Geomagneettinen aktiivisuus ( eng. Geomagnetic activity ) - Maan magneettikentän häiriöt , jotka liittyvät magnetosfäärin ja ionosfäärin virtajärjestelmän muutoksiin . Geomagneettinen aktiivisuus on osa aurinko-maan fysiikkaa ja sen käytännön osa - avaruussää . Geomagneettisen toiminnan tärkeimmät ilmentymät ovat voimakkaat häiriöt - magneettiset alimyrskyt ja magneettiset myrskyt sekä heikot häiriöt - erilaiset magneettiset pulsaatiot.
Ensimmäisessä approksimaatiossa (ideaalisen johtavuuden approksimaatio) magnetosfääri on aurinkotuulen ulkoisen plasman ulottumattomissa , mikä voi muuttaa magnetopaussin muotoa vain sen painetasapainon ehtojen mukaisesti. Kuitenkin, kun planeettojenvälisellä magneettikentällä (IMF) on komponentti, joka on yhdensuuntainen maanpäällisen magneettisen dipolin (IMF:n eteläinen komponentti) kanssa, vastakkaiseen suuntaan suunnatun IMF:n ja maanpäällisen kentän kosketusalueella, ihanteellinen plasmanjohtavuus. rikkoutuu ja magneettikenttä kuluu. Aurinkotuulen plasma ja sen kuljettama energia tulevat magnetosfääriin. Tätä prosessia kutsutaan kynnysmekanismiksi (laukaisumekanismiksi). Riippuen energian syöttönopeudesta, magnetosfäärin reaktiosta on mahdollista kolme skenaariota.
Siten geomagneettinen aktiivisuus syntyy Maan magnetosfäärin ja ionosfäärin olemassa olevien nykyisten järjestelmien äkillisistä muutoksista tai uusien virtajärjestelmien muodostumisesta. On tärkeää huomata, että rengasvirran muutos myrskyn aikana on paljon suurempi kuin alimyrskyjen aikana tapahtuva sähkösuihku. Kuitenkin, koska rengasvirta sijaitsee kaukana maan pinnasta, toisin kuin sähkösuihku, joka käytännössä saavuttaa ionosfäärin ja ilmakehän alemmat kerrokset, muutokset Maan magneettikentässä magneettimyrskyjen aikana ovat luonteeltaan globaaleja ( lukuun ottamatta pieniä alueita lähellä magneettinapoja) ja muodostavat enintään 500 nT. Alimyrskyn aikana tapahtuva magneettikentän muutos on luonteeltaan paikallinen ja voi olla (1-3)·10 nT. (On muistettava, että Maan vakiokenttä on noin (30-50) 10 nT, eli joka tapauksessa puhumme muutoksista, jotka eivät ylitä muutamaa prosenttia, mikä on paljon vähemmän kuin maapallon kentät. teknogeeninen alkuperä).
Magnetosfäärin tilaa kuvaavat useat erilaiset indeksit, jotka on laskettu maanpäällisistä magneettikentän mittauksista [Mayaud, 1980]. Koska näiden indeksien muodostamiseen käytetään eri magneettisten asemien verkkojen lukemia, ne sisältävät erilaisten magnetosfääri-ionosfääristen virtajärjestelmien vasteet. On muistettava, että magneettimyrskyjen ja eri ilmiöiden välisen suhteen tutkimiseksi ja revontulien ilmiöiden (magneettisten alimyrskyjen) sulkemiseksi pois analyysistä on käytettävä Dst-indeksiä, jonka mittaukset otetaan päiväntasaajan asemilla. Kun tutkitaan auroraalisen sähkösuihkun vaikutusta eri järjestelmiin, on parempi käyttää erityistä AE-indeksiä, joka sisältää mittaukset korkeiden leveysasteiden asemista napa-ovaalin alueella. Yleisimmin käytetty Kp-indeksi on rakennettu useilla leveysasteilla olevien magneettiasemien mittausten perusteella, ja se on herkkä molemmille ilmiöille, eikä sen avulla voi tutkia erikseen kunkin virtajärjestelmän vaikutusta, erikseen. magneettimyrskyt ja alimyrskyt.
Geomagneettiset pulsaatiot ovat geomagneettisen kentän lyhytaikaisia värähtelyjä, ja niille on tunnusomaista kvasijaksollinen rakenne, jonka taajuusalue on hertsin tuhannesosista useisiin hertseihin. Ulkomaisessa kirjallisuudessa näistä värähtelyistä käytetään usein termiä ULF-aalto (ultra-low-frequency). Yksi ensimmäisistä geomagneettisten pulsaatioiden tutkimuksen alalla oli V. A. Troitskayan työ (1956), joka loi perustan tälle tutkimuslinjalle. Fyysisen luonteen vuoksi geomagneettiset pulsaatiot ovat gyromagneettisia aaltoja, jotka virittyvät Maan magnetosfäärissä ja aurinkotuulessa. Pulsaatioiden ylemmän taajuuden määrää magnetosfäärin protonien gyrotaajuus, joka maan pinnalla vastaa noin 3-5 Hz:n taajuusaluetta.
