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Indici dell’attività solare (seconda parte)

5 giugno 2009

In questa seconda parte ci occuperemo degli indici geomagnetici, ovvero di quei valori numerici che forniscono informazioni globali e sintetiche sulle perturbazioni del campo magnetico terrestre, detto anche campo geomagnetico, prodotte dall’attività solare. Esso è una grandezza vettoriale; in ogni punto dello spazio ha una intensità e una direzione. Prendiamo un punto della superficie terrestre, e indichiamo con il vettore F (vedi immagine) l’intensità e la direzione del campo geomagnetico in quel punto. X, Y, Z sono gli assi cartesiani nello spazio. Per calcolare alcuni indici geomagnetici, si misurano, mediante uno strumento che viene chiamato magnetometro, le variazioni nel tempo di:
a) H, la componente orizzontale del campo magnetico F
b) D, la declinazione magnetica, definita, in un punto della superficie terrestre, come l’angolo formato tra il nord geografico (asse X) e H, che rappresenta il nord magnetico (angolo formato tra meridiano geografico e meridiano magnetico)

1fonte: http://gsc.nrcan.gc.ca/geomag/field/images/fig04.gif

In geofisica si usa come unità di misura del campo magnetico il nano-Tesla, indicato con nT (10^-9 Tesla, un miliardesimo di Tesla). Dopo questa breve parentesi fisica, andiamo a trattare in dettaglio solo alcuni indici geomagnetici, visto il numero notevole di tali parametri utilizzati dagli scienziati.

L’indice K

L’indice K fornisce una misura dell’attività geomagnetica originata dalla radiazione solare di particelle dopo aver eliminato la variazione regolare diurna prodotta dalla radiazione solare elettromagnetica. L’indice K è calcolato su intervalli di tre ore (8 valori in un giorno). Per il calcolo si divide il giorno, secondo il tempo di Greenwich, in intervalli di tre ore e per ognuno di questi intervalli si misura, mediante un magnetometro, il massimo scarto in nT dell’andamento effettivo delle componenti H e D rispetto all’andamento normale dei giorni calmi proprio del mese e della fase del ciclo solare. L’indice K dell’intervallo triorario è un numero compreso nell’intervallo tra 0 e 9 ed è definito secondo una scala convenzionale che varia con la latitudine geomagnetica dell’osservatorio. Nell’immagine potete vedere l’andamento del K index degli ultimi 7 giorni misurato in 4 diverse località del Terra.

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fonte: http://www.swpc.noaa.gov/alerts/graphics/k-index.png

L’indice aa

Questo indice triorario è una media ponderata degli indici K di due osservatori geomagnetici approssimativamente antipodali: l’osservatorio di Hartland nel Regno Unito e Canberra in Australia (vedi immagine).

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fonte : http://roma2.rm.ingv.it/userfiles/image/tematiche/IndiciGeomagnetici/aa_obs.jpg

Questo indice è utilizzato dai più importanti fisici solari per fare previsioni sulla durata e l’intensità di un ciclo solare. Per ulteriori dettagli vi rimando al seguente articolo:https://daltonsminima.wordpress.com/2009/02/27/su-alcuni-metodi-di-previsione-dell’attivita-solare-parte-i/

Fine seconda parte

ANGELO

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  1. Alessandro
    5 giugno 2009 alle 13:07

    I cinque satelliti THEMIS della N.A.S.A. hanno scoperto un buco nel campo magnetico terrestre dieci volte più grande di qualsiasi cosa in precedenza si pensava esistesse. Il vento solare può fluire attraverso questa apertura per “caricare” la magnetosfera per potenti tempeste geomagnetiche. Ma il buco non è di per sé la più grande sorpresa. I ricercatori sono ancora più stupiti dallo strano ed inaspettato modo in cui si è formato, ribaltando le idee a lungo sostenute dalla fisica spaziale.

    “In un primo momento non potevo crederci”, afferma lo scienziato del progetto THEMIS David Sibeck del Goddard Space Flight Center. “Questa constatazione altera sostanzialmente la nostra comprensione dell’interazione tra vento solare e magnetosfera.

    La magnetosfera è una bolla di magnetismo che circonda la Terra e ci protegge dal vento solare. Esplorare la bolla è un obiettivo chiave della missione THEMIS, lanciata nel febbraio 2007. La grande scoperta è avvenuta il 3 giugno 2007, quando le cinque sonde sono passate attraverso la frattura, appena si è aperta. I sensori a bordo hanno registrato un torrente di particelle di vento solare che fluiva nella magnetosfera, segnalando un evento di inaspettate dimensioni ed importanza.

    “Il buco è enorme — quattro volte più grande della Terra stessa,” spiega Wenhui Li, un fisico spaziale presso l’Università del New Hampshire che ha analizzato i dati. Il collega di Li Jimmy Raeder, anch’egli del New Hampshire, afferma “1027 particelle al secondo sono fluite nella magnetosfera: ciò corrisponde ad un 1 seguito da 27 zeri. Questo tipo di afflusso è di un ordine di grandezza superiore a quello che pensavamo fosse possibile.”

