Dünyanın değişen, düzensiz manyetik alanı kutup navigasyonunda baş ağrısına neden oluyor

Dünyanın çoğunlukla demir ve nikelden oluşan sıvı haldeki erimiş dış çekirdeği, kuzey ve güney kutbundan uzanan ve gezegeni zararlı güneş parçacıkları radyasyonundan koruyan bir elektromanyetik alan uygular.

Dalgalanmalar Dünyanın manyetik alanının gücüGüneş rüzgarı yapısındaki günlük değişiklikler ve aralıklı güneş fırtınalarının neden olduğu uydular, uçaklar, gemiler ve arabalarda navigasyon için gerekli olan jeomanyetik alan modellerinin kullanımını etkileyebilir.

Manyetik alan modelleri, veri toplamanın konumuna (Dünya yüzeyinde veya yakınında ya da alçak Dünya yörüngesindeki uydularda) bağlı olarak farklılık gösterir. Geçmişteki araştırmalar, model farklılıklarını uzay hava durumu aktivite seviyelerine bağlamıştı, ancak altı yıllık Dünya ve uydu manyetik alan modellerinin yakın tarihli bir analizi, model tutarsızlıklarının yalnızca jeofizik olaylardan ziyade modelleme hatalarından da kaynaklandığını buldu. Sonuçlar: yayınlanan içinde Jeofizik Araştırma Dergisi: Uzay Fiziği.

Michigan Üniversitesi araştırma ekibi, gözlemler arasındaki farklılıkları değerlendirdi. Sürü Misyonun alçak Dünya yörüngesindeki uyduları ve Dünya manyetik alan modeli, on üçüncü nesil Uluslararası Jeomanyetik Referans Alanı veya IGRF-13. 2014 ile 2020 yılları arasındaki zamanın %98,1’ini kapsayan düşük ila orta dereceli jeomanyetik koşullar sırasındaki farklılıklara odaklandılar.

Dünya üzerindeki farklı konumlarda toplanan uydu gözlemleri manyetik alan dalgalanmalarına duyarlıdır; oysa Dünya manyetik alan modelleri, güneş fırtınalarının etkisini hesaba katmadan Dünya’nın iç manyetik alanını tahmin etmek için gözlemleri kullanır. IGRF-13 gibi dahili manyetik alan modelleri, Dünyanın manyetik kutuplarındaki değişiklikleri takip edinKuzey kutbunun her yıl yaklaşık 45 km kuzey-kuzeybatıya kayması gibi.

Bu büyük farklılıkları anlamak, IGRF-13’ü referans olarak kullanırken uydu operasyonları ve Dünya’nın manyetosferi, iyonosferi ve termosferinin fiziği üzerine araştırmalar için önemlidir.

Model belirsizliği kuzey ve güney kutup bölgelerinde en yüksek düzeydeydi ve istatistiksel analiz, kuzey ve güney kutup bölgeleri arasındaki asimetrinin model farklılıklarını yönlendiren önemli bir faktör olduğunu ortaya çıkardı.

Michigan Üniversitesi İklim ve Uzay Bilimi ve Mühendisliği’nde yardımcı araştırma bilimcisi ve çalışmanın ilgili yazarı Yining Shi, “Kuzey ve güney kutup bölgeleri arasında neredeyse simetrik bir manyetik alan olduğunu varsayıyoruz, ancak aslında bunlar çok farklı” dedi. .

İki coğrafi kutup farklı jeomanyetik koordinatlarla eşleşir. Kuzey kutbu yaklaşık 84° Manyetik Enlem (MLAT) ve 169° Manyetik Boylam (MLON) ile eşleşir ve Güney kutbu yaklaşık -74° MLAT ve 19° MLON ile eşleşir.

Swarm uydularının kutupsal yörünge izi, coğrafi kutuplar çevresinde yüksek konsantrasyonda ölçümlerle örnekleme yanlılığı yaratıyor ve bu da model farklılıklarını artırıyor.

Arthur F Thurnau Profesörü Mark Moldwin şöyle konuştu: “Jeofiziksel bozukluklara atfedilen şeyin aslında Dünya’nın manyetik alanının asimetrisinden kaynaklandığını anlamak, jeomanyetik alan modellerini daha iyi oluşturmamızın yanı sıra uydu ve havacılık navigasyonuna da yardımcı olacaktır.” UM’de İklim ve Uzay Bilimleri ve Mühendisliği ve çalışmanın yazarı.

Navigasyon camiasını endişelendiren bir diğer konu ise kutupsal manyetik alanın son on yılda hızla değişmesidir.

Moldwin, “Bu, doğru manyetik alan modellerinin oluşturulmasına daha fazla karmaşıklık katıyor” dedi.