Indeksit

Indeksit

Kp-indeksin laskennassa käytetään 17 magneettisen mittausaseman havaintoja kolmen tunnin välein. Kunkin aseman mittaustulos käsitellään siten, että ne ovat yhteismitallisia ja niistä voidaan muodostaa planetaarinen K-indeksi eli Kp-indeksi. Planetaarinen A-indeksi on Frederickburg (Virginia, USA) ja College (Alaska, USA)magneettisia mittaustietoja kolmen tunnin jaksoissa. Mittauksissa käytetään magneettikentän vaihtelun amplitudia (K-indeksi). A-indeksin kuvaa magneettikentän vaihtelun maksimaalista amplitudia ja mittaustuloksista muodostetaan planetaarinen A-indeksi eli Ap-indeksi.

Kp-indeksin asteikko on kymmenportainen 0 – 9 tai 27-portainen, jolloin plus (+) ja miinus (-) merkeillä tarkennetaan indeksin kokonaislukuarvoa. Indeksien arvoja voidaan käyttää arvioitaessa lähituntien avaruussäätä ja mahdollisten revontulien näkyvyyttä. Kullekin paikkakunnalle voidaan määrittää magneettisen leveyspiirin mukainen likimääräinen pienin Kp-indeksin arvo, joka vähintään täytyy saavuttaa, jotta revontulia näkyisi noin 50 % todennäköisyydellä. Etelä-Suomessa Kp-indeksin arvo täytyisi olla vähintään 4, Keski-Suomessa vähintään 3 ja Pohjois-Suomessa 2, jotta revontulia voisi olettaa näkyvän. Aivan etelärannikolla indeksilukeman pitäisi olla vähintään 5, jolloin revontulien todennäköisyys olisi noin 50 %.

Lapissa revontulia voidaan nähdä lähes jokaisena selkeänä yönä, joten suurempi Kp-indeksin arvo yleensä merkitsee näyttävämpiä revontulia. Näistä kahdesta indeksistä Ap-indeksi on herkempi osoittamaan kehityksen suunnan ja sen perusteella voidaan arvioida miten revontulien näkyminen on kehittymässä seuraavien tuntien ja vuorokausien aikana.

Paljainsilmin näkyvien revontulien näkyvyysalueet Kp-indeksin arvosta riippuen. 

Revontulien näkymisen todennäköisyys on 50 %, jos Kp-indeksin arvo on kartalla ilmoitetun suuruinen. Tämä tarkoittaa sitä, että avaruusään ollessa revontulien esiintymiselle suotuisa ja sää on selkeä, revontulia voidaan nähdä keskimäärin yhtenä yönä kahdesta.

Jos lukema on  edellistä arvoa yhtä pienempi, revontulien näkymisen todennäköisyys on käytännössä olematon. Tällaisessa tilanteessa valokuvaamalla voi vielä onnistua kuvaamaan himmeää revontulivaloa (kaari tai harsoa). 

Jos Kp-indeksin arvo on yhtä lukuarvoa suurempi, 

revontulien näkyminsen todennäköisyys kasvaa, ollen noin 75 % ja lukuarvoltaan kahta suurempi, 

todennäköisyys kohoaa jopa 90 %:iin. Tällöin myös koronan näkyminen on mahdollista. 

 

Kahta suurempi  lukuarvo myös merkitsee kirkaampia ja aktiivisempia revontulien muotoja kuten loimuamista, poimuilua, säteiden muodostumista, kirkkaita läikkiä ja sykkimistä. 

Kp- ja Ap-indeksit

Kp- ja Ap-indeksit kuvaavat maapallon geomagneettisen kentän reagointia lähiavaruuden avaruussäähän. Jos lähiavaruuteen saapuu aurinkotuulena runsaasti sähkövarattuja hiukkasia (protoneita ja elektroneita) niin silloin geomagneettiseen kenttään syntyy häiriötila. Häiriötä kutsutaan magneettiseksi myrskyksi jos häiriötila on riittävän voimakas. Geomagneettinen myrsky koostuu useista perättäisistä alimyrskyistä, jotka voivat olla vain muutaman minuutin mittaisia.

Aurinkotuulen hiukkaset kuljettavat mukanaan magneettikenttää, jonka suunta määrittä sen, kuinka paljon varattuja hiukkasia pääsee tunkeutumaan maapallon magneettikenttään. Jos kentän suunta on pohjoisesta etelään, niin silloin magneettiset voimaviivat yhdistyvät ja geomagneettiseen kenttään pääsee runsaasti varattuja hiukkasia. Jos kentän suunta on etelästä pohjoiseen, magneettista kytkentää ei synny ja hiukkaset ohjautuvat maapallon magneettikentän ohi.

