Índice K
El índice K cuantifica las perturbaciones en el componente horizontal del campo magnético terrestre con un número entero en el rango de 0 a 9, donde 1 es calma y 5 o más indica una tormenta geomagnética . Se deriva de las fluctuaciones máximas de los componentes horizontales observados en un magnetómetro durante un intervalo de tres horas. La etiqueta K proviene de la palabra alemana Kennziffer [1] que significa " dígito característico ". El índice K fue introducido por Julius Bartels en 1939. [2] [1]
Definición
La escala K es una escala cuasi logarítmica derivada de la fluctuación máxima R (en unidades de nanoteslas , nT) en el componente horizontal del campo magnético de la Tierra observado en un magnetómetro en relación con un día tranquilo durante un intervalo de tres horas. La tabla de conversión de fluctuación máxima a índice K varía de un observatorio a otro de tal manera que la tasa histórica de ocurrencia de ciertos niveles de K es aproximadamente la misma en todos los observatorios. En la práctica, esto significa que los observatorios en latitudes geomagnéticas más altas requieren niveles más altos de fluctuación para un índice K dado. Por ejemplo, el valor R correspondiente para K = 9 es1500 nT en Godhavn, Groenlandia , 300 nT en Honolulu, Hawaii y500 nT en Kiel, Alemania . [3]
El índice K en tiempo real se determina después de finalizar intervalos prescritos de 3 horas cada uno: 00:00–03:00, 03:00–06:00, ..., 21:00–24:00. Las desviaciones máximas positivas y negativas durante el período de 3 horas se suman para determinar la fluctuación máxima total. Estas desviaciones máximas pueden ocurrir en cualquier momento durante el período de 3 horas.
El planetarioKpag-índice
El índice K p planetario oficial se obtiene calculando un promedio ponderado de los índices K de una red de 13 observatorios geomagnéticos en latitudes medias. Dado que estos observatorios no informan sus datos en tiempo real, varios centros de operaciones en todo el mundo estiman el índice basándose en los datos disponibles de su red local de observatorios. El índice K p fue introducido por Bartels en 1939. [2]
La amplitud media diariaA-índice
El índice a es la amplitud equivalente en tres horas de la actividad geomagnética en una estación magnetométrica específica derivada del índice K específico de la estación . Debido a la relación cuasi logarítmica de la escala K con las fluctuaciones del magnetómetro, no tiene sentido tomar el promedio de un conjunto de índices K directamente. En cambio, cada K se convierte nuevamente en una escala lineal. [4] [3]
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El índice A es el promedio diario de amplitud de la actividad geomagnética en una estación de magnetómetro específica, derivado de los ocho índices a (tres cada hora) .
El índice A p es el índice A planetario promedio basado en datos de un conjunto de estaciones K p específicas . [4]
Ejemplo
Si los índices K del día fueron 3, 4, 6, 5, 3, 2, 2 y 1, el índice A diario es el promedio de las amplitudes equivalentes:
Escala G
La escala G de la NOAA describe la importancia de los efectos de una tormenta geomagnética para el público y las personas afectadas por el entorno espacial. Se deriva directamente de la escala K p , donde G1 es la clasificación de tormenta más débil (que corresponde a un valor K p de 5) y G5 es la más fuerte (que corresponde a un valor K p de 9). [6]
| Escala | Nivel | Efecto | K p equivalente | Frecuencia media (1 ciclo = 11 años) | Días durante el ciclo solar 24 [7] | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sistema de energía | Operaciones de naves espaciales | Otros sistemas | |||||
| G1 | Menor | Pueden producirse fluctuaciones débiles en la red eléctrica. | Posible impacto menor en las operaciones del satélite. | Los animales migratorios se ven afectados en este nivel y en niveles superiores; la aurora es comúnmente visible en latitudes altas (norte de Michigan y Maine). | 5 | 1700 por ciclo (900 días por ciclo) | 256 |
| G2 | Moderado | Los sistemas eléctricos de altas latitudes pueden experimentar alarmas de voltaje y las tormentas de larga duración pueden causar daños en los transformadores. | El control terrestre puede requerir acciones correctivas a la orientación; los posibles cambios en la resistencia afectan las predicciones de la órbita. | La propagación de radio de alta frecuencia puede desvanecerse en latitudes más altas, y se han visto auroras en lugares tan bajos como Nueva York e Idaho (normalmente a 55° de latitud geomagnética). | 6 | 600 por ciclo (360 días por ciclo) | 86 |
| G3 | Fuerte | Es posible que se requieran correcciones de voltaje o que se activen falsas alarmas en algunos dispositivos de protección. | Es posible que se produzcan cargas superficiales en los componentes del satélite, que la resistencia aumente en los satélites de órbita terrestre baja y que se necesiten realizar correcciones para los problemas de orientación. | Pueden ocurrir problemas intermitentes con la navegación por satélite y la navegación por radio de baja frecuencia, la radio HF puede ser intermitente y se han visto auroras en lugares tan bajos como Illinois y Oregón (normalmente a 50° de latitud geomagnética). | 7 | 200 por ciclo (130 días por ciclo) | 18 |
