K -index

K геомагнитный -Индекс количественно определяет нарушения в горизонтальном компоненте магнитного поля Земли с целым числом в диапазоне 0–9, а 1 -это спокойствие и 5 или более, что указывает на шторм . Он получен из максимальных колебаний горизонтальных компонентов, наблюдаемых на магнитометре в течение трехчасового интервала. Этикетка k происходит от немецкого слова Kennziffer ^{[ 1 ]} Значение « характерная цифра ». K . -индекс был введен Юлиусом Бартелсом в 1939 году ^{[ 2 ]}^{[ 1 ]}

Определение

K наблюдаемом -Scale представляет собой квази-логарифмическую шкалу, полученную из максимального колебания R (в единицах Nano Teslas , NT) в горизонтальном компоненте магнитного поля Земли, на магнитометре относительно тихого дня в течение трехчасового интервала. Таблица преобразования от максимального колебания в k -индекс варьируется от обсерватории к обсерватории таким образом, что историческая скорость возникновения определенных уровней K примерно одинакова во всех обсерваториях. На практике это означает, что обсерватории при более высокой геомагнитной широте требуют более высоких уровней колебаний для данного k -индекса. Например, соответствующее значение r для k = 9 является 1500 нт в Годхавне, Гренландия , 300 нт в Гонолулу, Гавайи и 500 нт в Киле, Германия . ^{[ 3 ]}

-индекс в реальном времени K определяется после окончания установленных интервалов по 3 часа каждый: 00: 00–03: 00, 03: 00–06: 00, ..., 21: 00–24: 00. Максимальные положительные и отрицательные отклонения в течение 3 -часового периода добавляются вместе, чтобы определить общее максимальное колебание. Эти максимальные отклонения могут возникнуть в любое время в течение 3 -часового периода.

Планетарный k _p -индекс

Официальный планеток K _P -индекс получает путем вычисления средневзвешенных k -индексов из сети из 13 геомагнитных обсерваторий в местах в середине -летней местности. Поскольку эти обсерватории не сообщают о своих данных в режиме реального времени, различные операционные центры по всему миру оценивают индекс, основанный на данных, доступных в их локальной сети обсерваторий. K -Index _P был представлен Бартелями в 1939 году. ^{[ 2 ]}

Среднесуточная амплитуда a -индекс

А k -индекс -это трехчасовая эквивалентная амплитуда для геомагнитной активности на определенной станции магнитометра, полученной от специфической для станции -индекс . Из -за квази -логарифмической взаимосвязи K принимать среднее значение набора k -масштаба с магнитометрами колебаний магнитометра не имеет смысла напрямую -индекций. Вместо этого каждый K преобразуется обратно в линейную шкалу. ^{[ 4 ]} ^{[ 3 ]}

Сюжет A-Index против K-Index — Plot of a-index vs. K-index

Эквивалентный диапазон A для данного k ^{[ 5 ]}
K	0	0+	1−	1	1+	2−	2	2+	3−	3	3+	4−	4	4+
а	0	2	3	4	5	6	7	9	12	15	18	22	27	32

K	5−	5	5+	6−	6	6+	7−	7	7+	8−	8	8+	9−	9
а	39	48	56	67	80	94	111	132	154	179	207	236	300	400

А -индекс -это среднесуточный амплитуду для геомагнитной активности на определенной станции магнитометра, полученной из восьми (трехчасовых) -индекций .

A P. _P -индекс является усредненным планетарным A набора конкретных K _{-индексом на основе данных из} станций ^{[ 4 ]}

Пример

Если k -индексы для дня были 3, 4, 6, 5, 3, 2, 2 и 1, ежедневная a -индекс является средним значением эквивалентных амплитуд:

A=(15+27+80+48+15+7+7+4)/8=25.375

G-Scale

NOAA описывается В масштабе значение эффекта геомагнитного шторма для общественности и тех, кто затронут космической средой. Он непосредственно получен из k _p -масштаба, где G1 является самой слабой штормовой классификацией (соответствующий значению k _p 5), а G5 является наиболее сильной (соответствующий значению k _p 9). ^{[ 6 ]}

