Что такое геомагнитная активность простыми словами
Правда ли, что магнитные бури влияют на здоровье человека?
Сильная магнитная буря может нарушить работу электросети или серьезно повредить искусственный спутник Земли.
Но повлиять на работу клеток, тканей или органов человека магнитные бури неспособны.
Существуют ли магнитные бури
Да. Порой магнитная буря — весьма яркое событие, не заметить которое очень сложно.
Самая сильная зарегистрированная магнитная буря случилась 1—2 сентября 1859 года. Из-за нее вышли из строя телеграфные линии в США, а жители Кубы, Ямайки и Багамских островов посреди ночи наблюдали в небе северное сияние. Причем оно было таким ярким, что спящие птицы проснулись и начали щебетать, а люди встали и пошли на работу, потому что подумали, что уже утро.
Происшествие получилось таким запоминающимся, что ему дали собственное имя — Кэррингтонское событие, в честь астронома Ричарда Кэррингтона, который первым сообщил о нем.
Супермагнитная буря 1989 года—Официальный журнал Общества геонаук Азии и Океании
Но даже менее масштабные бури иногда попадают в историю. Например, из-за электромагнитной бури 13—14 марта 1989 года в канадском Квебеке отключились трансформаторы, так что в городе больше 9 часов не было электроэнергии.
А во время магнитной бури, которая длилась с 19 октября по 5 ноября 2003 года, на несколько часов отключалась радиосвязь и примерно 30 часов не работала американская навигационная система для самолетов. В космосе происшествия были еще серьезнее: магнитная буря серьезно повредила японский спутник ADEOS-2.
К счастью, такие крупные магнитные бури возникают довольно редко — примерно раз в два с половиной года. Гораздо чаще, примерно раз в два-три дня, возникают слабые бури, способные вызвать только слабые колебания электросети.
Курс о больших делах
Что вообще такое магнитная буря
Солнце — не только источник жизни на нашей планете, но и генератор мощного электромагнитного излучения. Обычно оно работает в относительно спокойном режиме. Но иногда на Солнце происходят вспышки — мощные выбросы энергии, которые длятся от нескольких минут до нескольких часов.
Если вспышка происходит на стороне Солнца, обращенной к Земле, через два-три дня излучение достигает нашей планеты. Так как у излучения очень много энергии, по дороге оно может повредить космические аппараты — как это и произошло с японским спутником в 2003 году.
Но излучение не обрушивается на поверхность нашей планеты и обитающих на ней людей и животных, потому что у нас есть отличная «встроенная защита» — расплавленное железное ядро Земли. Оно превращает планету в гигантский магнит, окруженный собственным магнитным полем.
Когда поток электромагнитного излучения Солнца долетает до Земли, он ударяет в магнитное поле нашей планеты. В результате магнитное поле Земли начинает колебаться. Это и есть магнитные, или геомагнитные бури — эти два понятия обозначают одно и то же.
Если магнитная буря достаточно сильная, колеблющееся магнитное поле создает во всех проводах на земной поверхности электрический ток — даже если они были обесточены. Если же в проводах уже бежал ток, магнитная буря его усиливает. Именно по этой причине во время Кэррингтонского события перестал работать телеграф.
При этом большую часть электромагнитного излучения магнитное поле Земли переправляет на Северный и Южный полюса. Когда атомы и молекулы, из которых состоят верхние слои атмосферы, получают избыточную энергию от солнечного излучения, в небе в этих областях земного шара возникает полярное сияние.
Как магнитные бури влияют на человека
Найти ответ на этот вопрос пытается гелиобиология — научное направление, которое изучает влияние солнечной активности, в том числе геомагнитных бурь, на здоровье человека. Это научное направление в 30-х годах прошлого века основал российский физик Александр Чижевский.
Обзор гелиобиологических исследований за 20 лет — Открытый журнал биомедицинских наукPDF, 329 КБ
Гелиобиологи пытаются выяснить, есть ли связь между магнитными бурями и психическими заболеваниями, смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний и обострениями болезней нервной системы. Но с самим научным направлением есть ряд концептуальных проблем.
С точки зрения физики при магнитной буре возникает гигантское переменное магнитное поле. Теоретически такие поля способны вызывать в теле человека лишний электрический ток, который мог бы нарушить работу нервных клеток, ведь они передают информацию от тела к мозгу и обратно при помощи электричества.
