Индекс солнечной активности что это
Kp-индекс, глобальный планетарный индекс геомагнитной активности. K-индекс представляет собой трехчасовой квазилогарифмический локальный индекс геомагнитной активности по отношению к кривой спокойного дня для данного местоположения. Kp-индекс измеряет отклонение самой нарушенной горизонтальной составляющей магнитного поля на стационарных станциях по всему миру по их собственным локальным K-индексам. Затем глобальный Kp-индекс определяется алгоритмом, который объединяет средние значения каждой станции. Kp-индекс колеблется от 0 до 9, где значение 0 означает отсутствие геомагнитной активности, а значение 9 означает экстремальный геомагнитный шторм.
Предварительный Kp-индекс
The Estimated 3-hour Planetary Kp-index is a preliminary Kp-index derived at the NOAA Space Weather Prediction Center using minute by minute data from a number of ground-based magnetometers that relay data in near-real time. These observatories are located in the United States, Canada, the United Kingdom, Germany and Australia.
Предварительный Kp-индекс является Kp-индексом из SWPC NOAA, который обновляется каждые 3 часа с оценкой измеренного Kp за последние 3 часа. Эти периоды: 00:00-03:00 UTC, 03:00-06:00 UTC и т. д. Предварительный Kp-индекс состоит из 10 значений и варьируется от 0 до 9 и представляет собой оценку наблюдаемого Kp-значения в течение определенного 3-часового периода. Таким образом, это не прогноз или индикатор текущих условий, он всегда показывает значение Kp, которое наблюдалось в течение определенного периода. На рисунке ниже показан график предварительного Kp-индекса с октября 2003 года с 3-дневным интенсивным геомагнитным штормом.
В приведенной ниже таблице показан предварительный Kp-индекс с его 10 значениями, которые представляют собой G-масштаб, определенное значение Kp-индекса, границу аврорального овала в локальной полуночи при определенном Kp-значении, описание авроральной активности для специфического Kp-индекса и частота возникновения определенного значения Kp-индекса в течение одного солнечного цикла.
| Kp-индекс | G-scale | Геомагнитная широта | Авроральная активность | Average frequency |
|---|---|---|---|---|
| 0 | G0 | 66° или выше | Тихо | |
| 1 | G0 | 64.5° | Тихо | |
| 2 | G0 | 62.4° | Тихо | |
| 3 | G0 | 60.4° | Слабая активность | |
| 4 | G0 | 58.3° | Активно | |
| 5 | G1 | 56.3° | Малый шторм | 1700 per cycle (900 days per cycle) |
| 6 | G2 | 54.2° | Умеренный шторм | 600 per cycle (360 days per cycle) |
| 7 | G3 | 52.2° | Сильный шторм | 200 per cycle (130 days per cycle) |
| 8 | G4 | 50.1° | Severe storm | 100 per cycle (60 days per cycle) |
| 9 | G5 | 48° или ниже | Экстремальный шторм | 4 per cycle (4 days per cycle) |
Окончательный Kp-индекс поступает из GFZ в Потсдаме, Германия, и обновляется два раза в месяц. Это официальные окончательные значения Kp для научных исследований и архивных целей. Окончательный Kp-индекс немного отличается от предварительного Kp-индекса. В отличие от предварительного Kp-индекса, окончательный Kp-индекс выражается в шкале третей и имеют 28 значений, предварительный Kp-индекс имеет только 10 значений.
Коэффициент вращения крыла
Модель Wing Kp USAF Weather Agency, выражена по третей шкале и имеет 28 предварительных значений. Она отображает наблюдаемый Kp и дает прогноз на следующий и ближайшие 4 часа. Для прогноза используются данные о солнечном ветре в режиме реального времени полученные Обсерваторией глубокого космоса (DSCOVR). На приведенном ниже рисунке показан пример графика Wing Kp-index, который имеется на нашем веб-сайте. Сплошная линия демонстрирует прогнозируемый Kp-индекс на 1 час вперед, а барами обозначен наблюдаемый Kp-индекс.
The U.S. Air Force Weather Agency Wing Kp model also uses this scale with 28 values but support for this model was discontinued in June 2018 by the NOAA SWPC and it can no longer be found on our website.