    L’evento è cominciato con un piccolo avvertimento, quando una dolce raffica di vento solare ha emesso un fascio di campi magnetici dal Sole alla Terra. Come una piovra che avvolge i suoi tentacoli intorno ad una grande vongola, i campi magnetici solari hanno avvolto la magnetosfera e l’hanno aperta, rompendola. Il buco si è creato per mezzo di un processo chiamato “riconnessione magnetica.” Dai poli della Terra, i campi magnetici solari e terrestri si sono collegati (riconnessi) per formare canali per il vento solare. I canali sopra l’Artico e l’Antartico rapidamente si sono estesi; in pochi minuti si sono sovrapposti sull’equatore terrestre per creare il più grande buco magnetico mai registrato da un satellite che orbita intorno alla Terra.

    La dimensione del buco ha colto di sorpresa i ricercatori. “Abbiamo visto cose come questa in precedenza,” afferma Raeder, “ma mai su così vasta scala. Per tutto il giorno il bordo della magnetosfera è rimasto aperto al vento solare.”

    Le circostanze sono state ancora più sorprendenti. I fisici spaziali hanno creduto a lungo che i fori nella magnetosfera si aprissero solo in risposta ai campi magnetici solari che puntano a sud. Il grande buco del giugno 2007, tuttavia, si è aperto in risposta ad un campo magnetico solare che puntava a nord.

    “Ad un profano questo fatto può sembrare un cavillo, ma per un fisico spaziale è quasi un evento sismico,” spiega Sibeck. “Quando lo dico ai miei colleghi, la maggior parte reagisce con scetticismo, come se stessi cercando di convincerli che il sole sorge ad ovest.”

    Ecco il motivo per cui non possono credere alle loro orecchie. Il vento solare preme contro la magnetosfera terrestre all’altezza dell’equatore dove il campo magnetico del nostro pianeta punta a nord. Supponiamo che un fascio di magnetismo solare arrivi e che punti anch’esso a nord. I due campi dovrebbero rinforzarsi a vicenda, corroborando le difese magnetiche della Terra e chiudendo la porta al vento solare. Nel linguaggio della fisica spaziale, un campo magnetico solare che punta a nord è chiamato un “IMF settentrionale” ed è sinonimo di protezione!

    “Così si può immaginare la nostra sorpresa quando un IMF settentrionale arriva ed invece entra,” afferma Sibeck. “Questo capovolge completamente la nostra comprensione delle cose.”

    Gli I.M.F. settentrionali non innescano in realtà tempeste geomagnetiche, nota Raeder, ma preparano il terreno per le tempeste, caricando la magnetosfera con il plasma. Una magnetosfera carica è pronta per le aurore, per le interruzioni di energia ed altri disturbi che possono aver luogo quando una C.M.E. (espulsione di massa coronale) la colpisce.

    Gli anni a venire potrebbero essere particolarmente vivaci. Raeder spiega: “Stiamo entrando nel ciclo solare 24. Per ragioni non del tutto comprese, le C.M.E. nei cicli solari a numeri pari (come 24) tendono a colpire la Terra con un bordo d’entrata magnetizzato a nord. Tale C.M.E. dovrebbe aprire un varco e caricare la magnetosfera con il plasma poco prima che la tempesta abbia inizio. E’ la sequenza perfetta per un evento davvero grande.”

    Sibeck concorda. “Questo fatto potrebbe portare alle più forti tempeste geomagnetiche che abbiamo mai visto in molti anni.”

    Autore: Dr. Tony Phillips – Credit: Science@ N.A.S.A.

  2. Fabio2
    5 giugno 2009 alle 15:05

    Molto interessante anche se, mi pare di capire, non ha influenza sul clima terrestre ma semmai sulla qualità delle nostre comunicazioni radio ed eventualmente sul funzionamento delle apparecchiature radio, corretto?

  3. ruggero
    5 giugno 2009 alle 15:15

    Per Alessandro.
    Il passaggio di una maggior quantità di vento solare sulla superficie terrestre ti risulta possa facilitare un accumulo di elettricità statica?
    Mi riferisco a quelle scossette che talvolta si prendono, più spesso all’aperto, da oggetti metallici.
    A tale proposito un paio di mesi fa a Torino ho notato per 2 o 3 giorni consecutivi questo fenomeno insolitamente accentuato al punto che, in qualche caso, capitava di prendersi delle “belle botte” di elettricità.
    Visto che, mi pare, tale fenomeno non abbia grandi relazioni con le condizioni meteo, mi chiedevo se qualcuno potesse spiegarmi da cosa potrebbe dipendere e in quali casi si accentui.

    grazie per una gradita risposta.

    Ciao, Ruggero.