Колебания магнитных полей, к которым приводят магнитные бури — Организация экономического сотрудничества и развитияPDF, 1,86 МБ
Электричество и здоровье — Бельгийская биоэлектромагнитная группаPDF, 510 КБ
Но на практике этого не происходит. Чтобы разобраться почему, придется углубиться в физические тонкости.
Интенсивность воздействия магнитных полей принято измерять в теслах. Магнитное поле Земли, которое защищает нас от лишней солнечной энергии и которое начинает колебаться при магнитных бурях, воздействует на нашу планету с интенсивностью примерно 30 микротесла.
Во время Кэррингтонского события магнитное поле Земли колебалось с амплитудой в 1,76 микротесла. Этого достаточно, чтобы электрический ток возник в длинных металлических проводах, но недостаточно, чтобы лишний ток появился в человеческом теле.
Во время более слабых магнитных бурь колебание магнитного поля Земли еще меньше — как правило, оно не превышает 0,5 микротесла. Магнитный поток такой же интенсивности воздействия образуется в центре обычного канадского города и без всяких магнитных бурь: его создает бегущий по проводам электрический ток и работающие электроприборы, которыми пользуются горожане.
Поэтому большинство международных организаций считает, что организм человека эволюционно приспособлен к воздействию магнитного поля Земли и его незначительным колебаниям во время магнитных бурь.
Теоретически есть еще один механизм, при помощи которого магнитные бури способны влиять на живых существ. Некоторые животные — например, лососи, морские черепахи, медоносные пчелы и перелетные птицы — способны использовать геомагнитное поле Земли, чтобы ориентироваться в пространстве. Как именно они это делают, мы пока не знаем, но уже есть несколько предположений.
Например, в глазах перелетных птиц есть белок криптохром. Возможно, благодаря ему птицы буквально видят геомагнитное поле Земли. Если это действительно так, вполне возможно, что магнитные бури способны на время сбить перелетных птиц и других животных-навигаторов с верного пути.
Криптохром и магниторецепция животных — Журнал группы теоретической и вычислительной биофизики
Но у людей криптохромов и связанного с ними «геомагнитного чувства» нет. Магнитные бури не мешают нам ориентироваться в пространстве. Это природное явление просто лежит вне пределов нашего восприятия.
Зачем информацию о вспышках на Солнце передают в новостях
С новостями вообще интересно. Так, видимо, и появился миф о влиянии геомагнитных бурь на организм человека: люди не понимали смысла этих сообщений в прогнозах. На самом деле они предназначены для технических специалистов — например, для тех, кто отвечает за навигацию.
Судя по данным, которые у нас есть, геомагнитные бури опасны только для электросетей, навигационных устройств, космических аппаратов на орбите Земли. Ощутимого влияния на людей они не оказывают, так что нет смысла принимать лекарства или устанавливать дома какие бы то ни было приборы, якобы способные защитить от магнитных бурь.
Как пережить магнитную бурю
Возможно, люди, которые жалуются на геомагнитные бури, на самом деле страдают от эффекта ноцебо. Это то же самое, что эффект плацебо, но наоборот. Возможно, эти люди так уверены во вреде электромагнитных бурь, что действительно начинают испытывать неприятные ощущения.
Однако это не означает, что подобные пациенты выдумывают неприятные симптомы или притворяются, что болеют. Их жалобы могут быть симптомом тревожного расстройства, связанного с беспокойством о здоровье. Это состояние может сильно испортить человеку жизнь, но, к счастью, неплохо изучено в современной медицине. Чтобы избавиться от неприятных ощущений, имеет смысл проконсультироваться с психотерапевтом.
Что такое геомагнитная активность простыми словами
Информер магнитных бурь показывает средние прогнозируемые значения глобального геомагнитного индекса (Cr-index) Земли, на основании геофизических данных двенадцати обсерваторий мира.
Cr-index – характеризует геомагнитное поле в масштабах всей Земли.
На разных участках земной поверхности Cr-index отличается в пределах 1-2 единиц. Весь диапазон Cr-index составляет от 1 до 9 единиц. На разных континентах индекс может отличаться на одну или две единицы (+/-), при всём диапазоне – от нуля до девяти.