Jos geomagneettiseen kenttään pääsee runsaasti varattuja hiukkasia, se saa aikaan magneettisen myrskyn, joka näkyy mm. revontulina. Magneettisilla myrskyillä on paljon muitakin vaikutuksia kuten häiriöitä sähköjakeluun ja korroosiota öljy- ja kaasuputkistoihin.

Auringon aktiivisuuden lisäksi maapallon avaruussäähän vaikuttaa korona-aukot. Korona-aukko syntyy Auringon alueellisen avoimen magneetikentänvaikutuksesta. Korona-aukossa hiukkastiheys on huomattavasti tavanomaista aurinkotuulta vähäisempää. Vastaavasti hiukkasten nopeudet voivat olla kaksin tai kolminkertaisia tavanomaiseen aurinkotuulen nopeuteen verrattuna. Hiukkasmäärät itse aukossa ovat yleensä niin vähäisiä, että ne eivät riitä aikaansaamaan kovinkaan merkittäviä revontulia. 

 

Auringossa on kaksi pysyvää korona-aukkoa kummallakin navalla, mutta aktiivisuuden ollessa vähäistä, aukot voivat kurottua keksileveyksille ja jopa ekvaattorin yli vastakkaiselle pallonpuoliskolle.

Korona-aukon kohdistuessa maapalloon siirtymävaiheessa kohdataan CIR-lyhenteellä kutsuttuja ilmiö. Siinä aurinkotuuli on tihentynyt korona-aukkoon liittyvän nopean hiukkasvirtauksen (CH HSS) vaikutuksesta. CIR-alueen magneettikenttä (IMF) on voimistunut ja se puolestaan kaappaa hyvin helposti aurinkotuulen hitaammin eteneviä hiukkasia mukaansa. Näin ollen maapallon siirtyessä korona-aukon vaikutuspiiriin CIR-alueen läpäisyn aikana, syntyy Maan magneettikentään häiriöitä ja ne näkyvät revontulina.

Kp-indeksi ovat magneettisten mittausasemien tuottamaa tietoa maapallon geomagneettisen kentän tilasta. Indeksi ovat luotu kuvaamaan yhtenevästi eri leveyspiireillä ja eri pituuksilla olevien mittausasemien tietoja. Molemmat indeksi ovat jonkin verran ennustettavia, sillä Auringon toiminta on jaksollista, ja sen ekvaattoriseudulta lähtevä ns. virtavaippa vaihtelee suhteellisen säännöllisesti. 

Aurinkotuulen hiukkastiheyttä ei kuitenkaan pystyä ennakoimaan kovinkaan hyvin, sillä se riippuu kokonaan Auringon aktiivisuuden tilasta ja siellä tapahtuvista ilmiöistä. Näin ollen molempien indeksien ennusteet ovat vain suuntaa antavia ja luotettavimmat ennusteet ovat vain 3 vuorokauden mittaisia. Pitempi, 27 vuorokauden ennuste, perustuu Auringon pyörähdysaikaan ja virtavaipan suhteellisen hyvään pysyvyyteen peräkkäisillä kierroksilla.

Radiovuo

Radiovuo kuvastaa Auringossa tapahtuvien magneettisten ilmiöiden taajuutta ja voimakkuutta. Täysin rauhallisessa tilassa olevan Auringon radiovuon arvo on lukemassa 63. Tätä suuremmat indeksin lukemat kertovat jonkinlaisesta magneettisesta toiminnasta.

Myrskyindeksi (Dst)

Lyhenne DST (tai Dst) tulee sanoista Disturbance Storm Time index. Indeksi lasketaan maapallon keskileveyksillä sijaitsevien neljän mittausaseman horisontaalisen magneettikentän komponenttien mitatuista arvoista. Kentän voimakkuuteen vaikuttaa Maan magneettikentän ns. rengasvirrat ja mitä voimakkaampi virta (indeksin matalampi arvo), sitä enemmän energiaa on varastoituneena maapallon magneettikenttään. 

Dst:n mittayksikkö on nanoTesla (nT). Esimerkiksi keskivoimakas magneettinen myrsky saavuttaa Dst arvoksi vähintään -50 nT. Voimakkaimmissa magneettisissa myrskyissä Dst:n arvo voi laskea jopa lukemaan -500 nT.