Масштаб и эффекты геомагнитных штормов
Шкала	Уровень	Эффект			К _р эквивалент	Средняя частота (1 цикл = 11 лет)	Дни во время солнечного цикла 24 ^{[ 7 ]}
Шкала	Уровень	Система питания	Космические операции	Другие системы	К _р эквивалент	Средняя частота (1 цикл = 11 лет)	Дни во время солнечного цикла 24 ^{[ 7 ]}
G1	Незначительный	Могут возникнуть слабые колебания сетки власти.	Незначительное влияние на спутниковые операции возможны.	На этом и более высоком уровнях влияют миграционные животные; Аврора обычно видна в высоких широтах (Северный Мичиган и Мэн).	5	1700 за цикл (900 дней за цикл)	256
G2	Умеренный	Сильные системы высокоширота могут испытывать тревогу напряжения, буря длительную продолжительность могут вызвать повреждение трансформатора.	Корректирующие действия для ориентации могут потребоваться управлением наземным управлением; Возможные изменения в прогнозах орбиты аффекта сопротивления.	Распространение радио HF может исчезнуть в более высоких широтах, а Аврора была замечена так же низкой, как Нью -Йорк и Айдахо (обычно 55 ° Геомагнитная лат.).	6	600 за цикл (360 дней за цикл)	86
G3	Сильный	Поправка напряжения может потребоваться, ложные тревоги, запускаемые на некоторых защитных устройствах.	Поверхностная зарядка может происходить на спутниковых компонентах, сопротивление может увеличиваться на спутниках с низким уровнем орбиты, и для задач ориентации могут потребоваться исправления.	Можно возникнуть прерывистая спутниковая навигация и низкочастотная радиовигационная задачи, радио HF может быть прерывистым, а Аврора наблюдается так же низко, как Иллинойс и Орегон (обычно 50 ° Геомагнитная лат.).	7	200 за цикл (130 дней за цикл)	18
G4	Серьезный	Возможные широко распространенные проблемы управления напряжением и некоторые защитные системы ошибочно вытащили ключевые активы из сетки.	Может испытывать проблемы с зарядкой поверхности и отслеживания, коррекции могут потребоваться для проблем ориентации.	Индуцированные токи трубопровода влияют на профилактические меры, спорадическая радиостанция HF, спутниковая навигация, деградированная в течение нескольких часов, низкочастотная радиовигация нарушена, а aurora наблюдалась так же низко, как Алабама и Северная Калифорния (обычно 45 ° Geomagnetic Lat.).	8-9	100 за цикл (60 дней за цикл)	9
G5	Крайний	Можно возникнуть широко распространенные проблемы с контролем напряжения и проблемы с защитной системой, некоторые системы сетки могут испытывать полный коллапс или отключение отключения. Трансформеры могут испытывать ущерб.	Может испытывать обширную зарядку поверхности, проблемы с ориентацией, восходящей линии связи/нисходящей линии связи и отслеживания спутников.	Трубопроводные токи могут достигать сотен ампер, распространение радиосвязи (высокая частота) может быть невозможным во многих областях в течение одного-двух дней, спутниковая навигация может быть деградирована в течение нескольких дней, низкочастотная радиовигация может быть выключена в течение нескольких часов, а Аврора была Видно так же низко, как Флорида и Южный Техас (обычно 40 ° Геомагнитный лат.).	9	4 за цикл (4 дня за цикл)	1

Использование в исследованиях по распространению радио

K -индекс _P используется для исследования и прогнозирования распространения ионосферных радиосигналов высокочастотных радиосигналов. Геомагнитные штормы, обозначенные k _p = 5 или выше, не оказывают прямого влияния на распространение. Однако они нарушают F-слой ионосферы , , особенно в среднем и высоком географическом широтах, вызывая так называемый ионосферный шторм который ухудшает распространение радио. Деградация в основном состоит из снижения максимально полезной частоты (MUF) на целых 50%. ^{[ 8 ]} Иногда электронный слой может быть затронут . В отличие от внезапных ионосферных нарушений (SID), которые влияют на высокочастотные радиоприемники, в основном в средних и низких широтах, эффекты ионосферных штормов являются более интенсивными в высоких широтах и полярных областях.

