磁気嵐

磁気嵐（じきあらし）について

磁気嵐とは、地球の地磁気が通常時から変動し、特に南向きの磁場を持つ太陽風の影響を受けて生じる現象です。この現象は主に中緯度や低緯度の地域で観測され、全世界的に地磁気が減少することが特徴です。一般的な磁気嵐の進行は、数時間から1日かけて地磁気が低下し、その後数日間で徐々に元の状態に戻るプロセスを経ます。このうち、地磁気が減少し磁気嵐が発達する段階を「主相」と呼び、回復する過程を「回復相」と称します。

通常、磁気嵐は地上の磁場に対して1000分の1程度の変化をもたらしますが、大規模な場合には100分の1という変化が見られることもあります。この磁場の変動はリングカレントという現象によって引き起こされると考えられています。このリングカレントは、南向きの磁場を帯びた太陽風が地球の磁気圏に触れることで発展し、太陽風中の磁場がその成長に重要な役割を果たしています。

磁気嵐の発生原因

大多数の大規模な磁気嵐は、太陽フレアに伴うコロナ質量放出（CME）、すなわち太陽から放出されるプラズマの塊によって引き起こされます。このプラズマは強い南向きの磁場を持っており、地球の磁気圏に影響を与えます。これらの磁気嵐は、フレアが発生してから1日から数日以内に到来するため、太陽の黒点の数が多い時期に発生する可能性が高くなります。また、太陽のコロナが薄い部分から放出される高速の太陽風によって弱い磁気嵐が生じることもあります。この場合、磁気嵐は特に太陽活動が活発でない時期から数年後に観測されることが多いです。

地上への影響

磁気嵐の主相においては、しばしば激しいオーロラが観測され、特に高緯度地域では大きな磁場変動が報告されます。この変動は送電線に誘導電流を生じさせるため、場合によっては高緯度地域の住民の日常生活にも影響を及ぼすことがあります。例えば、1989年3月13日に発生した強い磁気嵐では、カナダのケベック州にある発電所での送電システムに障害が生じ、大規模な停電が発生しました。

また、磁気嵐時には人工衛星の電子機器が故障したり、無線通信に支障が出ることもあるため、最近では磁気嵐を予測する宇宙天気予報の研究が盛んに行われています。加えて、1988年の国際伝書鳩レースでは、強い磁気嵐が発生した際に放たれた5000羽の鳩のうち、わずか5%しか目的地に到達できなかったという事例もあります。この事件は、鳩が磁気コンパスを使って方向を感知していることを証明するきっかけとなりました。

磁気嵐の指標

磁気嵐の活動度を示す指標として、K指数やKp指数などがあり、これらは地磁気の変動を数段階に表現しています。K指数は、地球上の観測所での地磁気の擾乱を算出し、0から9の範囲で磁気の強度を示します。Kp指数は、特定の観測所のK指数を基に算出され、その形が楽譜のようであることから「Bartels musical diagram」とも呼ばれています。また、Dst指数やAE指数なども、磁気嵐の強度や影響を測るために使用されています。

アメリカ海洋大気庁（NOAA）は、磁気嵐の強度を「Gスケール」で表し、宇宙天気予報の一部として活用しています。一方、日本の情報通信研究機構（NICT）も宇宙天気予報を行い、フレア予報や地磁気予報などを発表しています。

このように、磁気嵐は地球の環境における重要な現象であり、宇宙天気の変化を理解するための基礎となる知識です。

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