Как предсказать геомагнитные бури и полярные сияния

Как предсказать геомагнитные бури и полярные сияния

Сперва назовем причины геомагнитных бурь и как следствие сияний:

  1. Вспышки на Солнце около центра диска Солнца (геоэффективная позиция), сопровождаемые выбросами корональной массы (CME) в сторону Земли;
  2. Отрыв волокна (протуберанца, магнитной нити) с поверхности Солнца в направлении Земли, сопровождаемый корональными выбросами массы;
  3. Корональные дыры — области, где магнитные линии не удерживают плазму около поверхности Солнца и она (плазма) свободно покидает поверхность Солнца, образуя высокоскоростной солнечный ветер (500-1200 км/с). Чем крупнее и ближе корональная дыра к центру диска Солнца, тем больше её влияние на геомагнитную обстановку;
  4. Иногда, взаимодействие высокоскоростного потока из корональной дыры или последствий выброса корональных масс при солнечной вспышке и медленного, спокойного солнечного ветра (200-400 км/с) создаёт на их границе ударную волну с высокой напряжённостью и плотностью плазмы (CIR — corotating interaction region). Именно прохождение через эту границу (CIR) порождает самые сильные геомагнитные возмущения, связанные с корональными дырами;
  5. Прохождение Земли через гелиосферный токовый слой


GOQwlOPNubM.jpg

На 30 минут вперед на картах наглядно показана предсказываемая область наиболее вероятных сияний (красный цвет).

-Z3feolwsOQ.jpg 

Карта с южными границами видимости Северных сияний в зависимости от параметра "Кр-индекс". Примерно такие же границы в Европейской части России дает и параметр "Q" из обсерватории Кируна (Швеция).

Как понять, видно ли на вашей широте сияния?

Есть условные параметры, которые помогают определить, как далеко на юг будут видны северные сияния. Их могут обозначать индексы возмущенности магнитосферы Земли: «Кр» (3-х часовой планетарный), «К» (3-х часовой локальный) и «Q» (15-минутный локальный). Лучше всего использовать «Q-индекс» с ближайшей к вам магнитной станции.

При их значении не более «3» сияния видны только в Заполярье. При «4» - «5» видно от 66° до 62° с. ш. При «6» — на широте 60° с. ш. (это широта Санкт-Петербурга). При «7» — уже можно заметить сияния на широте в 55° с. ш. (Москва, Нижний Новгород, Казань, Екатеринбург, Новосибирск — вся средняя полоса России). При «8» — на широте 52° с. ш. (Воронеж, Саратов). При «9» — до широты 47° с. ш. (Волгоград, Ростов-на-Дону).

Еще есть параметр «Bz» который отвечает за «яркость» сияний. Чем больше отрицательное значение, тем ярче. Если параметр «Bz» больше нуля, то сияний не будет. Что бы узнать чему равен данный параметр около Земли смотрите сайт SpaceWeatherLive. Если Bz записан без знака минус, то он «северный» (положительный). Например: «1.22 nT (North)» — при таких параметрах ярких сияний не будет. А при «-10.8 nT (South)» могут быть яркие сияния. Тут уже важно какое значение параметра «Kp» или «Q».

oRFbVKkL0Qk.jpg 

Ресурс NOAA дает прогноз на неделю: но прогноз может меняться при вспышках на Солнце и поэтому наибольшая точность у него на шаге в будущее в 2-3 дня.

GRg9kfrzcRY.jpg

Данные с магнитометра, установленного в городе Кируна (Швеция). 

Какие ресурсы помогают предсказывать:


1) За 27 суток. Самый популярный ресурс в рунете «ТЕСИС» и при этом он не учитывает вспышки на Солнце и отрывы волокон. Откуда вообще может появиться прогноз на месяц вперед геомагнитных бурь? Дело в том, что за счет вращения Солнца вокруг своей оси с периодом около 27 суток, каждые 27 дней одни и те же регионы поверхности нашего светила поворачиваются в сторону Земли. И если на поверхности Солнца около центра диска (не в приполярных регионах) есть корональная дыра, то она будет давать геомагнитные бури каждые 27 суток на Земле. Это же свойственно и для гелиосферного токового слоя — его условия повторяются каждые 27 суток;

2) За 2-3 суток. Тут точность уже немного получше. Прогнозы строятся на основе наблюдаемых корональных дыр, вспышек и выбросов корональных масс с поверхности Солнца. Выбросы распространяются от Солнца до Земли в среднем от 2 до 3 суток (бывает и до 6 суток). Ресурс NOAA-WSA-ENLIL SOLAR WIND PREDICTION, но прогноз может меняться при вспышках на Солнце и поэтому наибольшая точность у него на шаге в будущее в 2-3 дня.