Смотрите также

Индекс времени нарушения шторма

Ссылки

^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Bartels, J .; Черт, NH; Джонстон, HF (1939). «Индекс трехчасового индекса, измеряющий геомагнитную активность». Журнал геофизических исследований . 44 (4): 411–454. Bibcode : 1939temae..44..411b . doi : 10.1029/te044i004p00411 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Флеминг, JA; Harradon, HD; Джойс, JW (1939). «Седьмая Генеральная Ассамблея Ассоциации земного магнетизма и электричества в Вашингтоне, округ Колумбия, 4–15 сентября 1939 года». Земного магнетизма и атмосферного электричества . 44 (4). С. 477–478, разрешение 2. Бибкод : 1939temae..44..471f . doi : 10.1029/te044i004p00471 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Дэвис, Кеннет (1990). Ионосферное радио . IEE Electromagnetic Waves Series #31. Лондон, Великобритания: Peter Peregrinus Ltd/Институт инженеров -электриков. п. 50. ISBN 0-86341-186-х .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} «Помощь в данных SPIDR - геомагнитные и солнечные индексы Описание данных» . NOAA Pospe Physics Interactive Data Resource (SPIDR). Архивировано с оригинала 2013-02-20 . Получено 2012-09-12 .
^ «Геомагнитные индексы KP и AP» . NOAA Национальные центры по экологической информации (NESDIS) . Получено 2016-08-21 .
^ «NOAA Space Weather Scales | NOAA / NWS SPACE WEATE ЦЕНТР» . www.swpc.noaa.gov . Получено 2024-01-15 .
^ «Архив Авроры и Солнечной активности» . Космическая погода вживую . Получено 3 марта 2022 года .
^ Джордж Джейкобс и Теодор Дж. Коэн (1997). Новое руководство по распространению коротких волн . Хиксвилл, Нью -Йорк: CQ Publishing. п. 1.14. ISBN 0-943016-11-8 .

Внешние ссылки

Эта статья включает в себя материалы общественного достояния от правительства Соединенных Штатов

[Bartels1939-1] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Bartels, J .; Черт, NH; Джонстон, HF (1939). «Индекс трехчасового индекса, измеряющий геомагнитную активность». Журнал геофизических исследований . 44 (4): 411–454. Bibcode : 1939temae..44..411b . doi : 10.1029/te044i004p00411 .

[resolution2-2] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Флеминг, JA; Harradon, HD; Джойс, JW (1939). «Седьмая Генеральная Ассамблея Ассоциации земного магнетизма и электричества в Вашингтоне, округ Колумбия, 4–15 сентября 1939 года». Земного магнетизма и атмосферного электричества . 44 (4). С. 477–478, разрешение 2. Бибкод : 1939temae..44..471f . doi : 10.1029/te044i004p00471 .

[Davis-3] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Дэвис, Кеннет (1990). Ионосферное радио . IEE Electromagnetic Waves Series #31. Лондон, Великобритания: Peter Peregrinus Ltd/Институт инженеров -электриков. п. 50. ISBN 0-86341-186-х .

[SPIDR-4] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} «Помощь в данных SPIDR - геомагнитные и солнечные индексы Описание данных» . NOAA Pospe Physics Interactive Data Resource (SPIDR). Архивировано с оригинала 2013-02-20 . Получено 2012-09-12 .

[5] «Геомагнитные индексы KP и AP» . NOAA Национальные центры по экологической информации (NESDIS) . Получено 2016-08-21 .

[6] «NOAA Space Weather Scales | NOAA / NWS SPACE WEATE ЦЕНТР» . www.swpc.noaa.gov . Получено 2024-01-15 .

[7] «Архив Авроры и Солнечной активности» . Космическая погода вживую . Получено 3 марта 2022 года .

[8] Джордж Джейкобс и Теодор Дж. Коэн (1997). Новое руководство по распространению коротких волн . Хиксвилл, Нью -Йорк: CQ Publishing. п. 1.14. ISBN 0-943016-11-8 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]