EA3EPH - Actividad geomagnética

  • Última actualización el Martes, 04 Noviembre 2014 15:35
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Actividad geomagnética.

En el campo magnético externo de la Tierra se poducen variaciones en interacción con la actividad solar, el plasma de la magnetosfera y la ionosfera.

Las primeras observaciones sobre las variaciones del campo magnético externo se realizaron alrededor del año 1722 en Londres, estableciendo Graham una división entre los dias tranquilos y perturbados. En el año 1742, A. Celsius observó también dichas variaciones desde Uppsala y conjuntamente se descubrió que éstas eran de carácter local, su origen era externo y que las grandes perturbaciones estaban correlacionadas con las auroras boreales. Finalmente, fué entre 1826 y 1855 cuando Schawabe estableció definitivamente la relación entre la actividad solar y las perturbaciones geomagnéticas.

Las variaciones del campo magnético externo pueden dividirse en variaciones periódicas y no periódicas.

Las variaciones periódicas son debidas fundamentalmente a la continua actividad del Sol y la Luna, su periodicidad está relacionada con la órbita de la Tierra y son apreciables principalmente en los días tranquilos o con mínimas perturbaciones.

Como variaciones no periódicas del campo magnético externo, aunque en las fulguraciones solares “inicialmente” se produce un aumento de la intensidad del campo magnético terrestre, sin embargo, más tarde, la interacción de las partículas emitidas por el Sol, pueden agitar la magnetosfera y ocasionar descensos del campo magnético, lo cuál sucede en las conocidas tormentas geomagnéticas, más asociadas a las eyecciones de la masa coronal.

El desarrollo de una tormenta geomagnética afecta a la magnetosfera entre 24 y 48 horas aproximadamente, aunque puede prolongarse más tiempo, tardando la magnetosfera hasta varios días en regresar a una estabilidad. A veces, cuando esas perturbaciones afectan más fuerte y localmente en latitudes altas durante plazos más cortos de tiempo, se las conoce como subtormentas.

De las variaciones del campo magnético de la Tierra continuamente se toma medida desde diferentes estaciones y a todos nos ha llegado como información el desarrollo de una tormenta geomagnética, el valor del índice K, Kp...etc. Todos esos índices son para “indicar” los cambios dados en el campo magnético externo en sus variaciones y podemos encontrarlos en el SWPC:

Indices de actividad geomagnética. (Fuente: SWPC)

El índice K es una cifra que está relacionada con las oscilaciones máximas de la componente horizontal con respecto a la curva del magnetorama observada en un día de calma o sin actividad geomagnética en un determinado lugar u observatorio.

Normalmente el valor del campo magnético es mayor conforme la latitud aumenta y por ello observatorios ubicados en latitudes más altas requieren oscilaciones mayores para indicar o medir un mismo valor del índice K. Su valor se calcula cada 3 horas a partir de los valores del campo magnético, oscila desde 0 en “calma” hasta 9 dada una “perturbación extrema” y su escala de variación es “cuasi-logarítmica” e incrementándose a medida que la perturbación del campo magnético es mayor. Cuando el índice K alcanza el valor de 5 se considera que se alcanza el desarrollo de una tormenta geomagnética.

El Indice A da a conocer el nivel “diario” de la actividad geomagnética en un lugar concreto. Su valor se obtiene a partir de valores del índice K que se midieron en un día, pero dado que la escala de los valores tomados en el índice K no es lineal, éstos se pasan a una nueva escala lineal dando origen al índice “a” para medir la perturbación en ese lugar o estación.

Los valores del índice “a” se deducen del índice K a través de la siguiente tabla (1):

K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
a 0 3 7 15 27 48 80 140 240 400

El valor diario del índice A resulta de dividir por 8 la suma de los valores del índice “a” que se tomaron durante un día.