Информер прогнозирует магнитные бури на 3 дня по восемь значений в день, на каждые 3 часа суток.
Зеленый цвет – безопасный уровень геомагнитной активности.
Красный цвет – магнитная буря (Cr-index > 5).
Чем выше красная вертикальная линия, тем сильнее магнитная буря.
Уровень, с которого вероятны заметные влияния на здоровье метеочувствительных людей (Cr-index > 6) отмечен горизонтальной линией красного цвета.
Приняты следующие коэфициенты Cr-index:
Следующие индексы магнитного поля – относительно благоприятные для здоровья: Cr = 0-1 – геoмaгнитнaя oбстaнoвкa спoкoйнaя; Cr = 1-2 – геoмaгнитнaя oбстaнoвкa oт спoкoйнoй дo слaбoвoзмущеннoй; Cr = 3-4 – oт слaбoвoзмущеннoй дo вoзмущеннoй. Следующие индексы магнитного поля – неблагоприятные для здоровья: Cr = 5-6 – магнитная буря; Cr = 7-8 – большая магнитная буря; Cr = 9 – максимально возможная величина
По материалам www.meteofox.ru
ВЛИЯНИЕ КОСМОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА БИОСФЕРУ.
Дата публикации: 21 января 2003
Проведен анализ фактов, подтверждающих влияние Солнца, а также электромагнитных полей естественного и искусственного происхождения на живые организмы. Выдвинуты предположения об источниках и механизме реакции человека на магнитные бури, природе “биоэффективных частотных окон”, чувствительности к электромагнитным полям различного генезиса. Обсуждается социально-исторический аспект влияния космической погоды на людей.
Полный текст статьи находится по этому адресу
У ПРИРОДЫ ЕСТЬ И КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА
Кандидат физико-математических наук А. ПЕТРУКОВИЧ, доктор физико-математических наук Л. ЗЕЛЕНЫЙ
Институт космических исследований.
Во внешнем радиационном поясе наиболее эффективно удерживаются энергичные электроны. «Население» этого пояса очень нестабильно и многократно возрастает во время магнитных бурь за счет вброса плазмы из внешней магнитосферы. К сожалению, именно по внешней периферии этого пояса проходит геостационарная орбита, незаменимая для размещения спутников связи: спутник на ней неподвижно «висит» над одной точкой земного шара (ее высота около 42 тысяч километров). Поскольку радиационная доза, создаваемая электронами, не столь велика, то на первый план выходит проблема электризации спутников. Дело в том, что любой объект, погруженный в плазму, должен находиться с ней в электрическом равновесии. Поэтому он поглощает некоторое количество электронов, приобретая отрицательный заряд и соответствующий «плавающий» потенциал, примерно равный температуре электронов, выраженной в электронвольтах. Появляющиеся во время магнитных бурь облака горячих (до сотен килоэлектрон вольт) электронов придают спутникам дополнительный и неравномерно распределенный, из-за различия электрических характеристик элементов поверхности, отрицательный заряд. Разности потенциалов между соседними деталями спутников могут достигать десятков киловольт, провоцируя спонтанные электрические разряды, выводящие из строя электрооборудование. Наиболее известным следствием такого явления стала поломка во время одной из магнитных бурь 1997 года американского спутника TELSTAR, оставившая значительную часть территории США без пейджерной связи. Поскольку геостационарные спутники обычно рассчитаны на 10-15 лет работы и стоят сотни миллионов долларов, то исследования электризации поверхностей в космическом пространстве и методы борьбы с ней обычно составляют коммерческую тайну.
Во время солнечных вспышек и магнитных бурь количество заряженных частиц в ионосфере увеличивается, причем так неравномерно, что создаются плазменные сгустки и «лишние» слои. Это приводит к непредсказуемому отражению, поглощению, искажению и преломлению радиоволн. Кроме того, нестабильные магнитосфера и ионосфера и сами генерируют радиоволны, заполняя шумом широкий диапазон частот. Практически величина естественного радиофона становится сравнимой с уровнем искусственного сигнала, создавая значительные затруднения в работе систем наземной и космической связи и навигации. Радиосвязь даже между соседними пунктами может стать невозможной, но взамен можно случайно услышать какую-нибудь африканскую радиостанцию, а на экране локатора увидеть ложные цели (которые нередко принимают за «летающие тарелки»). В приполярных районах и зонах аврорального овала ионосфера связана с наиболее динамичными областями магнитосферы и поэтому наиболее чувствительна к приходящим от Солнца возмущениям. Магнитные бури в высоких широтах могут практически полностью блокировать радиоэфир на несколько суток. При этом, естественно, замирают и многие другие сферы деятельности, например авиасообщение. Именно поэтому все службы, активно использующие радиосвязь, еще в середине XX века стали одними из первых реальных потребителей информации о космической погоде.
