Nützliche Hinweise zum Weltraumwetter der Erde
Der Zustand der erdnahen Umgebung wird Weltraumwetter genannt. Sie umfasst den Sonnenwind, das Magnetfeld der Sonne, die Magnetosphäre und die Ionosphäre - den elektrisch leitenden Teil der Erdatmosphäre.
Diese Teile der erdnahen Umgebung interagieren miteinander und erzeugen schnelle Änderungen im Weltraumwetter, die sich als Magnetfeldvariationen manifestieren.
Weltraumwetterskalen:
Die American National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) liefert die offiziellen Informationen zum Weltraumwetter. Seine Weltraumwetterskalen wurden eingeführt, um über den gegenwärtigen und zukünftigen Zustand des Weltraumwetters und seine Auswirkungen auf den Menschen zu informieren.
Die Skalen mit nummerierten Ebenen, die der Saffir-Simpson-Hurrikan-Skala und der Fujita-Tornado-Skala ähneln und die Schwere und mögliche Auswirkungen angeben, informieren über geomagnetische Stürme, Sonnenstrahlungsstürme und Radio Blackouts. Sie zeigen, wie diese auftreten und zeigen die Intensität der physischen Ursachen an.
Magnetische Stürme:
Eine Periode schneller Magnetfeldänderung wird als magnetischer Sturm bezeichnet. Magnetische Stürme werden durch den Wind geladener Teilchen verursacht, die zu allen Zeiten von der Sonne abgegeben werden und nach außen in den Weltraum strömen („koronaler Marsauswurf“).
Wenn dieser starke Sonnenwindstoß die Magnetosphäre trifft, erfährt diese eine komplexe Schwingung. In der erdnahen Welt werden dann elektrische Ströme erzeugt, die das Magnetfeld der Erde zusätzlich verändern. Es entsteht dann ein magnetischer Sturm.
Magnetische Stürme entstehen auch, wenn das Magnetfeld der Sonne und das Erdmagnetfeld direkt miteinander verbunden sind. ' Obwohl die Verbindung selten vorkommt, dringen geladene Teilchen, die sich entlang magnetischer Feldlinien bewegen, in die Magnetosphäre der Erde ein und erzeugen Ströme. Das Magnetfeld erfährt dann zeitabhängige Schwankungen.
Ein sehr großer magnetischer Sturm entsteht, wenn der koronale Massenausstoß der Sonne ausgelöst wird, wenn die magnetischen Feldlinien der Sonne und der Erde direkt miteinander verbunden sind.
Gefährliche Wirkungen:
Magnetische Stürme können unsere moderne, technologiebasierte Infrastruktur und unsere Aktivitäten stark beeinflussen. Weltraumeffekte wie magnetische Stürme können die Erdoberfläche beeinflussen, da elektrische Ströme an einem bestimmten Ort solche Ströme in einem anderen Bereich induzieren können. Dies geschieht über ein Magnetfeld (in diesem Fall das Erdmagnetfeld). Ihre spezifischen gefährlichen Wirkungen sind vielfältig.
Die Ionosphäre wird erhitzt und verzerrt, was bedeutet, dass eine Funkkommunikation über große Entfernungen, die von subionosphärischer Reflexion abhängig ist, schwierig sein oder sogar außer Frage stehen kann. Die Expansion der Ionosphäre kann den Satellitenwiderstand erhöhen und es wird schwierig, ihre Umlaufbahnen zu kontrollieren. Globale Ortungssysteme, die auf Funkübertragung durch die Atmosphäre angewiesen sind, können stark beeinträchtigt werden. Astronauten und Piloten aus großer Höhe würden hohen Strahlungsniveaus ausgesetzt sein. Rohrleitungskorrosion kann die Folge sein und elektrische Stromnetze würden einen starken Spannungsanstieg erfahren, der zu Stromausfällen führen würde.
Ringstrom:
"Ringstrom" ist der Name für den großen elektrischen Strom, der die Erde während magnetischer Stürme über ihrem Äquator umkreist. Geladene Teilchen wie Ionen oder Elektronen gleiten bekanntermaßen entlang der Magnetfeldlinien oder spiralförmig um sie herum.
Sie ändern auch ihre Verbindung von einer Feldlinie zur anderen, während sie den Globus umkreisen. Die Bewegung ist für positive Ionen im Uhrzeigersinn und für negative Ionen entgegen dem Uhrzeigersinn, wenn sie von weitem Norden betrachtet wird. Wenn sich jedoch die beiden Ionensätze zu jeder Zeit in die entgegengesetzte Richtung bewegen, wird ein elektrischer Strom erzeugt und während magnetischer Stürme existiert ein Ringstrom.
Aurora:
Aurora ist der Name für das leuchtende Glühen in der oberen Atmosphäre der Erde, das von geladenen Teilchen erzeugt wird, die direkt von der Sonne kommen oder von der Magnetosphäre des Planeten herabsteigen. Dieser Abstieg ist während magnetischer Stürme intensiv. Meist Elektronen, aber auch Protonen, fallen die Teilchen ab und bombardieren mit atmosphärischen Molekülen. Dies führt zu einer Anregung der molekularen Sauerstoff- und Stickstoffelektronen.
Die Moleküle kehren in ihren ursprünglichen Zustand zurück, indem sie Lichtphotonen emittieren, die die Auroras sind. Die geladenen Teilchen folgen Magnetfeldlinien, die in und um unseren Planeten und seine Atmosphäre in der Nähe der Magnetpole ausgerichtet sind. Daher sind Polarlichter meistens in großen Höhen zu sehen. Das Polarlicht ist kein seltenes Phänomen. Die Aurora ist typischerweise ein unheimlicher grünlicher Schein. Dieses grünliche Glühen wird von Sauerstoffmolekülen abgegeben.
Magnetosphäre der Erde:
Die Magnetkugel ist eine Region, die wie ein Komet geformt ist, in der die geladenen Teilchen (Plasma) des Sonnenwinds (ein kontinuierlicher Strom von Ionen und Elektronen, die sich in zahlreichen Richtungen von der obersten Millionen Grad heißen Korona-Schicht der Sonne ausbreiten) über der Erde dominieren Magnetfeld. Dieses Magnetfeld steuert das Verhalten von darin eingeschlossenem Plasma.
Es ist auf der der Sonne zugewandten Seite auf etwa 10 Erdradien zusammengedrückt; Die von der Sonne entfernte Seite ist (durch den Sonnenwind, der sie herauszieht) tailartig und erstreckt sich über 100 Erdradien. Sie erstreckt sich seitlich 60.000 km zur Sonne hin, jedoch zu einem größeren Teil auf der gegenüberliegenden Seite. Seine Grenze wird Magnetopause genannt, außerhalb der turbulenten magnetischen Region, die als Magnetosheide bekannt ist.
Strahlungsgürtel
Die Magnetosphäre enthält die Van-Allen-Strahlungsgürtel geladener Teilchen. Die Riemen strahlen die intensive Strahlung rund um die Erde aus. Die energiereichen geladenen Teilchen folgen etwas helikalen Bahnen im Erdmagnetfeld. Der untere Gürtel enthält Elektronen und Protonen und erstreckt sich von 1000 bis 5000 km über dem Äquator der Erde. Der obere Gürtel besteht hauptsächlich aus Elektronen und erstreckt sich 15.000 bis 25.000 km über dem Äquator. Quecksilber, Erde und die riesigen Planeten haben eine Magnetosphäre.
