Tempeste geomagnetiche

Si è creduto a lungo che il flusso del vento solare avesse una velocità abbastanza costante, circa quella di fuga del Sole di 350 km/s. Ora sappiamo che è invece molto variabile, oscilla da un minimo di 350 a 2.000 km/s o più, a seguito di una grande eruzione solare.
I disturbi al vento solare, provocati da un'eruzione solare o da un buco coronale, possono causare gravi interruzioni nelle HF, innescando una tempesta nel nostro campo geomagnetico. Il campo elettrico del Sole si muove sul piano dell'eclittica non in modo piatto, ma modellato come mostrato in Fig. 1. Questo da luogo ad una focalizzazione del vento solare che può muoversi in modo solidale lungo i condotti delle linee di forza del campo, permettendo alle emissioni solari di rimanere concentrate, senza disperdersi nello spazio.

Quando nella sua orbita, lungo il piano dell'eclittica, la Terra entra dal bordo (+) del campo elettrico solare o esce da quello (–), questo passaggio viene chiamato attraversamento di confine. Una tempesta geomagnetica terrestre può essere innescata dall'improvviso cambiamento della velocità del vento solare e da un cambiamento di stato nella direzione del flusso. Per questo motivo l'effetto dell'attraversamento di confine può implementare una fluttuazione maggiore nel flusso solare, tuttavia produce raramente effetti gravi, e dura solo poche ore.
Questo spiega perché il vento solare, anche se le condizioni del Sole sono molto tranquille, a causa della modellazione del campo elettrico, può fluttuare lungo l'orbita terrestre, provocando piccole tempeste geomagnetiche.

Il vento solare esercita una pressione sulla magnetosfera terrestre che la distorce, alterando il suo modello toroidale come schematizzato in Fig. 2.
Il limite oltre il quale si ottiene l'equilibrio di pressione è chiamato magnetopausa e la sua modellazione è dinamica. Se questa pressione improvvisamente dovesse cambiare, per l'arrivo di un'onda d'urto provocata da un brillamento solare, in risposta il nostro campo magnetico cambierebbe improvvisamente forma, oscillando come gelatina in una ciotola. Questa oscillazione, a sua volta, per effetto dinamo, genera forti correnti elettriche che viaggiano lungo le nostre linee di campo magnetico, molto al di sopra delle nostre teste. Queste forti correnti a loro volta rinforzano il campo magnetico che le ha generate.
Dall'oscillazione del campo geomagnetico si possono produrre rumori forti in HF, di tipo esplosivo o di schianto statico. Quando la tempesta geomagnetica inizia a placarsi, il rumore si assesta ad un livello elevato.

Suggerimenti
Spesso il nostro campo magnetico diventa molto silenzioso dopo una forte tempesta geomagnetica per 12-24 ore. Questo è un momento eccellente per lavorare dai 40 ai 160m, a causa dei livelli di rumore molto bassi.

I magnetometri sulla Terra quantificano i disturbi nella componente orizzontale del nostro campo magnetico. La quantità di movimento, o il "dimenarsi", è mediata e riportata come indice K ogni 3 ore. L'indice K è una scala da 0 a 9 che rappresenta condizioni da quiete a gravi.
Per formare l'indice A che rappresenta le condizioni geomagnetiche planetarie complessive per il giorno UTC, gli indici K sono calcolati in media su 24 ore. L'indice A varia da 0–20 per le condizioni silenziose e fino a 400 per le condizioni estreme. La correlazione tra gli indici K e A e i livelli di rumore in HF è mostrata nelle tabelle Tab. 1 e Tab. 2.

Suggerimenti
Utilizza l'attuale indice K trasmesso dalla stazione radio WWV o più facilmente da Internet per determinare le condizioni geomagnetiche attuali. L'indice A è in realtà la condizione geomagnetica di ieri e non rappresenta le condizioni attuali.

Nel loro insieme una tipica forte tempesta solare e geomagnetica è illustrata in Fig. 3.
Il brillamento solare si verifica al tempo 0, notato sulla terra da 10-30 minuti di bursts di rumore (bursts di tipo I, II, III) e rumore elevato. Quasi immediatamente, la radiazione ionizzante aumenta il MUF (indipendentemente dal fatto che aumenti o meno il flusso del vento solare). Trascorsi 30 minuti o più dopo il brillamento, i livelli di rumore in HF tornano in condizioni normali e silenziosi.

Suggerimenti
Questa è una finestra eccellente per i radioamatori, subito dopo il brillamento. Non appena la tempesta solare cessa, i livelli di rumore HF si attenuano con un MUF elevato, che dura fino al tramonto. Le condizioni notturne su 80-40m possono essere eccellenti. Anche il MUF diurno del giorno successivo può essere elevato.

Poco dopo il secondo giorno, arriva l'onda d'urto, comprimendo il nostro campo magnetico e innescando una grande tempesta geomagnetica. I livelli di rumore HF aumentano immediatamente e, in casi gravi, possono causare un blackout HF. Gli elettroni dell'onda d'urto entrando nella Terra ai poli causano un evento di assorbimento detto ovale aurorale. Il prossimo K-Index a 3 ore sarà alto (6–9), che aumenta anche l'attività aurorale che causa condizioni di blackout in HF alle latitudini più elevate. Una grande tempesta geomagnetica (K maggiore di 6) può durare 12-24 ore. Quando finalmente si abbassa, il nostro campo magnetico diventa spesso molto silenzioso, producendo bassi livelli di rumore in HF.

Suggerimenti
Questa è l'altra finestra per il radioamatore, quando la tempesta geomagnetica si placa. I livelli di rumore notturno su 40-80m possono essere molto bassi.

• Il flusso solare, indicando il livello di ionizzazione, influenza la propagazione HF sopra i 10 MHz circa; non influisce sui 40 m e inferiori, poiché il MUF raramente scende al di sotto dei 10 MHz. Questo è il motivo per cui le bande inferiori sono sempre aperte.
• L’indice K, indicando la condizione geomagnetica, determina anche il rumore HF principalmente al di sotto di circa 10 MHz, tranne in casi gravi. Durante una tempesta, livelli di rumore elevati sui 40 m non significano rumore elevato sui 20 m.
• La banda radioamatoriale dei 30 m è intrappolata tra i due mondi. Può essere influenzata sia dal flusso solare che dall'indice K. D'altra parte, più spesso non è infastidita da nessuno dei due. È una buona fascia operativa per tutto il ciclo solare.
• Ogni brillamento solare e la tempesta che ne deriva sono sempre diverse. Non ce ne sono due uguali, né accuratamente prevedibili.
• Non lasciarsi mai spaventare dai rapporti di brillamenti e tempeste geomagnetiche a tal punto da rinunciare ad uscire in aria, anziché averne il controllo.