3) Еще один прогноз на 3 дня вперед: NOAA-NOTIFICATIONS TIMELINE (смотрите только зеленые полоски с обозначением класса геомагнитной бури (от «G1» до «G5»);

4) За 1 час до начала бури данные можно получить со спутников, которые работают вблизи точки Лагранжа L1 (на 1,5 млн км ближе к Солнцу, чем Земля). Это как раз то время, которое нужно солнечному ветру, что бы пролететь 1,5 млн км (от 40 до 60 минут). Такие данные передают два спутника: ACE и DSCOVR. Обращайте внимание на значение скорости («speed») и плотности («density») солнечного ветра. Выше средних считаются более 500 км/с и 10 частиц на кубический сантиметр соответственно. Также следите за «Bz», который должен иметь отрицательные значения, чтобы были яркие сияния. Желательно, чтобы параметр «Bt» был больше 10 nT. Все эти четыре параметра могут играть роль в появлении сияний, так что их надо рассматривать комплексно и бывает, что, например, скорость и плотность не очень высокие, а за счет высоких значений «Bz» и «Bt» может начаться геомагнитная буря. Удобный сервис: http://www.sws.bom.gov.au/Solar/1/4 (если индикатор в «красной» нижней зоне, то в течение ближайшего часа на Земле будет геомагнитная буря с яркими сияниями);

5) На 30 минут вперед на картах наглядно показана предсказываемая область наиболее вероятных сияний (красный цвет): AURORA-30 MINUTE FORECAST;

6) Через 5 минут после того, как начнется сильное локальное возмущение магнитного поля Земли вы сможете это подтвердить, взглянув на данные с магнитометров, установленных в вашем регионе. Для Европейской территории России хорошо подходят данные с обсерватории в городе Кируна (Швеция). 

Тут стоит смотреть на параметр «Q» (найдите его по строке «Preliminary real time Q index last 15 minutes» —обновляется каждые 5 минут). Так же есть столбчатая диаграмма с параметром «Q». Чем больше этот параметр, тем южнее видно северные сияния;

7) Через 10 минут (для Ленинградской области): http://en.ilmatieteenlaitos.fi/space-weather (смотрите на картинку и значение параметра на станции «Nurmijarvi»). «4» —начало видимости дуги при идеальном обзоре, «5-15» —уверенная дуга изредка с динамикой, «15-30» —яркая суббуря, «30-90» —очень яркая высокая суббуря (красная зона), «около 100» — Корона (сияния видны около зенита).

8) On-line сияния можно увидеть на камерах из Аляски — optics.gi.alaska.eduAuroraWebCamTheAuroraChasers (когда у нас день, у них ночь), Швеции Kiruna All-Sky camera, Норвегии — Skibotn ObservatoryALOMAR Observatory, Карелии PetrSU Observatory и Финляндии — AurorasNow (много камер), Tampereen Ursa ry. observatory (г. Тампере);

9) Есть мобильные оповещатели о текущей геомагнитной обстановке и условиях видимости сияний:

iOS — https://vk.cc/at5CNr
Android — https://vk.cc/7ucvnyhttps://vk.cc/5K67wM и https://vk.cc/5K67NL
Windows Phone — https://vk.cc/5K61KT и https://vk.cc/5K62gr

10) Уже результаты съемок сияний можно найти на страницах групп AstroAlert | Наблюдательная астрономия и Охотники за сиянием (aurora hunters);

11) Для «продвинутых». Если кто-то захочет сам разобраться в данных с магнитометров рядом с вашим регионом. Для наблюдателей из Подмосковья: Электроугли. Для наблюдателей из Санкт-Петербурга и Ленинградской области: Kevo (Финляндия)Nurmijarvi (Финляндия) и Hankisalmi (Финляндия). Для наблюдателей на севере Европейской части России: Карпогоры (Архангельская область). Для наблюдателей на северо-западе Европейской части России («микс» из 6 станций на разных широтах): https://vk.cc/5KLjno.

Здесь усреднённые данные с сети низкоширотных обсерваторий, показывающие силу магнитной бури в планетарном масштабе: http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/dst_realtime/presentmonth/index.html (если «Dst» падает ниже «-50 nT», то развилась геомагнитная буря, если ниже «-100нТ», то уже наступила большая буря). А здесь есть много магнитометров по всему Миру: http://flux.phys.uit.no/Last24. Есть даже космические магнитометры со спутника GOES: http://solarham.net/magnetogram.htm

12) Для любителей еще поглубже порыться есть данные с космического аппарата «STEREO-А», которые опережают космическую погоду вокруг Земли на несколько суток вперед: STEREO A MAG & PLASTIC.


Огромная благодарность Кириллу Бергамо и Дамиру Ялышеву за конструктивную критику и правки статьи!


Похожие статьи
Читать
22 июля 2021 г.
Персеиды 2021. Шпаргалка-инфографика о том, как подготовиться к наблюдениям и съемке. 
Как наблюдать и снимать метеорный поток "Персеиды"?
Читать
29 мая 2021 г.
Последние весенние денечки, а впереди лето, отпуска, каникулы! Что интересного на космическую тематику можно посмотреть? 
Фильмы о высадке человека на Луну и программе «Аполлон»
Читать
10 апреля 2021 г.
Что такое Полярное сияние, корональные дыры и солнечные вспышки
Что такое полярное сияние и где его можно наблюдать

все путешествия

Посмотреть все