В приведенной ниже таблице показаны значения, которые могут принимать Kp-индекс и Kp-индекс. Это 28 значений вместо 10 значений которые принимает предварительный Kp-индекс.
| Kp-индекс | Kp в десятичном выражении | G-scale | Авроральная активность |
|---|---|---|---|
| 0o | 0,00 | G0 | Тихо |
| 0+ | 0,33 | G0 | Тихо |
| 1- | 0,67 | G0 | Тихо |
| 1o | 1,00 | G0 | Тихо |
| 1+ | 1,33 | G0 | Тихо |
| 2- | 1,67 | G0 | Тихо |
| 2o | 2,00 | G0 | Тихо |
| 2+ | 2,33 | G0 | Тихо |
| 3- | 2,67 | G0 | Слабая активность |
| 3o | 3,00 | G0 | Слабая активность |
| 3+ | 3,33 | G0 | Слабая активность |
| 4- | 3,67 | G0 | Активно |
| 4o | 4,00 | G0 | Активно |
| 4+ | 4,33 | G0 | Активно |
| 5- | 4,67 | G1 | Малый шторм |
| 5o | 5,00 | G1 | Малый шторм |
| 5+ | 5,33 | G1 | Малый шторм |
| 6- | 5,67 | G2 | Умеренный шторм |
| 6o | 6,00 | G2 | Умеренный шторм |
| 6+ | 6,33 | G2 | Умеренный шторм |
| 7- | 6,67 | G3 | Сильный шторм |
| 7o | 7,00 | G3 | Сильный шторм |
| 7+ | 7,33 | G3 | Сильный шторм |
| 8- | 7,67 | G4 | Severe storm |
| 8o | 8,00 | G4 | Severe storm |
| 8+ | 8,33 | G4 | Severe storm |
| 9- | 8,67 | G4 | Severe storm |
| 9o | 9,00 | G5 | Экстремальный шторм |
G-scale
| G-scale | Kp-индекс | Авроральная активность | Average frequency |
|---|---|---|---|
| G0 | 4 и ниже | Below storm level | |
| G1 | 5 | Малый шторм | 1700 per cycle (900 days per cycle) |
| G2 | 6 | Умеренный шторм | 600 per cycle (360 days per cycle) |
| G3 | 7 | Сильный шторм | 200 per cycle (130 days per cycle) |
| G4 | 8 | Severe storm | 100 per cycle (60 days per cycle) |
| G5 | 9 | Экстремальный шторм | 4 per cycle (4 days per cycle) |
Какое значение Kp-индекса необходимо для появления вероятности наблюдения севернрго сияния с позиции моего местоположения?
Any location on the high latitudes will be able to see auroras with a Kp of 4. For any location on the middle latitudes a Kp-value of 7 is needed. The low latitudes need Kp-values of 8 or 9. The Kp-value that you need of course depends on where you are located on Earth. We made a handy list which is a good guide for what Kp-value you need for any given location within the reach of the auroral ovals.
Important! Note that the locations below give you a reasonable chance to see auroras for the given Kp-index provided local viewing conditions are good. This includes but is not limited to: a clear sight towards the northern or southern horizon, no clouds, no light pollution and complete darkness.
| Kp-индекс | Visible from | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Северное полушарие | Южное полушарие | ||||
| Период | Обсерватория | Весовой коэффициент* | Период | Обсерватория | Весовой коэффициент* |
| 1868-1925 | Гринвич | 1.007 | 1868-1919 | Мельбурн | 0.967 |
| 1926-1956 | Абингер | 0.934 | 1920-1979 | Туланги | 1.033 |
| 1957-. | Хартланд | 1.059 | 1980-. | Канберра | 1.084 |
aa и am незначительно отличаются друг от друга, что говорит о хорошей точности aa индекса при характеристике планетарной геомагнитной активности.
—> Аa индекс – среднее значение индекса aa за сутки.
Полное описание aa индекса приводится в IAGA Bulletin 33, который содержит данные за 1868-1967 гг. Описания также даны (особенно сравнения с am, ap или Ci индексами) в двух коротких статьях [Ann. Geoph., 27, 62-70, 1971; J. Geophys. Res., 77, 6870-6874, 1972]. Значения aa для 1968-75 содержатся в IAGA Bulletin 39. С 1976 и далее они включены в IAGA Bulletin 32.
Пересмотренные значения aa индекса для периода 1969-76 гг. были распространены в 1979 году до получателей IAGA Bulletin 32 в виде отдельных листов, вставленных в Bulletin 39 (1968-75) и 32f (1976). График этих значений 1868-1979 опубликован в Solar-Geophysical Data № 426, часть I, с. 137. Пересмотренные значения aa для 1968-77 гг. появились в Solar-Geophysical Data № 411, часть II.