Наименее защищены от подобного влияния воздушные низковольтные линии связи. И действительно, значительные помехи, возникавшие во время магнитных бурь, были отмечены уже на самых первых телеграфных линиях, построенных в Европе в первой половине XIX века. Сообщения об этих помехах можно, вероятно, считать первыми историческими свидетельствами нашей зависимости от космической погоды. Получившие распространение в настоящее время волоконно-оптические линии связи к такому влиянию нечувствительны, но в российской глубинке они появятся еще нескоро. Значительные неприятности геомагнитная активность должна доставлять и железнодорожной автоматике, особенно в приполярных районах. А в трубах нефтепроводов, зачастую тянущихся на многие тысячи километров, индуцированные токи могут значительно ускорять процесс коррозии металла.
В линиях электропередач, работающих на переменном токе частотой 50-60 Гц, индуцированные токи, меняющиеся с частотой менее 1 Гц, практически вносят только небольшую постоянную добавку к основному сигналу и должны были бы слабо влиять на суммарную мощность. Однако после аварии, произошедшей во время сильнейшей магнитной бури 1989 года в канадской энергетической сети и оставившей на несколько часов половину Канады без электричества, такую точку зрения пришлось пересмотреть. Причиной аварии оказались трансформаторы. Тщательные исследования показали, что даже небольшая добавка постоянного тока может вывести из строя трансформатор, предназначенный для преобразования переменного тока. Дело в том, что постоянная составляющая тока вводит трансформатор в неоптимальный режим работы с избыточным магнитным насыщением сердечника. Это приводит к избыточному поглощению энергии, перегреву обмоток и в конце концов к аварии всей системы. Последовавший анализ работоспособности всех энергетических установок Северной Америки выявил и статистическую зависимость между количеством сбоев в зонах повышенного риска и уровнем геомагнитной активности.
* * *
Космическая погода постепенно занимает подобающее ей место в нашем сознании. Как и в случае с обыкновенной погодой, мы хотим знать, что нас ждет и в отдаленном будущем, и в ближайшие дни. Для исследований Солнца, магнитосферы и ионосферы Земли развернута сеть солнечных обсерваторий и геофизических станций, а в околоземном космосе парит целая флотилия научно-исследовательских спутников. Основываясь на приводимых ими наблюдениях, ученые предупреждают нас о солнечных вспышках и магнитных бурях.
ВВЕРХ
СОДЕРЖАНИЕ FAQ
Влияние магнитных бурь на человека
Какое же воздействие оказывают магнитные бури на человека? Еще в 30-х гг. двадцатого столетия в Ницце (Франция) случайно было замечено, что частота инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастала в дни, когда в работе местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения вплоть до полного прекращения связи. Впоследствии было установлено, что нарушения телефонной связи происходят во время магнитных бурь. На этом основании и был сделан вывод, что инфаркты и инсульты, как и сами срывы телефонной сети, связаны с магнитными бурями.
Острые споры вызывал в свое время вопрос о влиянии солнечной активности на возникновение несчастных случаев и травматизма на транспорте и в производстве. На это впервые указал еще в 1928 г. А.Л. Чижевский, а в 50-х гг. XX в. немецкие ученые Р. Рейтер и К. Вернер, из анализа около 100 тыс. автокатастроф, установили их резкое увеличение на второй день после солнечной вспышки. Позже российский судебный медик из Томска В.П. Десятое обнаружил резкое возрастание числа самоубийств (в 4 — 5 раз по сравнению с днями спокойного Солнца) также на вторые сутки после вспышки на Солнце. А это как раз соответствует началу магнитных бурь.
