Note utili sulla meteorologia spaziale terrestre

Lo stato dell'ambiente vicino alla Terra è chiamato tempo spaziale. Include il vento solare, il campo magnetico del Sole, la magnetosfera e la ionosfera, la parte elettricamente conduttrice dell'atmosfera terrestre.

Queste parti dell'ambiente vicino alla Terra interagiscono tra loro e producono rapide variazioni nel tempo meteorologico, manifestandosi come variazioni del campo magnetico.

Scale meteorologiche spaziali:

L'American National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) fornisce le informazioni ufficiali sul tempo dello spazio. Le sue scale meteorologiche spaziali sono state introdotte per informare sullo stato attuale e futuro del tempo spaziale e sui suoi effetti sulle persone.

Le scale, con livelli numerati simili alla scala di uragano Saffir-Simpson e scala di tornado di Fujita che menzionano severità e possibili effetti, informano su tempeste geomagnetiche, tempeste di radiazioni solari e blackout radio. Mostrano come si verificano e indicano l'intensità delle cause fisiche.

Tempeste magnetiche:

Un periodo di rapida variazione del campo magnetico è chiamato una tempesta magnetica. Le tempeste magnetiche sono causate dal vento di particelle cariche emesse dal Sole in ogni momento che fluiscono verso l'esterno nello spazio ("un'espulsione marziana coronale").

Quando questa forte raffica di vento solare colpisce la magnetosfera, quest'ultima subisce un'oscillazione complessa. Le correnti elettriche vengono quindi generate nell'ambiente spaziale vicino alla Terra, il che causa ulteriori variazioni nel campo magnetico della Terra. Ne risulta una tempesta magnetica.

Le tempeste magnetiche si verificano anche quando il campo magnetico del Sole e il campo magnetico della Terra sono direttamente collegati. " Sebbene il collegamento avvenga raramente, quando accade, le particelle cariche che si muovono lungo le linee di campo magnetico entrano nella magnetosfera della Terra e producono correnti. Il campo magnetico subisce quindi variazioni dipendenti dal tempo.

Una tempesta magnetica molto grande si verifica quando viene emessa l'espulsione di massa coronale del Sole quando le linee del campo magnetico del Sole e della Terra sono direttamente collegate.

Effetti pericolosi:

Le tempeste magnetiche possono influire profondamente sulle nostre infrastrutture e attività moderne e tecnologiche. Gli effetti spaziali come le tempeste magnetiche possono influenzare la superficie terrestre perché le correnti elettriche in un luogo particolare possono indurre tali correnti in un'altra area. Questo viene fatto tramite un campo magnetico (il campo magnetico terrestre in questo caso). I loro effetti pericolosi specifici sono molti.

La ionosfera si surriscalda e distorce, il che significa che la comunicazione radio a lungo raggio che dipende dalla riflessione sub-ionosferica può essere difficile o addirittura resa fuori questione. L'espansione ionosferica può aumentare la resistenza del satellite e può diventare difficile controllare le loro orbite. I sistemi di posizionamento globale dipendenti dalla trasmissione radio attraverso l'atmosfera possono essere gravemente colpiti. Astronauti e piloti di alta quota dovrebbero affrontare alti livelli di radiazioni. La corrosione della tubazione può risultare pericolosa e le reti elettriche vedrebbero un forte aumento della tensione che causerebbe blackout.

Corrente dell'anello:

'Ring current' è il nome dato alla grande corrente elettrica che circonda la Terra sopra il suo equatore durante le tempeste magnetiche. Si sa che particelle cariche come ioni o elettroni scivolano lungo le linee del campo magnetico o si muovono a spirale attorno a loro.

Cambiano anche il loro attaccamento da una linea di campo a un'altra mentre girano intorno al globo. Il movimento è in senso orario per gli ioni positivi e in senso antiorario per gli ioni negativi se visto dal lontano nord. Ma quando i due gruppi di ioni si muovono in senso opposto in qualsiasi momento, viene generata una corrente elettrica e la corrente anulare esiste durante le tempeste magnetiche.

Aurora:

Aurora è il nome dato al bagliore luminoso nell'atmosfera superiore della Terra che è prodotto da particelle cariche provenienti direttamente dal Sole o discendenti dalla magnetosfera del pianeta. Questa discesa è intensa durante le tempeste magnetiche. Principalmente gli elettroni ma anche i protoni, le particelle discendono e bombardano con le molecole atmosferiche. Ciò si traduce in un'eccitazione degli elettroni molecolari dell'ossigeno e dell'azoto.

Le molecole tornano al loro stato originale emettendo fotoni di luce che sono le aurore. Le particelle cariche seguono le linee del campo magnetico che sono orientate dentro e fuori dal nostro pianeta e la sua atmosfera vicino ai poli magnetici. Pertanto, le aurore si osservano per lo più ad alte altitudini. L'aurora polare non è un fenomeno raro. L'aurora è in genere un bagliore verdastro inquietante. Questo bagliore verdastro viene emesso dalle molecole di ossigeno.

Magnetosfera della Terra:

La magneto-sfera è una regione a forma di cometa in cui le particelle cariche (plasma) del vento solare (un flusso continuo di ioni ed elettroni che si espandono in numerose direzioni dallo strato corona caldo più alto di milioni di gradi del Sole) dominano sulla Terra campo magnetico. Questo campo magnetico controlla il comportamento del plasma intrappolato al suo interno.

È compresso sul lato che è verso il sole a circa 10 raggi di terra; il lato lontano dal sole è simile alla coda (a causa del vento solare che lo trae) e si estende a oltre 100 raggi terrestri. Si estende per 60.000 km sul lato verso il sole, ma in misura maggiore sul lato opposto. Il suo confine è chiamato magnetopause, al di fuori del quale è la turbolenta regione magnetica conosciuta come la calamita dei magnetos.

Cinghie di radiazioni

La magnetosfera contiene le cinghie di radiazioni di Van Allen di particelle cariche. Le cinture emettono l'intensa radiazione che circonda la Terra. Le particelle cariche di energia alta seguono percorsi un po 'elicoidali nel campo magnetico terrestre. La cintura inferiore contiene elettroni e protoni e si estende da 1000 a 5000 km sopra l'equatore terrestre; la fascia superiore ha principalmente elettroni e si estende da 15.000 a 25.000 km sopra l'equatore. Mercurio, Terra e i pianeti giganti hanno una magnetosfera.