Sursa: Juusola, L., Viljanen, A., Dimmock, A. P., Kellinsalmi, M., Schillings, A., and Weygand, J. M.: Drivers of rapid geomagnetic variations at high latitudes, Ann. Geophys., 41, 13–37, https://doi.org/10.5194/angeo-41-13-2023, 2023. (Rezumat)
Articolul „Drivers of rapid geomagnetic variations at high latitudes” analizează cauzele celor mai intense variații geomagnetice rapide observate la latitudini înalte, cu accent pe riscul de curenți geomagnetic induși în infrastructuri tehnologice, precum rețele electrice sau conducte. Autorii folosesc ca indicator principal mărimea |dH/dt|, adică amplitudinea variației în timp, la rezoluție de 10 secunde, a componentei orizontale a câmpului geomagnetic de la sol. Acest indicator este important deoarece este asociat cu câmpul geoelectric indus și, implicit, cu apariția curenților geomagnetic induși, GIC. Studiul se bazează pe datele rețelei de magnetometre IMAGE, colectate între 1994 și 2018, completate cu măsurători de GIC dintr-o conductă de gaz din Finlanda, indici geomagnetici și date despre vântul solar.
O parte esențială a cercetării este separarea variațiilor magnetice observate la sol în două componente: una externă, produsă de curenții electrici din ionosferă și magnetosferă, și una internă, produsă de curenții telurici induși în Pământ. Figura 1 din articol explică lanțul cauzal: activitatea solară perturbă vântul solar, acesta interacționează cu magnetosfera și ionosfera, apar curenți electrici în spațiul apropiat Pământului, câmpul magnetic extern variabil induce curenți în sol, iar aceștia pot genera câmpuri geoelectrice capabile să afecteze rețele tehnologice. Separarea celor două componente este importantă deoarece variațiile interne depind puternic de conductivitatea locală a solului, în timp ce variațiile externe reflectă mai direct procesele din sistemul vânt solar–magnetosferă–ionosferă.
Rezultatele arată că cele mai intense variații externe |dH/dt| apar în timpul furtunilor geomagnetice, în special în timpul furtunii de Halloween din octombrie 2003. Alte evenimente importante au fost furtunile din septembrie 2017, noiembrie 2001 și decembrie 2006. Variațiile externe intense tind să apară aproape simultan la stații apropiate, ceea ce arată că sunt legate de procese spațiale coerente în ionosferă și magnetosferă. În schimb, variațiile interne și totale sunt mai dispersate în timp și spațiu, tocmai din cauza complexității inducției electromagnetice în sol. Valoarea maximă externă găsită în rețeaua IMAGE a fost de 21,2 nT/s, observată la stația KIR în decembrie 2006, iar cele mai mari valori internă și totală au fost legate de începutul furtunii de Halloween.
Autorii examinează în detaliu cinci evenimente reprezentative. Primul, din 29 octombrie 2003, a fost un sudden commencement, adică o creștere bruscă a câmpului geomagnetic cauzată de comprimarea magnetosferei de către o creștere a presiunii dinamice a vântului solar. În sectorul prenoon, acest eveniment a intensificat rapid electrojetul estic, provocând variații geomagnetice intense și un vârf important de GIC. Al doilea eveniment, din 30 octombrie 2003, a avut loc în timpul unei subfurtuni din aceeași furtună de Halloween: un electrojet vestic foarte intens s-a slăbit brusc și s-a retras spre poli, producând variații rapide ale câmpului și un vârf GIC foarte puternic. Al treilea eveniment, din 24 noiembrie 2001, a fost asociat cu pulsații geomagnetice în timpul unei furtuni produse de o ejecție coronală de masă; în acest caz, electrojetul estic a fost perturbat de activitate ondulatorie în timpul unei scăderi a presiunii dinamice a vântului solar. Celelalte două evenimente, din 15 decembrie 2006 și 17 aprilie 1999, au avut loc în sectorul de dimineață și au fost legate de activitatea de subfurtună și de un electrojet vestic intens, ondulatoriu, posibil asociat cu streamere aurorale sau benzi omega.
Concluzia centrală este că, deși evenimentele studiate apar în sectoare diferite de timp local și sunt asociate cu mecanisme diferite — începuturi bruște, pulsații sau subfurtuni — ele au o trăsătură comună: existența unor curenți ionosferici puternici care sunt modificați brusc de schimbări rapide ale configurației magnetosferice. Excepția o reprezintă evenimentele de tip sudden commencement, unde curenții pot apărea și se pot intensifica rapid chiar în urma compresiei magnetosferei. Studiul mai arată că rezoluția temporală contează mult: datele la 1 minut pot subestima sever vârfurile |dH/dt|, iar unele evenimente foarte rapide, mai ales cele de tip SC, pot necesita chiar rezoluție de 1 secundă pentru a fi descrise corect. În ansamblu, articolul contribuie la înțelegerea proceselor care generează variații geomagnetice rapide și la obiectivul practic de a îmbunătăți prognoza |dH/dt| și a curenților geomagnetic induși, esențială pentru protejarea infrastructurii critice.
Legea gravitației universale a lui Newton
O privire de ansamblu asupra descoperirilor lui Newton și asupra implicațiilor acestei legi în înțelegerea Universului.
Eseuri filosofice
Descoperă universul gândirii critice și al reflecției profunde!
Sunetul fizicii – Acustica fenomenologică
O incursiune captivantă în știința sunetului și a undelor, o analiză aprofundată a fenomenelor acustice.
Descoperă mai multe la MultiMedia
Abonează-te ca să primești ultimele articole prin email.
Lasă un răspuns