Магнитные бури нередко сопровождаются головными болями, мигренями, учащенным сердцебиением, бессонницей, плохим самочувствием, пониженным жизненным тонусом, перепадами давления. Почему появляются головные боли, головокружения и боли в суставах?
По некоторым данным во время магнитной бури образуются агрегаты кровеносных телец (сгустки эритроцитов), то есть кровь густеет. У здоровых людей этот процесс происходит в меньшей степени. Из-за такого сгущения крови ухудшается кислородный обмен, и первые, кто реагирует на нехватку кислорода — это мозг и нервные окончания.
Большинство людей никак не подвержены влиянию геомагнитной обстановки, однако замечено, что на магнитные бури все же реагируют от 50 до 75% населения земного шара. Момент начала реакции может сдвигаться относительно начала бури на разные сроки для различных бурь для конкретного человека. Обращает на себя внимание, что многие люди начинают реагировать не на сами магнитные бури, а за 1-2 дня до них, то есть в момент вспышек на самом Солнце.
Необходимо заметить, что у сторонников теории влияния магнитных бурь на человека есть и противники, которые считают, изменение магнитного поля во время магнитной бури и гравитационные возмущения, связанные с изменением взаимного расположения Земли, Луны и планет солнечной системы, не идут ни в какое сравнение с теми возмущениями, которым люди подвергаются в обычной жизни (тряска, ускорения и торможения в общественном транспорте, резкий спуск и подъем, воздействие мощных электрических и магнитных полей от линий электропередач и в электрическом транспорте и т. д.).
Тем не менее влияние магнитных бурь на человеческий организм постоянно изучается в научно-исследовательских учреждениях всего мира.
ВВЕРХ
СОДЕРЖАНИЕ FAQ
Что делать в магнитную бурю?
Магнитные бури: природа и влияние на человека. Справка
Геомагнитные бури – возмущение магнитного поля Земли длительностью от нескольких часов до нескольких суток, вызванное поступлением в окрестности Земли возмущенных высокоскоростных потоков солнечного ветра и связанной с ними ударной волны. Геомагнитные бури происходят в основном в средних и низких широтах Земли.
В результате вспышек на Солнце в космическое пространство выбрасывается огромное количество вещества (в основном протонов и электронов), часть которого, двигаясь со скоростью 400–1000 км/с, за один – два дня достигает земной атмосферы. Магнитное поле Земли захватывает из космического пространства заряженные частицы. Слишком сильный поток частиц возмущает магнитное поле планеты, из-за чего быстро и сильно изменяются характеристики магнитного поля.
Таким образом, геомагнитная буря – это быстрые и сильные изменения в магнитном поле Земли, возникающие в периоды повышенной солнечной активности.
Пик активности Солнца во время предыдущего солнечного цикла пришелся на 2001–2002 годы, когда солнечные ветры исходили с поверхности нашего светила почти постоянно, а солнечные пятна достигли своего максимума. Тогда же специалисты отмечали и крайне неблагоприятные последствия активности и для нашей планеты – электронное оборудование давало сбои, спутники на орбите работали с ошибками.
Самая мощная за всю историю наблюдательной астрономии вспышка произошла 4 ноября 2003 года. Ее энергии, как показали расчеты, могло бы хватить для снабжения электричеством такого города, как Москва, в течение 200 млн. лет.
Влияние магнитных бурь на жизнь и здоровье людей
Геомагнитные бури оказывают влияние на многие области деятельности человека, из которых можно выделить нарушения связи, систем навигации космических кораблей, возникновение поверхностных зарядов на трансформаторах и трубопроводах и даже разрушение энергетических систем.
Магнитные бури также оказывают влияние на здоровье и самочувствие людей. Они опасны в первую очередь для тех, кто страдает артериальной гипертонией и гипотонией, болезнями сердца. Примерно 70% инфарктов, гипертонических кризов и инсультов происходит именно во время солнечных бурь.
Магнитные бури нередко сопровождаются головными болями, мигренями, учащенным сердцебиением, бессонницей, плохим самочувствием, пониженным жизненным тонусом, перепадами давления. Ученые связывают это с тем, что при колебаниях магнитного поля замедляется капиллярный кровоток и наступает кислородное голодание тканей.