A modo de ejemplo, el día 05/08/2014 en Boulder se registraron los siguientes “8 valores” del índice K:

K=(1 2 1 1 2 3 1 2)

Al pasar esos valores del índice K a los valores del índice “a” de acuerdo con la anterior tabla (1) resultan los siguientes valores del índice a:

a= (3 7 3 3 7 15 3 7)

La suma de los valores del índice “a” es 48 y al dividir entre 8 da como resultado ese valor del índice A=6:

Esos datos comentados de Boulder u otras estaciones podemos verlos desde el SWPC con la siguiente presentación:

  Indice Indice K cada 3 horas
  A 00-03 03-06 06-09 09-12 12-15 15-18 18-21 21-24
Boulder 49N 42W 6 1 2 1 1 2 3 1 2

A partir de los diferentes valores del índice K, A, “a”...etc, se establecen los índices Kp, Ap, ap...etc, en los que el subíndice "p" significa planetario e indican la actividad magnética global.

El índice Kp trata de cuantificar la variación del campo magnético en toda la Tierra, por ello se le conoce como el “índice planetario oficial”. También es trihorario y su valor se calcula mediante el promedio aritmético de los valores de los índices K medidos en trece observatorios de la Tierra convenientemente ubicados entre las latitudes geomagnéticas de 48º y 63º.

La tabla de conversión de los índices Kp en índices ap es la siguiente:

Kp = 0o 0+ 1- 1o 1+ 2- 2o 2+ 3- 3o 3+ 4- 4o 4+
ap = 0 2 3 4 5 6 7 9 12 15 18 22 27 32
Kp = 5- 5o 5+ 6- 6o 6+ 7- 7o 7+ 8- 8o 8+ 9- 9o
ap = 39 48 56 67 80 94 111 132 154 179 207 236 300 400

Los índices ap muestran la variación del campo magnético y cada unidad de los índices ap tiene un valor de 2 nT “nanoteslas”.

El Indice Ap es un índice magnético diario que se deduce a partir de los índices ap tomados en un conjunto de estaciones.

Cuando el índice Kp alcanza un valor de 5 se considera que se ha alcanzado el desarrollo de una tormenta geomagnética y éste puede alcanzar hasta un valor de 9 en el que se considera un desarrollo de una tormenta geomagnética extrema.

Además, desde el SWPC/NOAA se clasifican las tormentas geomagnéticas desde G1 hasta G5 según su nivel. Los valores del índice Kp, nivel de tormenta geomágnética G “según el SWPC”, asi como sus efectos se muestran en la siguiente tabla:

Indice Nivel de tormenta Efectos
Kp=5 G-1 o MENOR Propagación apenas afectada, excepto en altas latitudes.
Kp=6 G-2 o MODERADA Propagación principalmente afectada en altas latitudes.
Kp=7 G-3 o FUERTE Propagación intermitente.
Kp=“8 y hasta 9-” G-4 o SEVERA Propagación interrumpida esporádicamente.
Kp=9 G-5 o EXTREMA Propagación interrumpida, afectando muchas áreas.

Las tormentas geomagnéticas perturban la ionosfera así como el comportamiento de las señales de HF, aunque no siempre igual en su inicio. Durante su desarrollo degradan las señales “más o menos” según su intensidad y de forma diferente en una u otra latitud geográfica, más fuertemente en latitudes altas.

Las frecuencias de trabajo se degradan desde alrededor de un 10% en las tormentas menores hasta un 50% e incluso anulando “temporalmente” la propagación de esas señales en el caso de tormentas severas o extremas.

Esas tormentas:

Ese viento que se escapa,
al tocar la melodía
aunque altera el movimiento
ahí la danza continúa.
Las señales van y vienen,
con su ritmo al desplazarse
ajustando movimientos
en eso de propagarse.
Parece que se despistan,
se pierden en recepción
aunque el ruido y compañía
siempre es buena información.
Desde una u otra área,
siempre en ello hay quien está,
bien atento a muchos datos
“cerca” del Clima Espacial.

              Alonso Mostazo, ea3eph

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