Kp, ap и Ap индексы
Обсерватории, по данным которых определяется Kp индекс
| № | IAGA Code | Name | Land | Lat | Long | K =9 (nT) |
| 1 | LER | Lerwick | Scotland | 60° 08′ | 358° 49′ | 1000 |
| 2 | MEA | Meanook | Canada | 54° 37′ | 246° 40′ | 1500 |
| 3 | SIT | Sitka | Alaska | 57° 03′ | 224° 40′ | 1000 |
| 4 | ESK | Eskdalemuir | Scotland | 55° 19′ | 356° 48′ | 750 |
| 5 | UPS | Uppsala | Sweden | 59° 54′ | 17° 21′ | 600 |
| 6 | OTT | Ottawa | Canada | 45° 24′ | 284° 27′ | 750 |
| 7 | BFE | Brorfelde | Denmark | 55° 37′ | 11° 40′ | 600 |
| 8 | HAD | Hartland | England | 50° 58′ | 355° 31′ | 500 |
| 9 | WNG | Wingst | Germany | 53° 45′ | 9° 04′ | 500 |
| 10 | NGK | Niemegk | Germany | 52° 04′ | 12° 41′ | 500 |
| 11 | FRD | Fredericksburg | USA | 38° 12′ | 282° 38′ | 500 |
| 12 | CNB | Canberra | Australia | -35° 18′ | 149° 00′ | 450 |
| 13 | EYR | Eyrewell | New Zealand | -43° 25′ | 172° 21′ | 450 |
Kp индекс имеет 28 значений в диапазоне от 0 до 9 и определяется с точностью до 1/3:
0о, 0+, 1-, 1о, 1+, 2-, … 8-, 8o, 8+, 9-, 9о.
Ар индекс получается осреднением восьми значений ар за день и поэтому является эквивалентной среднесуточной планетарной амплитудой возмущения магнитного поля Земли с линейной шкалой. Определяется Ар в нанотеслах в интервале значений от 0 до 280 нТл.
AE, AU, AL, AО индексы
AE, AU, AL, AО индексы геомагнитной активности характеризуют магнитную возмущенность в зоне полярных сияний, обусловленную усилением токов в ионосфере, протекающих вдоль границы аврорального овала (восточного и западного токов полярного электроджета). Методика вычисления AE, AU, AL, AО индексов основана на определении величины отклонения горизонтальной H составляющей геомагнитного поля от спокойного уровня — среднемесячного значения H составляющей, вычисленного по данным пяти международных спокойных дней. Для вычисления AE, AU, AL, AО индексов используют геомагнитные данные 12 обсерваторий, расположенных на авроральных или субавроральных широтах и равномерно распределенных по долготе. Индексы AE, AU, AL, AО были введены Т.Дэвисом и М.Сугиурой в 1966 г. [ 4 ]. Индексы AE, AU, AL, AО измеряются в гаммах.
Обсерватории, по данным которых определяется AE индекс
| № | IAGA Code | Observatory | Geographic Coordinates | |
| Lat. °N | Long. °E | |||
| 1 | ABK | Abisko | 68.36 | 18.82 |
| 2 | DIK | Dixon Island | 73.55 | 80.57 |
| 3 | CCS | Cape Chelyuskin | 77.72 | 104.28 |
| 4 | TIK | Tixie Bay | 71.58 | 129.00 |
| 5 | PBK | Pebek | 70.09 | 170.93 |
| 6 | BRW | Barrow | 71.30 | 203.25 |
| 7 | CMO | College | 64.87 | 212.17 |
| 8 | YKC | Yellowknife | 62.40 | 245.60 |
| 9 | FCC | Fort Churchill | 58.80 | 265.90 |
| 10 | SNK | Sanikiluaq | 56.5 | 280.8 |
| 11 | NAQ | Narssarssuaq | 61.20 | 314.16 |
| 12 | LRV | Leirvogur | 64.18 | 338.30 |
Это число станций может меняться для разных интервалов времени. Так, задержка в получении магнитограмм какой-либо обсерватории, некачественные записи геомагнитного поля, особенно во время больших магнитных бурь — все это сокращает список обсерваторий, данные которых используют для вычисления AE, AU, AL, AО индексов. Имеются случаи, когда во время больших геомагнитных бурь эти индексы определяли по данным трех геомагнитных обсерваторий.
Величины отклонения H составляющей геомагнитного поля от спокойного уровня определяются по огибающим кривым, определенным методом суперпозиции записи H составляющей всех используемых станций. Числовые значения любой точки верхней и нижней огибающих определяют соответственно значения AU и AL индексов.
AU индекс (auroral upper) соответствует максимальному по всем обсерваториям авроральной зоны положительному отклонению H составляющей магнитного поля от среднего спокойного уровня.
AL индекс (auroral low) соответствует максимальному отрицательному отклонению H составляющей магнитного поля от среднего спокойного уровняна станциях авроральной зоны.
AЕ индекс определяется как сумма абсолютных значений AU и AL индексов, т. е. суммарный размах магнитных флуктуаций в H составляющей геомагнитного поля. Индекс AЕ характеризует магнитную возмущенность в зоне в целом, безотносительно к месту появления возмущения. Он рассматривается как мера интенсивности магнитных возмущений в зоне полярных сияний, называемых полярными магнитными суббурями. Численное значение AЕ индекса лежит в интервале от 0 γ в магнитоспокойный день до приблизительно +3000 γ в возмущенный день.