В 1930-х годах в Ницце (Франция) случайно было замечено, что частота инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастала в дни, когда в работе местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения вплоть до полного прекращения связи. Впоследствии было установлено, что нарушения телефонной связи происходят во время магнитных бурь. На этом основании и был сделан вывод, что инфаркты и инсульты, как и сами срывы телефонной сети, связаны с магнитными бурями.
Острые споры вызывал в свое время вопрос о влиянии солнечной активности на возникновение несчастных случаев и травматизма на транспорте и в производстве. На это впервые указал еще в 1928 году Александр Чижевский, а в 1950-х годах немецкие ученые Рейнхольд Рейтер и Карл Вернер из анализа около 100 тысяч автокатастроф установили их резкое увеличение на второй день после солнечной вспышки. Позже российский судебный медик из Томска Владимир Десятое обнаружил резкое возрастание числа самоубийств (в 4 ‑ 5 раз по сравнению с днями спокойного Солнца) также на вторые сутки после вспышки на Солнце. А это как раз соответствует началу магнитных бурь.
Негативному воздействию магнитных бурь подвержены по разным данным от 50 до 75% населения Земли. При этом момент начала стрессовой реакции может сдвигаться относительно начала бури на разные сроки для различных бурь и для конкретного человека. Многие люди начинают реагировать не на сами магнитные бури, а за 1-2 дня до них, т.е. в момент вспышек на самом Солнце.
Также замечено, что до 50% населения планеты способны к адаптации, т.е. к уменьшению до нуля реакции на подряд идущие друг за другом несколько магнитных бурь с интервалом 6‑7 дней, и что молодые люди практически не ощущают воздействия магнитных бурь.
У теории влияния магнитных бурь на человека есть противники, которые придерживаются того мнения, что гравитационные возмущения, связанные с изменением взаимного расположения Земли, Луны и планет солнечной системы, неизмеримо малы в сравнении с теми, которым люди подвергаются в обычной жизни (тряска, ускорения и торможения в общественном транспорте, резкий спуск и подъем и т.д.).
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Геомагнитная активность
Геомагнитная активность (англ. Geomagnetic activity ) — возмущения магнитного поля Земли, связанные с изменениями магнитосферно — ионосферной токовой системы. Геомагнитная активность является частью солнечно-земной физики и ее практической части — космической погоды. Основными проявлениями геомагнитной активности являются сильные возмущения — магнитные суббури и магнитные бури, а также слабые возмущения — разнообразные типы магнитных пульсаций.
Содержание
Формирование магнитных бурь и суббурь
В первом приближении (приближении идеальной проводимости) магнитосфера недоступна для внешней плазмы солнечного ветра, который может лишь изменить форму магнитопаузы в соответствии с условием баланса давлений на ней. Однако, когда межпланетное магнитное поле (ММП) обладает компонентой, параллельной земному магнитному диполю (южная компонента ММП), в области соприкосновения противоположно направленных ММП и земного поля происходят нарушение условия идеальной проводимости плазмы и эрозия магнитного поля. В магнитосферу попадают плазма солнечного ветра и переносимая им энергия. Этот процесс называется пороговым (триггерным) механизмом. В зависимости от темпа поступления энергии возможны три сценария реакции магнитосферы.
Таким образом, геомагнитная активность возникает в результате резких изменений в существующих токовых системах в магнитосфере и ионосфере Земли или образования новых токовых систем. Важно отметить, что изменение кольцевого тока во время бури значительно больше электроджета, возникающего при суббурях. Однако из-за того, что кольцевой ток расположен далеко от поверхности Земли в отличие от электроджета, который практически достигает нижних слоев ионосферы и атмосферы, изменения магнитного поля на Земле во время магнитных бурь носят глобальный характер (исключением являются небольшие области вблизи магнитных полюсов) и составляют в максимуме не более 500 нТ. Изменение же магнитного поля во время суббури носит локальный характер и может составлять (1-3)10· 
нТ. (Надо помнить, что постоянное поле Земли составляет около (30-50)·10 нТ, то есть в любом случае речь идет об изменениях, не превышающих несколько процентов, что значительно меньше полей техногенного происхождения).
