Badai geomagnetik
Badai geomagnetik adalah fenomena cuaca antariksa yang terjadi ketika pertukaran energi yang sangat efisien dari angin matahari ke lingkungan luar angkasa di sekitar bumi. Badai geomagnetik terjadi akibat masuknya angin surya cepat karena lontaran massa korona bersamaan dengan Bz Medan Magnetik Antarplanet (IMF) yang mengarah ke selatan dan menghasilkan perubahan besar pada arus, plasma dan medan magnetosfer bumi.
Kondisi komponen angin surya bersama arah Bz IMF ke selatan sebelum badai geomagnet dapat menentukan pembentukan badai geomagnet. Selain itu, melalui kondisi angin surya dan badai geomagnet sebagai fungsi gabungan kerapatan dan kecepatan angin surya.[1]
Badai magnet memiliki dua penyebab dasar:
- Matahari terkadang memancarkan gelombang angin matahari kuat yang disebut pelepasan massa korona. Hembusan angin matahari ini mengganggu medan magnet bumi yang mengalami osilasi kompleks. Ini menghasilkan arus listrik terkait di lingkungan luar angkasa dekat Bumi, yang pada gilirannya menghasilkan variasi medan magnet tambahan - yang semuanya merupakan badai geomagnetik.[2]
- Kadang-kadang, medan magnet matahari berhubungan dengan Bumi. Hubungan magnetis langsung ini bukanlah keadaan normal, tetapi ketika itu terjadi, partikel bermuatan, berjalan sepanjang garis medan magnet, dapat dengan mudah memasuki magnetosfer, menghasilkan arus, dan menyebabkan medan magnet mengalami variasi yang bergantung pada waktu.[2]
Kondisi yang efektif untuk menciptakan badai geomagnetik dipertahankan (selama beberapa jam) periode angin matahari berkecepatan tinggi, dan yang paling penting, medan magnet angin matahari yang diarahkan ke selatan (berlawanan arah medan bumi) di sisi siang hari dari magnetosfer. Kondisi ini efektif untuk mengirimkan energi dari angin matahari ke magnetosfer bumi.[3]
Proses
Badai terbesar yang dihasilkan terkait dengan lontaran massa korona (CME) di mana satu miliar ton atau lebih plasma dari matahari, dengan medan magnet yang tertanam, tiba di bumi.[4] CME biasanya membutuhkan beberapa hari untuk tiba ke bumi, tetapi telah diamati, untuk beberapa badai yang paling hebat, tiba dalam waktu 18 jam. Gangguan angin matahari lain yang menciptakan kondisi badai geomagnetik adalah aliran angin matahari berkecepatan tinggi (HSS). HSS membajak angin matahari yang lebih lambat di depan dan menciptakan daerah interaksi yang berputar bersama, atau CIR. Wilayah ini sering kaki terkait dengan badai geomagnetik yang meskipun tidak sekuat badai CME, sering kali dapat menyimpan energi lebih banyak di magnetosfer bumi dalam interval yang lebih lama.
Ketika materi surya ini bertabrakan dengan planet kita dengan kecepatan tinggi, medan magnet disekitarnya mengalihkan ke kutub. Badai juga menyebabkan arus yang kuat di atmosfer, perubahan sabuk radiasi, dan perubahan ionosfer, termasuk pemanasan di wilayah ionosfer dan atmosfer bagian atas yang disebut termosfer. Di luar angkasa, cincin arus ke arah barat di sekitar Bumi menghasilkan gangguan magnet di daratan. Ukuran arus ini, indeks waktu badai gangguan (Dst), telah digunakan secara historis untuk mengkarakterisasi ukuran badai geomagnetik. Selain itu, ada arus yang dihasilkan di magnetosfer yang mengikuti medan magnet, yang disebut arus selaras-medan, dan ini terhubung ke arus kuat di ionosfer udara. Di kutub ia berinteraksi dengan gas yang kebih dalam di atmosfer untuk memancarkan 'tirai' cahaya yang dikenal sebagai aurora. Arus aurora ini, yang disebut elektrojet aurora, yang menghasilkan badai geomagnetis yang besar. Bersama-sama, semua arus ini, dan deviasi magnetik yang mereka hasilkan daratan, digunakan untuk menghasilkan indeks gangguan magnetis planet yang disebut Kp. Indeks ini adalah dasar untuk salah satu dari tiga skala cuaca antariksa NOAA, Badai Geomagnetik, atau Skala G, yang digunakan untuk menggambarkan cuaca antariksa yang dapat mengganggu sistem di Bumi.