Tyynessä aurinkotuulessa IMF lähellä maata sijaitsee ekliptisessa tasossa eikä ole geotehokas. Siksi vain häiriintyneet aurinkotuulen tyypit voivat sisältää suuren geotehokkaan eteläisen IMF-komponentin ja johtaa geomagneettiseen toimintaan. Tällaisia häiritseviä aurinkotuulen tyyppejä voi muodostua Auringon pinnalle vain koronaalisten massapurkausten (CME) aikana ja koronarei'istä , jotka ovat lähteitä nopeille aurinkotuulivirroille, jotka ottavat kiinni hitaisiin virtauksiin ja ovat vuorovaikutuksessa niiden kanssa ja muodostavat häiriintyneitä puristus- ja muodonmuutosalueita ( jota kutsutaan Corotating Interaction -alueeksi (CIR). Siten on olemassa 2 skenaariota häiriön siirtymiselle Auringosta Maahan ja voimakkaan geomagneettisen toiminnan, ensisijaisesti magneettisten myrskyjen, herättämiseen: 1. Coronal mass ejection (CME) => planeettojen välinen CME (ICME, magneettipilvi - Magneettinen pilvi, MC), mukaan lukien eteläinen komponentti IMF => magneettinen myrsky. Skenaario 2: 2. Koronaaliset reiät, jotka muodostavat nopeita aurinkotuulivirtoja => IMF:n puristus- ja muodonmuutosalueen (CIR) muodostuminen, mukaan lukien IMF:n eteläinen komponentti => magneettinen myrsky. Nopeat ICME:t, kuten nopeat virtaukset koronarei'istä, voivat muodostaa niiden eteen puristus- ja muodonmuutosalueita (ns. Sheath), jotka voivat sisältää eteläisen IMF:n komponentin ja olla geotehokkaita, mutta tässä tapauksessa myrskyn aurinkolähde on koronaalisen massapoiston (eli skenaario 1 toteutuu).
Mediassa, populaaritieteellisessä (ja joskus tieteellisessä) kirjallisuudessa käsitellään usein kysymystä magneettimyrskyjen ja auringonpurkausten välisestä yhteydestä ja ehdotetaan magneettimyrskyjen ennustetta, joka perustuu auringonpurkaushavaintoihin. Tämä näkökulma syntyi ennen avaruuskauden alkua, jolloin aurinkotuulen ja IMF:n suoria mittauksia ei ollut, ja se on ristiriidassa nykyaikaisten tieteellisten tietojen kanssa. Koska joihinkin auringonsoihduksiin (joiden lukumäärä on useita kertoja suurempi kuin CME:iden lukumäärä ja useita kymmeniä kertoja suurempi kuin magneettisten myrskyjen lukumäärä) liittyy CME:itä, muodollisesti suoritettu tilastollinen analyysi antaa pienen korrelaation soihdutusten ja myrskyjen välillä. Nykyajan tietojen mukaan tällaista suoraa fyysistä yhteyttä auringonpurkausten ja geomagneettisten myrskyjen välillä ei kuitenkaan ole.
Geomagneettiset vaihtelut muuttuvat jatkuvasti ajan myötä, ja tällaiset muutokset ovat säännöllisiä.
Geomagneettisen kentän päivittäisiä vaihteluita esiintyy säännöllisesti maapallon ionosfäärissä olevien virtojen vuoksi, jotka aiheutuvat auringon aiheuttamista muutoksista Maan ionosfäärin valaistuksessa päivän aikana.
27 päivän vaihtelut näyttävät olevan taipumus toistaa geomagneettisen aktiivisuuden kasvua joka 27. Maan vuorokausi. Tämä malli liittyy pitkäikäisten aktiivisten alueiden olemassaoloon Auringossa. Se ilmenee 27 päivän magneettisen aktiivisuuden ja magneettisten myrskyjen toistumisena.
Kausivaihtelut paljastuvat kuukausittaisten keskimääräisten magneettisen aktiivisuuden tietojen perusteella. Magneettisen aktiivisuuden kausivaihteluilla on kaksi maksimiarvoa, jotka vastaavat päiväntasausten aikoja , ja kaksi minimiä, jotka vastaavat päivänseisausten aikoja .
11 vuoden vaihtelut, jotka liittyvät auringon magneettikentän napaisuuden muutokseen.
Maalliset variaatiot ovat maan magnetismin elementtien hitaita muunnelmia, joilla on suuria jaksoja. Maalliset muunnelmat, jotka liittyvät maapallon ytimen sisällä oleviin lähteisiin .