  4. Alessandro
    5 giugno 2009 alle 19:03

    Vi mando un articolo oggi diffuso dal sito brasiliano apollo11
    http://www.apolo11.com/

    Lo stesso articolo un poco piú completo si puó leggere in italiano sul sito:

    htpp//astronomia.com

    Purtroppo non mi riesco a collegare in questo momento per poterlo postare completo.

    O dal sito della NASA:

    http://science.nasa.gov/headlines/y2009/03jun_fakeastronaut.htm

    Certo é che dopo decenni la NASA ha deciso di vedere quali possono essere le conseguenze sul corpo umano dei flares e raggi cosmici. Ma naturalmente le esperienze valgono anche per le persone sulla terra in particolarissime condizioni.

    Sexta-feira, 5 jun 2009 – 09h25
    Nasa cria boneco para estudar efeito da radiação em humanos

    Imagine um boneco repleto de fios e sensores, sem braços ou pernas e com órgãos internos feitos de plástico, mas com sangue e ossos reais de seres humanos. Agora imagine esse boneco sendo bombardeado por intensos feixes de radiação que fulminariam qualquer pessoa em poucos segundos. Até parece cena de ficção científica, mas não é. Fred realmente existe.

    Se você achou que estamos falando de Frankenstein ou qualquer outra aberração da natureza, errou. Fred é um boneco criado pela Nasa e será usado para simular as severas condições a que estarão submetidos os futuros exploradores da Lua e de Marte, que não contarão com a proteção da atmosfera terrestre contra os letais raios cósmicos vindos do espaço.

    O experimento consiste em disparar um feixe de prótons de alta-energia contra a réplica de um tronco humano, repleto de centenas de sensores de radiação, simulando um ambiente de fortes tempestades solares e intenso bombardeamento por raios cósmicos.

    “Colocamos células sanguíneas em pequenos tubos no interior do estômago e em alguns lugares da medula óssea”, disse Francis Cicinotta, cientista chefe do Programa de Radiação do Centro Espacial Johnson, da Nasa. “Uma das questões é conhecer quais são as partes menos blindadas da medula”.

    O objetivo é observar os efeitos da radiação nas células de Fred e estudar como a radiação que atinge a medula óssea pode aumentar os riscos de leucemia e outras doenças, além de conhecer como o DNA é afetado.

    Durante as missões espaciais os astronautas são submetidos a baixos índices de radiação e seus corpos tem tempo suficiente para reparar ou substituir as células danificadas. No entanto, durante uma explosão solar, a exposição a elevados níveis de radiação pode levar horas, com sérios riscos à saúde.

    Segundo Cucinota, os efeitos biológicos são muito sensíveis às doses recebidas. “Uma dose de radiação recebida durante um breve período pode ser duas a três vezes mais prejudicial do que a mesma dose recebida durante vários dias.”

    Os astronautas das missões Apollo 16 e 17 escaparam por pouco de serem atingidos por uma gigantesca tempestade solar que ocorreu entre as missões, 1972. Na ocasião, um grande mancha solar produziu uma das maiores tempestades solares já registradas. Se tivesse ocorrido quando os astronautas estivessem na Lua, os resultados poderiam ser catastróficos.

    Os pesquisadores pretendem recriar esse evento no Laboratório Nacional de Radiação, dos EUA, usando um feixe de prótons que bombardeará uma boneca chamada Matroshka, pertencente à agência espacial européia, ESA.

    Irmã de Fred (sorella di Fred)
    Matroshka é conhecida na Nasa como a irmã de Fred. Ambos já voaram juntos em experimentos a bordo da Estação Espacial Internacional e dos ônibus espaciais e coletaram diversos dados sobre a exposição crônica à radiação e como ela pode afetar os seres humanos.

    Seja devido à dose letal ou crônica, Fred e Matroshka poderão ser expostos sem problemas à radiação. Basta uma simples transfusão de glóbulos vermelhos e estarão novos, prontos para mais uma aventura no espaço.

    Crédito: Nasa/Johnson Space Center.

  5. tomnaso
    6 giugno 2009 alle 08:33

    ciao ruggero,al contrario le condizioni atmosferiche sono di estrema importanza per determinare scariche elettrostatiche. Infatti proprio il periodo da te indicato è stato caratterizzato da giorni di favonio(vento di caduta dalle alpi molto secco) anche 2 o 3 consecutivi come hai potuto notare. E’ proprio durante questo fenomeno che la possibilità di beccarsi “scossette” è massima,quasi assicurata entrando e uscendo dall’auto. E Torino per il favonio è il massimo!

    Quindi il mio consiglio è di toccare terra prima di entrare in auto solo in quei giorni.

  6. ruggero
    6 giugno 2009 alle 09:26

    Grazie per la risposta.
    Sai, per dirla tutta sono stato probabilmente influenzato da qualche pessimo film di fantascienza sulle conseguenze di un’ eccezionale tempesta solare…
    Ciao Tomnaso

    Ruggero.

  1. 5 giugno 2009 alle 05:40
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