Магнітна буря

МАГНІ́ТНА БУРЯ́  — збурення геомагнітного поля тривалістю від декількох годин до декількох діб, яке виникає внаслідок взаємодії магнітосфери Землі зі збуреними потоками сонячного вітру. Необхід. умовою виникнення М. б. є існування інтенсив. південнонаправленої компоненти Bz міжпланет. магнітного поля протягом тривалого часу, що пов’язано з різними проявами соняч. активності: магнітними хмарами — крупнома­сштаб. міжпланет. утвореннями, спричиненими викидами коронал. мас на Сонці; зоною стискання в контакті швидкого та повіл. потоків CIR (Corotating Inter­action Region); зоною стискання між незбуреним соняч. вітром і тілом магніт. хмари. Джерело М. б. — визначал. фактор її інтенсивності та особливостей протікання. Інтенсивність М. б. також залежить від геоефективності джерела — ступеня його взаємодії з магнітосферою Землі. Міра інтенсивності бурі — Dst-індекс (disturbance storm-time), який визначається за середньогодин. даними горизонтал. компоненти магніт. поля 4-х магніт. обсерваторій (GUA, SJG, HER, KAK), розташованих у діапазоні широт від 12° до 36°. Нижнє порог. значення для М. б. — Dst = -50 нТл. Сильні бурі характеризуються Dst < -100 нТл, під час дуже сильних М. б. Dst-індекс може досягати -(400 ÷ 500) нТл. Характеристикою ступеня збуреності гео­магніт. поля є K-індекс, який розраховують за даними конкрет. обсерваторії за тригодин. інтервал часу та подають у балах від 0 до 9. Планетар. Kp-індекс обчислюють як середнє значення К-індексів, визначених на 13-х гео­магніт. обсерваторіях між 44° і 60° пн. і пд. геомагніт. широт. Нижнім порогом для М. б. вважають Kp ≥ 5. За морфологією Dst-варіації виділяють 3 фази М. б.: початкову, якій характерне додатне значення горизонтал. компоненти H; головну, коли H різко зменшується; відновлення, коли поле повільно повертається до свого спокій. рівня. Початк. фаза починається з різкого збільшення H-компоненти у низьких широтах, яке називають раптовим початком бурі sc (sudden commen­­cement). Воно викликане струмами на денній магнітопаузі під час її різкого стискання удар. хвилею соняч. вітру. Інжекція часток у кільцевий магнітосфер. струм визначає гол. фазу бурі. Повіл. процес розпаду магнітосферо-іоносфер. струмів відбувається у фазі відновлення. Макс. амплітуди H-компоненти під час гол. фази М. б. спостерігаються біля екватора та зменшуються у напрямку полюсів. Слабкі М. б. переважно мають повіл. початок. На поле М. б. також впливають струми у хвості магнітосфери, іоносферні струми. Їхній вплив проявляється у вигляді суббур — збурень тривалістю від десятків хвилин до кількох годин, амплітуда яких зменшується від полюсів до екватора. Суббурі можуть проявлятися й за відсутності М. б. Окрім варіацій магніт. поля зовн. (магніто­­сферо-іоносфер.) джерел, під час бур помітними є і внутр. джерела — струми, індуковані у Землі. Розділення внесків різних струм. джерел у заг. поле М. б. виконують за допомогою матем. методів унаслідок моделювання. Хоча збурення магніт. поля відмічали здавна, досліджувати їх почали лише після запровадження системат. спостережень у магніт. обсерваторіях. Уперше їх описав нім. географ і мандрівник А. фон Гумбольдт у серед. 19 ст. після спостережень у Берлін. обсерваторії. Організовані нім. ученими К.-Ф. Ґаусом та В.-Е. Ве­­бером скоординов. спостереження за магніт. полем (1836–41) показали, що ці збурення відбуваються одночасно на всій Землі. Нині найбільшою мережею, яка включає 150 обсерваторій, розташ. по всьому світу, є Intermagnet. Прогнозування М. б. базується на спостереженнях за їхніми джерелами на Сонці. Досить точно передбачають М. б. із завчасністю 27 діб (тривалість обертання Сонця). За 2–3 доби прогнозують бурю, коли на Сонці побл. центр. меридіана відбулися явища, які можуть спричинити збурення в навколозем. просторі (збурення плазми від Сонця до Землі поширюються в середньому від 1,5 до 5 діб, сонячні космічні промені — кілька годин). Короткочас. (одногодин.) прогноз можливий за прямими вимірювання параметрів плазми та магніт. поля на косміч. апаратах, розташованих переважно на відстані 1,5 млн км від Землі побл. лінії Сонце–Земля. Надійність 2–3-добового й одногодин. прогнозу складає відповідно бл. 30–50 % і 95 %. Решта прогнозів мають заг. інформ. характер і обмежене практичне застосування. Дуже сильні М. б. здатні впливати на технол. системи на Землі. Напр., сильна буря 14–23 березня 1989 за рахунок наведених струмів вивела з ладу систему електропостачання у всій провінції Квебек (Канада). Подібні сильні М. б. відбувалися під час максимумів циклів соняч. активності. Під час поперед. соняч. циклу, пік якого припав на 2001–02, відзначалися вкрай негативні наслідки — електронне обладнання давало збої, супутники на орбіті працювали з помилками та ін. На дослідж. варіацій магніт. поля під час М. б. базується один з геофіз. методів — магнітотелуричне зондування. Донині питання щодо впливу М. б. на життєдіяльність та здо­­ров’я людини має досить дискусій. характер та, незважаючи на значну кількість опубліков. праць, потребує детал. і неупередженого дослідження.

Завантажити статтю