磁気嵐とは何ですか?

オーロラを眺めたり、追いかけたりしたことがある方なら、磁気嵐の影響についてはすでにご存知でしょう。しかし、これらの嵐は単に美しい光のショーを見せるだけではありません。

これらの出来事は電力網、通信機器、衛星の運用に影響を与え、現在宇宙に住んでいる宇宙飛行士にとって脅威となる可能性があります。

磁気嵐は太陽活動によって発生します。 太陽は絶え間なく活動を続ける沸騰する熱い大釜であり、時折太陽フレアを発し、それがコロナ質量放出 (CME) として知られる現象を引き起こす可能性があります。

CMEは、太陽風に沿って太陽粒子の流れを宇宙に打ち上げます。 この流れが地球に向けられている場合、それらの荷電粒子は磁場と相互作用し、エネルギーを上層大気中に伝達し、磁場の変動を引き起こします。

磁気嵐は人間の健康には無害ですが、それでも私たちの生活に大きな影響を与える可能性があります。

高層大気の撹乱により、長距離無線の受信が困難になる可能性があり、頻繁に無線通信不能状態が発生します。 GPS 衛星は、より強い太陽嵐の際にも通信の問題が発生する可能性があります。

地球の上層大気の遠くの範囲が嵐の影響で加熱されると、少し膨張していくつかの低高度衛星に到達する可能性があります。 これにより、衛星に対する抵抗が増加し、軌道面が変化する可能性があります。

一方、他の衛星は太陽エネルギーの流れから静電気を蓄積する可能性があり、放電すると損傷を引き起こす可能性があります。 これは、カーペットの上で靴下をこすったり、金属の何かに触れたりする銀河版と考えてください。

宇宙にいる宇宙飛行士は危険な放射線量の増加に直面する可能性があるため、防護する必要があります。

ここ地上でも、最も強力な太陽嵐の一部は、1989 年 3 月 13 日の大太陽嵐の際にモントリオールとケベックが被害を受けたように、送電網に電圧急上昇を引き起こし、電力網を破壊するほどの高度に達することがあります。

オーロラが地球を覆った日: 地球最大の太陽嵐の歴史

最もよく知られている効果はオーロラです。オーロラは、磁気嵐の最中に夜に鮮やかでカラフルな輝きを放つことができます。 荷電粒子が大気中の酸素や窒素と相互作用すると、分子に一時的にエネルギーが与えられ、エネルギーがなくなると光を発します。

オーロラに関する7つの事実

嵐が十分に強い場合、オーロラの表示は米国のはるか南にまで到達し、最も激しい嵐の時にはカリフォルニアやテキサスにさえ到達する可能性があります。

このような太陽嵐の影響を受ける可能性のあるシステムに依存している人々を支援するために、NOAA は、到来する地磁気活動を評価する G1 から G5 までの 5 段階のスケールを開発し、予想される影響を定量化する重要な方法を提供しました。

G1 嵐は、弱い電力網の変動を引き起こし、衛星の運用に軽度の影響を与える可能性があります。 しかし、それはカナダとアラスカでのオーロラの素晴らしいショーを意味します。 NOAA は、G1 条件が 11 年 (約 4,000 日) の太陽周期あたり 900 日間続く可能性があると推定しています。

NOAA は、高緯度の電力システムでは電圧アラームが発生する可能性があり、また長期にわたる G2 嵐により変圧器の損傷が発生する可能性があると示唆しています。 HF 無線伝播は、高緯度でも減衰する可能性があります。

オーロラの眺めは、米国の最北端まで続く可能性があります。これらの G2 条件は、11 年の太陽周期の平均約 360 日の間続きます。

11年の太陽周期とは何ですか

NOAAによると、嵐のレベルがG3に達すると、断続的な衛星ナビゲーションや低周波無線ナビゲーションの問題が発生し、HF無線が断続的に聞こえる可能性があるという。 電力システムでは電圧補正が必要な場合があり、一部の保護デバイスでは誤警報がトリガーされる場合があります。

NOAA によると、この種の嵐の活動により、オーロラはワシントン、オレゴン、イリノイまで南に到達する可能性があります。

予報者らは、こうした状況は11年の太陽周期あたり平均約130日観測される可能性があるとしている。

電力システム管理者は、広範囲にわたる電圧制御の問題が発生する可能性があるため、手一杯だと感じているかもしれません。 衛星および宇宙の運用では、地表の充電と追跡の問題が発生する可能性があります。

衛星ナビゲーションが数時間にわたって低下し、HF 無線伝播が散発的になり、低周波無線ナビゲーションが中断される可能性があります。 文字通り明るい面としては、オーロラはアラバマ州や北カリフォルニアまで南に見えることもあります。

予報官らは、こうした状況が 11 年の太陽周期中に合計約 60 日間発生すると推定しています。

幸いなことに、この規模の嵐は比較的まれです。 それでも、それらが発生すると、電力システムに広範囲にわたる電圧制御の問題が発生する可能性があり、一部の送電網システムでは完全な崩壊または停電が発生し、変圧器が損傷を受ける可能性があります。

NOAAによると、パイプラインの電流は数百アンペアに達する可能性があり、多くの地域でHF無線の伝播が1～2日間不可能になる可能性があり、衛星ナビゲーションも数日間低下する可能性があるという。

しかし、空が晴れていれば、明るく強烈なオーロラがフロリダやテキサスまで南に届く可能性があります。

このような強い地磁気状態は、11 年の太陽周期あたり 4 日程度しか現れない可能性があります。

NOAA の宇宙天気予測センターを通じて、現在の地磁気活動を追跡できます。

太陽が11年周期の太陽活動極大期に入り始めると、磁気嵐は今後数年間でより頻繁になると予想されている。