo pakraštyje kai kurie tyrėjai svarstė, ar ilgalaikiai Saulės ir Žemės magnetinio lauko pokyčiai galėtų subtiliai paveikti debesų susidarymą, pavyzdžiui, per kosminius spindulius (didelės energijos daleles iš kosmoso), skatinančius mažyčių lašelių formavimąsi. Keliuose tyrimuose užfiksuotos silpnos koreliacijos, kituose jokio nuoseklaus poveikio nerasta. Bendras mokslinis vaizdas tebėra neaiškus ir aktyviai diskutuojamas, o bet koks siūlomas poveikis yra mažas, ilgalaikis ir pasaulinio masto — visai ne tas pats, kas tos pačios dienos ryšys tarp magnetinės audros ir orų jūsų mieste. Todėl tikslu sakyti, kad ta prasme, kuri svarbi kasdieniam gyvenimui, prognozėje matoma magnetinė audra ir saulė už jūsų lango nėra susijusios.

Ką tai reiškia jums

Jei stebite, kaip jaučiatės kosminių orų atžvilgiu, šis skirtumas tikrai naudingas:

• Nespręskite apie geomagnetinį aktyvumą pagal dangų. Šviesi, rami diena nieko nepasako apie tai, ar vyksta magnetinė audra. Tam tikrinkite kosminių orų rodiklį (pavyzdžiui, Kp indeksą), o lietui, vėjui ir slėgiui — įprastą orų prognozę.
• Jie gali susidėti — arba ne. Kai kuriomis dienomis gali būti ir slėgio šuolis, ir geomagnetinė audra; kitomis — tik vienas dalykas arba nė vieno. Stebint abu atskirai, vaizdas bus aiškesnis, nei manant, kad vienas nusako kitą.
• Audra per gražius orus yra visiškai normalu. Tai nėra ženklas, kad prognozėje kažkas sugedo. Tai tiesiog atspindi faktą, kad už magnetines audras atsakinga Saulė, o ne debesys.

Supratimas, kad kosminiai ir Žemės orai yra dvi atskiros sistemos, išsklaido daug sumaišties. Kitą kartą, kai jūsų telefonas po bedebesiu mėlynu dangumi parodys įspėjimą apie geomagnetinę audrą, tiksliai žinosite, kodėl abu dalykai gali būti tiesa vienu metu — ir kad, jei pastebite savijautos pokyčių, verta juos užsirašyti, kad ilgainiui pamatytumėte savo asmeninius dėsningumus. Kaip visada, jei simptomai nuolatiniai ar keliantys nerimą, protinga aptarti juos su sveikatos priežiūros specialistu.

Šaltiniai

• 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 (mokomųjų išteklių rinkinys): https://www.noaa.gov/education/resource-collections/weather-atmosphere/space-weather
• NOAA Space Weather Prediction Center (SWPC) — informacija apie kosminių orų skales ir geomagnetines audras (G skalė): 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 (Vokietijos geomokslų tyrimų centras) — Kp indeksas ir geomagnetiniai indeksai: 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