Геомагнитные индексы
Состояние магнитосферы описывается рядом различных индексов, рассчитываемых на основании наземных измерений магнитного поля [Mayaud, 1980]. Так как для конструирования этих индексов используются показания различных сетей магнитных станций, то в них оказываются включенными отклики различных магнитосферно-ионосферных токовых систем. Необходимо помнить, что для того, чтобы изучать связь магнитных бурь с различными явлениями и исключить из анализа авроральные явления (магнитные суббури), необходимо использовать Dst-индекс, для которого берутся измерения экваториальных станций. В случае проведения исследований влияния аврорального электроджета на различные системы лучше использовать специальный АЕ-индекс, включающий измерения высокоширотных станций в области полярного овала. Наиболее часто используемый Кр-индекс строится на основании измерений магнитных станций в широком диапазоне широт, и он чувствителен к обоим явлениям и не позволяет исследовать отдельно влияние каждой токовой системы, отдельно влияние магнитных бурь и суббурь.
Геомагнитные пульсации
Геомагнитные пульсации представляют собой короткопериодные колебания геомагнитного поля и характеризуются квазипериодической структурой, занимая диапазон частот от тысячных долей герца до нескольких герц. В зарубежной литературе в настоящее время для обозначения этих колебаний часто используется термин ULF-wave (ultra-low-frequency). Одной из первых работ в области изучения геомагнитных пульсаций явилась работа В. А. Троицкой (1956), заложившей основы этого направления исследований. По физической природе геомагнитные пульсации это гидромагнитные волны, возбуждаемые в магнитосфере Земли и в солнечном ветре. Верхняя частота пульсаций определяется гирочастотой протонов в магнитосфере, на земной поверхности это соответствует частотному диапазону порядка 3-5 Гц.
Солнечные источники геомагнитной активности
В спокойном солнечном ветре ММП вблизи Земли лежит в плоскости эклиптики и не является геоэффективным. Поэтому только возмущенные типы солнечного ветра могут содержать большую геоэффективную южную компоненту ММП и приводить к геомагнитной активности. Такие возмущенные типы солнечного ветра могут образоваться на Солнце только во время выбросов корональной массы (Coronal Mass Ejection — CME) и из корональных дыр, являющиеся источниками быстрых потоков солнечного ветра, которые догоняют и взаимодействуют с медленными потоками и образуют возмущенные области сжатия и деформации (так называемые Corotating Interaction region — CIR). Таким образом существуют 2 сценария передачи возмущения от Солнца к Земле и возбуждения сильной геомагнитной активности, прежде всего, магнитных бурь: 1. Выброс корональной массы (CME) => межпланетное CME (ICME, магнитное облако — Magnetic Cloud, MC), включающее южную компоненту ММП => магнитная буря. Второй сценарий: 2. Корональные дыры, формирующие быстрые потоки солнечного ветра => образование области сжатия и деформации ММП (CIR), включающей южную компоненту ММП => магнитная буря. Быстрые ICME аналогично быстрым потокам из корональных дыр могут образовывать перед собой области сжатия и деформации (так называемые Sheath), которые могут содержать южную компоненту ММП и быть геоэффективными, но и в этом случае солнечным источником бури является выброс корональной массы (то есть реализуется сценарий 1).
В СМИ, в научно-популярной (а иногда и в научной) литературе достаточно часто обсуждается вопрос о связи магнитных бурь с солнечными вспышками и предлагается прогноз магнитных бурь на основе наблюдений солнечных вспышек. Эта точка зрения возникла до начала космической эры, когда отсутствовали прямые измерения солнечного ветра и ММП, и она противоречит современным научным данным. Так как некоторые солнечные вспышки (число которых в несколько раз превышает число СМЕ и в несколько десятков раз превышает число магнитных бурь) сопровождаются СМЕ, то формально проведённый статистический анализ даёт небольшую корреляцию между вспышками и бурями. Однако, согласно современным данным, такая прямая физическая связь между солнечными вспышками и геомагнитными бурями отсутствует.
Литература
Плазменная гелиогеофизика / Под ред. Л. М. Зеленого, И. С. Веселовского. В 2-х т. М.: Физ-матлит, 2008. Т. 1. 672 с.; Т. 2. 560 с.
Mayaud P.N. Derivation, meaning and use of geomagnetic indices // AGU Geophysical Monograph 22. 1980.
Троицкая В. А. Короткопериодные возмущения электромагнитного поля Земли, Вопросы изучения переменных электромагнитных полей. М.: Наука, С. 27-61. 1956.