Tempeste geomagnetiche dirette verso la Terra

Una tempesta geomagnetica è un grave disturbo della magnetosfera terrestre che si verifica quando c’è uno scambio di energia molto efficiente dal vento solare nell’ambiente spaziale che circonda la Terra. Queste tempeste derivano da variazioni del vento solare che producono importanti cambiamenti nelle correnti, nei plasmi e nei campi nella magnetosfera terrestre. Le condizioni del vento solare che sono efficaci per la creazione di tempeste geomagnetiche sono sostenute (per molte o molte ore) periodi di vento solare ad alta velocità e, soprattutto, un campo magnetico del vento solare diretto a sud (opposto alla direzione del campo terrestre) sul lato diurno della magnetosfera. Questa condizione è efficace per il trasferimento di energia dal vento solare nella magnetosfera terrestre.

Le più grandi tempeste che derivano da queste condizioni sono associate alle eiezioni di massa coronale solare (CME) dove un miliardo di tonnellate di plasma proveniente dal sole, con il suo campo magnetico incorporato, arriva sulla Terra. Le CME impiegano in genere diversi giorni per arrivare sulla terra, ma sono state osservate, per alcune delle tempeste più intense, arrivare in meno di 18 ore. Un altro disturbo del vento solare che crea condizioni favorevoli alle tempeste geomagnetiche è un flusso del vento solare ad alta velocità (HSS). Gli HSS solcano il vento solare più lento e creano regioni di interazione co-rotanti, o CIR. Queste regioni sono spesso legate a tempeste geomagnetiche che, sebbene meno intense delle tempeste CME, spesso possono depositare più energia nella magnetosfera terrestre per un intervallo più lungo.

Le tempeste provocano anche intense correnti nella magnetosfera, cambiamenti nelle cinture di radiazione e cambiamenti nella ionosfera, compreso il riscaldamento della ionosfera e della regione dell’atmosfera superiore chiamata termosfera. Nello spazio, un anello di corrente verso ovest intorno alla Terra produce disturbi magnetici sul terreno. Una misura di questa corrente, l’indice del tempo di disturbo (Dst), è stata usata storicamente per caratterizzare le dimensioni di una tempesta geomagnetica. Inoltre, ci sono correnti prodotte nella magnetosfera che seguono il campo magnetico, chiamate correnti allineate al campo, e queste si collegano a correnti intense nella ionosfera aurorale. Queste correnti aurorali, chiamate electrojets auroral, producono anche grandi disturbi magnetici. Insieme, tutte queste correnti e le deviazioni magnetiche che producono sul terreno sono utilizzate per generare un indice di disturbo geomagnetico planetario chiamato Kp. Questo indice è la base per una delle tre scale meteorologiche spaziali NOAA, la tempesta geomagnetica o la scala G, che viene usata per descrivere il tempo atmosferico che può disturbare i sistemi sulla Terra.

Durante le tempeste, le correnti nella ionosfera, così come le particelle energetiche che precipitano nella ionosfera aggiungono energia sotto forma di calore che può aumentare la densità e la distribuzione della densità nell’atmosfera superiore, causando una maggiore resistenza ai satelliti nella terra bassa orbita. Il riscaldamento locale crea anche forti variazioni orizzontali nella densità ionosferica che può modificare il percorso dei segnali radio e creare errori nelle informazioni di posizionamento fornite dal GPS. Mentre le tempeste creano bellissime aurore, possono anche disturbare i sistemi di navigazione come il Global Navigation Satellite System (GNSS) e creare dannose correnti geomagnetiche indotte (GIC) nella rete elettrica e nelle condutture.

Source: Noaa Space Weather Prediction Center