- Каждая магнитная буря начинается на Солнце, а не в земной погоде.
- Главные причины это корональные выбросы и корональные дыры с высокоскоростными потоками.
- Решающее значение имеет направление магнитного поля солнечного ветра, особенно южное направление.
- Внесённая энергия усиливает токи в магнитосфере, вызывает сияния и глобальные возмущения поля.
- Бури чаще и сильнее в периоды активности Солнца около 11-летнего максимума.
Когда говорят о «магнитной буре», это может звучать как метеорологическое явление, но на самом деле речь о событии высоко над нами, в невидимой магнитной оболочке Земли. Причина почти всегда одна, она связана с Солнцем.
Начинается на Солнце
Солнце не спокойно, оно представляет собой кипящий шар плазмы. Движение электрически заряженных частиц порождает сильные магнитные поля, которые скручиваются и иногда резко освобождают накопленную энергию. Такое выбросы энергии и вещества могут быть направлены в сторону Земли и запустить геомагнитическую бурю.
Солнечный ветер
Даже в спокойные дни Солнце посылает поток заряженных частиц во все стороны, это называют солнечным ветром. Земля постоянно находится в этом потоке. Буря начинается, когда поток становится особенно быстрым, плотным или сильно магнетизированным, и когда условия дают эффективную передачу энергии в околоземное пространство.
Корональные выбросы
Корональные выбросы это мощные, разовые взрывы из внешней атмосферы Солнца. Они могут унести с собой огромные массы плазмы вместе с запутанным магнитным полем. Если такой выброс направлен на Землю, он достигает её через день или несколько дней и способен вызвать сильную бурю.
Корональные дыры
Корональные дыры это открытые области магнитного поля на Солнце, откуда постоянно льётся ускоренный солнечный ветер. Поскольку Солнце вращается примерно каждые 27 дней, один и тот же источник может регулярно посылать к нам быстрые потоки и вызывать повторяющиеся, обычно более мягкие бури.
Ключевой фактор: направление поля
Самое важное не только скорость или плотность ветра, а направление его магнитного поля. Когда это поле направлено на юг, противоположно земному, происходит магнитное реляционное соединение полей, открывается «дверь» и энергия устремляется в магнитосферу. Именно это открывает путь для мощных возмущений.
Что происходит в магнитосфере
В магнитосфере усиливаются электрические токи, в частности кольцевой ток, что приводит к падению измеряемого на поверхности магнитного поля. Верхние слои атмосферы нагреваются и расширяются. Частицы, влетая к полюсам, возбуждают атомы и создают полярные сияния.
Фазы бури
Учёные различают начальную фазу с сжатием поля, основную фазу с сильной реконнекцией и усилением токов, и фазу восстановления когда энергия убывает и поле возвращается к норме.
Итог в одной фразе
Магнитные бури возникают потому, что Солнце шлёт к нам быстрый и магнетизированный ветер, и когда его поле направлено противоположно земному, энергия легко входит в нашу магнитную оболочку.
Небольшая заметка о самочувствии
Большинство магнитных эффектов проходят высоко над поверхностью и незначительны для повседневной жизни. Научные данные о прямом влиянии на самочувствие противоречивы. При постоянных неприятных симптомах лучше проконсультироваться с врачом.
Источники
- NOAA / NWS Space Weather Prediction Center (SWPC)
- GFZ Helmholtz Centre for Geosciences
- NASA Science
