Maan magneettikentän voimakkaimpien häiriöiden syitä selvitettiin

Myrskyisän avaruussään aiheuttamat häiriöt Maan magneettikentässä voivat pahimmillaan johtaa laajoihin sähkökatkoihin. Tutkimuksen tavoitteena oli ymmärtää, millaisten tapahtumaketjujen seurauksena ovat syntyneet kaikkein voimakkaimmat viime vuosikymmeninä havaitut häiriöt. Tulokset edistävät tällaisten tapahtumien ennustettavuutta.

Tutkimuksen päätulos oli, että voimakkaimmat häiriöt Maan magneettikentässä syntyvät olosuhteissa, joissa ionosfäärissä noin 100 kilometrin korkeudella virtaavat sähkövirrat ovat hyvin voimakkaita ja jokin ulompana Maan magnetosfäärissä tapahtuva muutos saa nämä virrat muuttamaan nopeasti voimakkuuttaan tai suuntaansa. Tällainen tapahtuma voi olla voimakas muutos magnetosfääriä tuivertavassa aurinkotuulessa tai se voi liittyä magnetosfäärin sisäisiin ilmiöihin, jotka tuottavat myös revontulia. Sopivat olosuhteet syntyvät tyypillisesti voimakkaan avaruusmyrskyn aikana, kun Auringosta peräisin oleva koronan massapurkaus vuorovaikuttaa Maan magnetosfäärin kanssa.

Suomen leveyksillä maanpinnalla magnetometreillä havaittavat magneettikentän häiriöt ovat pääasiassa peräisin kahdesta lähteestä: ionosfäärin sähkövirroista sekä näissä virroissa tapahtuvien vaihteluiden vuoksi maahan indusoituneista virroista. Ionosfäärivirroista peräisin oleva magneettikenttä kertoo lähiavaruuden olosuhteista, mutta varsinkin myrskyisinä aikoina tämä tieto peittyy usein indusoituneiden virtojen aiheuttamaan hälyyn. Ilmatieteen laitoksella kehitetyllä menetelmällä indusoituneiden virtojen osuus magneettikentästä saadaan poistettua.

Magneettikentän häiriöitä voidaan mitata magnetometreillä, joita Ilmatieteen laitos operoi osana kansainvälistä Pohjois-Euroopan kattavaa verkostoa. Jatkuvaa havaintosarjaa on saatavilla useilta vuosikymmeniltä, joten mukaan mahtuu myös harvinaisempia voimakkaita myrskyjä, joihin tutkijat nyt julkaistussa tutkimuksessa keskittyivät.

Lisätietoja:

Tutkija Liisa Juusola, Ilmatieteen laitos, liisa.juusola@fmi.fi

Tieteellinen artikkeli on saatavilla Annaeles Geophysicae -tiedelehdessä.

Viite: Juusola, L., Viljanen, A., Dimmock, A. P., Kellinsalmi, M., Schillings, A., and Weygand, J. M.: Drivers of rapid geomagnetic variations at high latitudes, Ann. Geophys., 41, 13–37, https://doi.org/10.5194/angeo-41-13-2023, 2023.