K-индекс - K-index

Для использования в других целях см. К-индекс (метеорология).

В K-индекс количественно оценивает нарушения в горизонтальной составляющей магнитное поле земли с целое число в диапазоне 0–9, где 1 означает спокойствие, а 5 или более означает геомагнитная буря. Он получен из максимальных колебаний горизонтальных составляющих, наблюдаемых на магнитометр в течение трехчасового интервала. Наклейка K происходит от немецкого слова Kennziffer[1] смысл "характерная цифра". K-индекс был представлен Юлиус Бартельс в 1939 г.[2][1]

Расчет K-индекс

В K-шкала квазилогарифмическая. Таблица перевода из максимального отклонения р (в единицах нанотеслас, нТл) до K-индекс, варьируется от обсерватории к обсерватории таким образом, что историческая частота появления определенных уровней K примерно одинаковы во всех обсерваториях. На практике это означает, что обсерватории на более высоких геомагнитных широтах требуют более высоких уровней флуктуации для данной K-индекс. Например, в Годхавн, Гренландия, стоимость K = 9 получается с р = 1500 нТл, а в Гонолулу, Гавайи, флуктуация всего 300 нТл регистрируется как K = 9. В Киле, Германия, K = 9 соответствует р = 500 нТл или больше.[3] В реальном времени K-индекс определяется по истечении заданных интервалов по 3 часа каждый: 00: 00–03: 00, 03: 00–06: 00, ..., 21: 00–24: 00. Максимальные положительные и отрицательные отклонения за 3-часовой период суммируются, чтобы определить общее максимальное отклонение. Эти максимальные отклонения могут произойти в любое время в течение 3-часового периода.

В Kп-индекс и оценочный Kп-индекс

Официальный планетарный Kп-индекс выводится путем расчета средневзвешенного значения K-индексы сети из 13 геомагнитных обсерваторий в средних широтах. Поскольку эти обсерватории не предоставляют свои данные в режиме реального времени, различные операционные центры по всему миру оценивают индекс на основе данных, доступных из их локальной сети обсерваторий. В Kп-index был введен Бартелсом в 1939 году.[2]

Отношения между K и А

График a-индекса против K-индекса

В А-индекс показывает среднесуточный уровень геомагнитной активности. Из-за нелинейной зависимости K-масштаб к колебаниям магнитометра, не имеет смысла брать среднее значение набора K-индексы. Вместо этого делается преобразование каждого K обратно в линейную шкалу, называемую "эквивалентным трехчасовым диапазоном" а-index (обратите внимание на строчные буквы "а"), согласно следующей таблице:[3][4][5]

Эквивалентный диапазон а для данного K
K00+1−11+2−22+3−33+4−44+
а02345679121518222732
K5−55+6−66+7−77+8−88+9−9
а394856678094111132154179207236300400

Ежедневный А-индекс - это просто среднее значение восьми а-индексы.

Так, например, если K-индексы на день были 3, 4, 6, 5, 3, 2, 2 и 1, дневные А-индекс - это среднее значение эквивалентных амплитуд:

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

В Ап-индекс усредненный планетарный А-индекс на основе данных из набора конкретных Kп станции.[4]

Связь между шкалой NOAA G и Kп

В KпМасштаб - разумный способ суммировать глобальный уровень геомагнитной активности, но тем, на кого влияет космическая среда, не всегда было легко понять ее значение. NOAA Шкала G[6] был разработан, чтобы прямо соответствовать значимости эффектов геомагнитные бури.

Использование в исследованиях распространения радиоволн

Основная статья: Распространение радио

В Kп-индекс используется для изучения и прогнозирования ионосферного распространения высокая частота радиосигналы. Геомагнитные бури, обозначенные значком Kп = 5 или выше, не оказывают прямого влияния на распространение. Однако они мешают F-слой из ионосфера, особенно в средних и высоких географических широтах, вызывая так называемый ионосферная буря что ухудшает распространение радиоволн. Деградация в основном состоит из уменьшения максимальная полезная частота (MUF) на 50%.[7] Иногда E-слой также могут быть затронуты. По сравнению с внезапные ионосферные возмущения (SID), которые влияют на высокочастотные радиотрассы в основном в средних и низких широтах, эффекты ионосферных бурь проявляются более интенсивно в высоких широтах и ​​полярных регионах.

Рекомендации

  1. ^ а б Бартельс, Дж.; Heck, N.H .; Джонстон, Х. Ф. (1939). «Индекс трехчасового диапазона измерения геомагнитной активности». Журнал геофизических исследований. 44 (4): 411–454. Дои:10.1029 / TE044i004p00411.
  2. ^ а б Fleming, J. A .; Harradon, H.D .; Джойс, Дж. У. (1939). «Седьмая Генеральная ассамблея Ассоциации земного магнетизма и электричества в Вашингтоне, округ Колумбия, 4–15 сентября 1939 г.». Земной магнетизм и атмосферное электричество. 44 (4). С. 477–478, Резолюция 2. Дои:10.1029 / TE044i004p00471.
  3. ^ а б Дэвис, Кеннет (1990). Ионосферное радио. IEE Электромагнитные волны. Серия № 31. Лондон, Великобритания: Питер Перегринус Лтд. / Институт инженеров-электриков. п. 50. ISBN  0-86341-186-X.
  4. ^ а б «Справка по данным SPIDR - Описание данных геомагнитных и солнечных индексов». NOAA Интерактивный ресурс данных по космической физике (SPIDR). Архивировано из оригинал на 2013-02-20. Получено 2012-09-12.
  5. ^ «Геомагнитные kp и ap индексы». NOAA Национальные центры экологической информации (НЕСДИС). Получено 2016-08-21.
  6. ^ Весы космической погоды NOAA / SWPC которые используются для информирования общественности о текущих и будущих условиях космической погоды и их возможных последствиях.
  7. ^ Джордж Джейкобс и Теодор Дж. Коэн (1997). Новое руководство по распространению коротковолнового излучения. Хиксвилл, Нью-Йорк: CQ Publishing. п. 1.14. ISBN  0-943016-11-8.

внешняя ссылка

Эта статья включаетматериалы общественного достояния от Правительство США документ: "https://www.swpc.noaa.gov/products/planetary-k-index ".