- Każda burza magnetyczna ma źródło na Słońcu, nie w ziemskiej pogodzie.
- Główne przyczyny to wyrzuty koronalne i szybkie strumienie z dziur koronalnych.
- Najważniejsze jest kierunek pola magnetycznego w wietrze słonecznym: pole skierowane na południe otwiera drogę do Ziemi.
- Energię z wiatru słonecznego widać w nasilonych prądach, zorzy i tymczasowych zmianach pola magnetycznego.
Kiedy mówimy o "burzy magnetycznej", może to brzmieć jak zjawisko pogodowe — deszcz czy wiatr. Tymczasem burza geomagnetyczna nie ma nic wspólnego z chmurami ani opadami. To zakłócenie wysoko nad nami, w niewidzialnej bańce magnetycznej otaczającej Ziemię. Przyczyna niemal zawsze sprowadza się do jednej rzeczy: Słońca.
Wszystko zaczyna się na Słońcu
Słońce to nie spokojna kula światła. To wrząca kula plazmy, naładowanego elektrycznie gazu, który tworzy silne pola magnetyczne. Te pola wiążą się, skręcają, gromadzą naprężenia i czasem pękają. Gdy uwolni się energia, Słońce wyrzuca w przestrzeń olbrzymie ilości materii i pola magnetycznego. Gdy kierunek tych wyrzutów trafia w naszą stronę, może to zapoczątkować burzę geomagnetyczną.
Wiatr słoneczny, stały, lecz zmienny
Zawsze jesteśmy „zanurzeni" w wietrze słonecznym, ciągłym przepływie naładowanych cząstek ze Słońca. Zwykle jest on łagodny i Ziemia bez trudu sobie z nim radzi. Burza zaczyna się, gdy ten wiatr nagle staje się szybszy, gęstszy lub bardziej namagnesowany. Dwa warunki sprzyjające efektywnemu przekazywaniu energii to długotrwały szybki wiatr i, co najważniejsze, sprzyjający kierunek pola magnetycznego niesionego przez ten wiatr.
Wyrzuty koronalne i dziury koronalne
Wyrzuty koronalne to gwałtowne, jednorazowe eksplozje, które wyrzucają ogromne chmury plazmy z zabudowanym polem magnetycznym. Jeśli taka chmura trafi w Ziemię, może wywołać silną burzę. Dziury koronalne to chłodniejsze, rzadkie rejony atmosfery Słońca, z otwartym polem magnetycznym, skąd ulatuje szybki strumień wiatru. Ponieważ Słońce wiruje, długotrwała dziura może regularnie wysyłać powtarzalne, miesięczne przebłyski szybkiego wiatru.
Kluczowy czynnik: kierunek pola magnetycznego
Najważniejsze nie jest samo tempo wiatru, lecz kierunek pola magnetycznego, które z nim płynie. Gdy pole to ma składową skierowaną na południe, w opozycji do pola Ziemi, dochodzi do zjawiska zwanego rekoneksją magnetyczną. Pola łączą się, "otwierając drzwi" i pozwalając energii i cząstkom wlewać się do magnetosfery znacznie efektywniej.
Co się dzieje w magnetosferze
Magnetosfera to nasza osłona. Podczas burzy do wnętrza trafia energia i naładowane cząstki. Rośnie natężenie prądów elektrycznych, wzmacnia się prąd pierścieniowy, co zmniejsza mierzone na powierzchni pole magnetyczne i daje nam miarę siły burzy. Atmosfera górna nagrzewa się i rozszerza. Cząstki wpadając w atmosferę przy biegunach powodują zorze, zielone i czerwone światła na niebie.
Trzy fazy burzy
- Faza początkowa, gdy zaburzenie dociera i chwilowo ściska pole Ziemi.
- Faza główna, gdy rekoneksja zasilana jest trwałym południowym polem i burza osiąga szczyt.
- Faza rozładowania, gdy źródło energii słabnie i pole wraca do normy w ciągu godzin lub dni.
Krótko o odczuciach i praktyce
Zmiany magnetyczne zachodzą wysoko nad nami, więc większość ludzi nie odczuwa ich bezpośrednio. Badania nad wpływem burz na zdrowie są niejednoznaczne. Jeśli masz obawy dotyczące objawów, porozmawiaj z lekarzem. Obserwacje zorzy i prognozy space weather pozwalają śledzić aktywność.
Źródła
- https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/geomagnetic-storms (NOAA / NWS SWPC)
- https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/coronal-mass-ejections (NOAA / NWS SWPC)
- https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/coronal-holes (NOAA / NWS SWPC)
- https://www.swpc.noaa.gov/news/coronal-hole-high-speed-streams-ch-hss (NOAA / NWS SWPC)
- https://www.gfz-potsdam.de/en/section/geomagnetism/data-products-services/geomagnetic-kp-index (GFZ)
- https://science.nasa.gov/sun/solar-storms-and-flares/ (NASA)