AO индекс был определен как значение ( AU + AL )/2 и геометрически представляет перемещающуюся серединную точку между AU и AL значениями в любой данный момент времени. Численные значения AO индекса могут изменяться от 0 γ в магнитоспокойный день до приблизительно –1500 или до +1000 γ в магнитовозмущенный день.
AE индекс и AU, AL, AО индексы вычисляются и публикуются в Мировом центре данных по геомагнетизму, Киото ( World Data Center for geomagnetism, Kyoto ).
Dst индекс
Dst индекс геомагнитной активности в низких широтах был введен М.Сугиурой в 1964 г. [ 5, 6 ] как мера изменения поля из-за кольцевых токов, возникающих в магнитосфере во время магнитных бурь (Disturbance storm-time). На земной поверхности влияние кольцевых токов сказывается в уменьшении горизонтальной Н составляющей магнитного поля с максимальным уменьшением в низких широтах.
Вычисляется Dst индекс как средняя в часовом интервале величина возмущения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли, отсчитываемого от спокойного уровня, определенная по данным четырех низкоширотных обсерваторий, равномерно распределенных по долготе.
Обсерватории, по данным которых определяется Dst индекс
| № | IAGA Code | Observatory | Geographic Coordinates | geomagnetic Dipole latitude, ° | |
| Lat. °N | Long. °E | ||||
| 1 | HER | Hermanus | -34.40 | 19.22 | -33.3 |
| 2 | KAK | Kakioka | 36.23 | 140.18 | 26.0 |
| 3 | HON | Honolulu | 21.30 | 201.90 | 21.0 |
| 4 | SJG | San Juan | 18.38 | 293.88 | 29.9 |
В магнитоспокойные дни величина Dst лежит в пределах ± 20 нТл, во время магнитных бурь она достигает больших отрицательных значений до − 450 нТл.
Использование индекса Dst не ограничивается периодами геомагнитных бурь. Непрерывные ряды часовых значений индекса широко используются для характеристики геомагнитных вариаций в спокойные периоды и для исследований по солнечно-земной физике.
Dst индекс вычисляется и публикуется в Мировом центре данных по геомагнетизму, Киото ( World Data Center for geomagnetism, Kyoto ).
ASY и SYM индексы
ASY долготно-асимметричный и SYM симметричный индексы введены для описания возмущения геомагнитного поля в средних широтах с высоким временным разрешением (1 минута). Значения этих магнитных индексов определяются по одноминутным значениям H и D компонент геомагнитного поля: для компонент в горизонтальном (дипольный полюс) направлении H ( SYM-H, ASY-H ) и в ортогональном (восток-запад) направлении D ( SYM-D, ASY-D ).
Индекс SYM-H дает информацию о поведении симметричного кольцевого тока, опоясывающего земной шар вдоль низких широт. Индекс ASY-H представляет собой асимметричный кольцевой ток, полученный таким же путем, как симметричный кольцевой ток.
ASY и SYM индексы вычисляются и публикуются в Мировом центре данных по геомагнетизму, Киото ( World Data Center for geomagnetism, Kyoto ).
PC индекс
PC индекс (от Polar Cap) характеризует геомагнитные возмущения в полярной шапке, обусловленные воздействием солнечного ветра и межпланетного магнитного поля на магнитосферу Земли.
Индекс был введен в практику в середине 70-х годов 20 века. PC индекс рассчитывали за 15-минутный и 1-минутный интервалы врмени.
Km, Kn, Ks индексы
Kn и Ks индексы характеризуют планетарную возмущенность магнитного поля в северном и южном полушариях, соответственно.
Кm индекс характеризует среднюю планетарную возмущенность.
Трехчасовые индексы Kn и Ks вычисляются по значениям K индекса, определенным на обсерваториях, достаточно хорошо распределенных по широте и долготе в северном и южном полушариях. Обсерватории объединены в группы, представляющие долготные сектора в одном из полушарий (5 в северном и 4 в южном полушариях) так, что средние магнитные долготы каждой группы почти равноотстоят друг от друга. K индексы стандартизуются относительно расстояний от обсерваторий до авроральных зон (по широте).
am, an, as индексы
Трехчасовые am, an, as индексы представляют собой амплитуды возмущения, определяемые по значениям К индекса, определенным на тех же обсерваториях, объединенных в группы, по которым вычисляются Km, Kn, Ks индексы геомагнитной активности (см. выше).
Индексы an, as и am выражаются в гаммах.
Аm индекс определяется как среднее значение из восьми значений индекса am за сутки.