| G4 | Severo | Es posible que haya problemas generalizados de control de voltaje y algunos sistemas de protección harán que se desconecten por error activos clave de la red. | Es posible que se experimenten problemas de carga y seguimiento de la superficie; es posible que se necesiten correcciones para problemas de orientación. | Las corrientes inducidas en las tuberías afectan las medidas preventivas, la propagación de radio de alta frecuencia es esporádica, la navegación por satélite se degradó durante horas, la navegación por radio de baja frecuencia se interrumpió y se han visto auroras tan bajas como Alabama y el norte de California (normalmente 45° de latitud geomagnética). | 8-9 | 100 por ciclo (60 días por ciclo) | 9 |
| G5 | Extremo | Pueden producirse problemas generalizados de control de voltaje y problemas en el sistema de protección; algunos sistemas de red pueden sufrir colapsos totales o apagones. Los transformadores pueden sufrir daños. | Puede experimentar una carga superficial extensa, problemas con la orientación, el enlace ascendente/descendente y el seguimiento de satélites. | Las corrientes en las tuberías pueden alcanzar cientos de amperios, la propagación de radio de alta frecuencia (HF) puede ser imposible en muchas áreas durante uno o dos días, la navegación por satélite puede degradarse durante días, la navegación por radio de baja frecuencia puede estar fuera de servicio durante horas y se han visto auroras tan bajas como en Florida y el sur de Texas (normalmente a 40° de latitud geomagnética). | 9 | 4 por ciclo (4 días por ciclo) | 1 |
Uso en estudios de propagación de radio
El índice K p se utiliza para el estudio y predicción de la propagación ionosférica de señales de radio de alta frecuencia . Las tormentas geomagnéticas, indicadas por un K p = 5 o superior, no tienen un efecto directo sobre la propagación. Sin embargo, perturban la capa F de la ionosfera , especialmente en latitudes geográficas medias y altas, causando una llamada tormenta ionosférica que degrada la propagación de radio. La degradación consiste principalmente en una reducción de la frecuencia máxima utilizable (MUF) de hasta un 50%. [8] A veces, la capa E también puede verse afectada. A diferencia de las perturbaciones ionosféricas repentinas (SID), que afectan las trayectorias de radio de alta frecuencia principalmente en latitudes medias y bajas, los efectos de las tormentas ionosféricas son más intensos en latitudes altas y en las regiones polares.
Véase también
Referencias
- ^ ab Bartels, J. ; Heck, NH; Johnston, HF (1939). "El índice de rango de tres horas que mide la actividad geomagnética". Revista de investigación geofísica . 44 (4): 411–454. Código Bibliográfico :1939TeMAE..44..411B. doi :10.1029/TE044i004p00411.
- ^ ab Fleming, JA; Harradon, HD; Joyce, JW (1939). "Séptima Asamblea General de la Asociación de Magnetismo Terrestre y Electricidad en Washington, DC, 4-15 de septiembre de 1939". Magnetismo Terrestre y Electricidad Atmosférica . 44 (4). pp. 477–478, Resolución 2. Código Bibliográfico :1939TeMAE..44..471F. doi :10.1029/TE044i004p00471.
- ^ ab Davies, Kenneth (1990). Radio ionosférica . Serie de ondas electromagnéticas del IEE n.° 31. Londres, Reino Unido: Peter Peregrinus Ltd/The Institution of Electrical Engineers. pág. 50. ISBN 0-86341-186-X.
- ^ ab "Ayuda sobre datos SPIDR: descripción de datos de índices solares y geomagnéticos". Recurso de datos interactivos de física espacial (SPIDR) de la NOAA . Archivado desde el original el 20 de febrero de 2013. Consultado el 12 de septiembre de 2012 .
- ^ "Índices geomagnéticos kp y ap". Centros Nacionales de Información Ambiental (NESDIS) de la NOAA . Consultado el 21 de agosto de 2016 .
- ^ "Escalas de clima espacial de la NOAA | Centro de predicción del clima espacial de la NOAA/NWS" www.swpc.noaa.gov . Consultado el 15 de enero de 2024 .
- ^ "Archivo de auroras y actividad solar". Space Weather Live . Consultado el 3 de marzo de 2022 .
- ^ George Jacobs y Theodore J. Cohen (1997). The New Shortwave Propagation Handbook (El nuevo manual de propagación de ondas cortas) . Hicksville, Nueva York: CQ Publishing. pág. 1.14. ISBN. 0-943016-11-8.
Enlaces externos
- https://www.swpc.noaa.gov/products/planetary-k-index
- https://web.archive.org/web/20061107140346/http://sec.noaa.gov/rt_plots/kp_3d.html
- https://www.swpc.noaa.gov/products/solar-cycle-progression
- http://www.n3kl.org/sun/noaa.html
- Sitio completo de propagación de radio
Este artículo incorpora material de dominio público del Gobierno de los Estados Unidos.
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