Selama badai, arus di ionosfer, serta partikel energik yang mengendap di ionosfer menambah energi dalam bentuk panas yang dapat meningkatkan kepadatan dan distribusi kepadatan atmosfer di bagian atas, menyebabkan hambatan ekstra bagi satelit di Bumi rendah orbit. Pemanasan lokal juga menciptakan variasi horizontal yang kuat dalam kepadatan ionosfer yang dapat mengubah jalur sinyal radio dan membuat kesalahan dalam informasi posisi yang disediakan oleh GPS. Meskipun badai menciptakan aurora yang indah, badai juga dapat mengganggu sistem navigasi seperti Sistem Satelit Navigasi Global (GNSS) dan menciptakan arus induksi geomagnetik (GIC) yang berbahaya di jaringan listrik dan jaringan pipa.[3]
Intensitas
Badai geomagnetik. Tidak seperti ancaman lain terhadap planet kita, seperti gunung api super atau asteroid, kerangka waktu untuk bencana geomagnetik yang kuat – yang disebabkan oleh ledakan matahari kita yang mengacaukan medan magnet bumi - relatif singkat. Itu bisa terjadi dalam dekade berikutnya. Yang kita ketahui adalah, berdasarkan peristiwa berikutnya, planet kita hampir pasti akan dihantam dalam waktu dekat, mungkin dalam 100 tahun. Badai geomagnetik disebabkan oleh bintik matahari, semburan matahari, dan lontaran massa korona, yang nenyebabkan bencana semakin rentan terhadap masyarakat teknologi modern kita. Kebanyakan ahli menganggap peristiwa Carrington, yang disebut badai besar yang terjadi pada September 1859, sebagai badai heomagnetik terkuat yang pernah ada. Namun data baru menunjukkan bahwa badai yang akan datang pada Mei 1921 mungkin telah menyamai atau bahkan melampaui peristiwa Carrington dalam intensitas, menyebabkan setidaknya tiga kebakaran besar di Amerika Serikat, Kanada, dan Swedia – dan menyoroti efek merusak dari badai tersebut terhadap Bumi saat ini.
Dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam jurnal Space Weather, Jeffrey Love dari U.S. Geological Survey dan rekan-rekannya meneriksa kembali intensitas peristiwa tahun 1921, yang dikenal sebagai New York Railroad Storm, secara rinci daripada sebelumnya. Meskipun terdapat ukuran intensitas yang berbeda, badai geomagnetik sering kali dinilai pada indeks yang disebut waktu badai gangguan (Dst) – suatu cara untuk mengukur aktivitas magnet global dengan menghitung rata-rata kekuatan medan magnet bumi yang diukur di beberapa lokasi. Tingkat Dst planet kita adalah sekitar - 20 nanotesla (nT), dengan kondisi badai super yang didefinisikan terjadi ketika tingkat turun di bawah - 250 nT. [5]
Dampak badai
Badai geomagnetik penyebab bencana yang kuat tidak dapat dihindari dalam waktu dekat, kemungkinan menyebabkan pemadaman listrik, kegagalan satelit dan banyak lagi.[5] Di permukaan bumi, aktivitas matahari yang kuat, arus aurora bisa cukup kuat untuk mengalahkan seluruh jaringan listrik dan menghasilkan elektronik yang sensitif. Dokumen angkatan laut baru-baru ini ini yang tidak diklasifikasikan menunjukkan pada tahun 1972, badai geomagnetik bahkan memicu ledakan puluhan ranjau laut di lepas pantai Vietnam. Salah satu badai paling parah yang dijuluki peristiwa Carrington, terjadi pada tahun 1859, dan tidak mudah terlewatkan. Hal ini ditandai dengan aurora yang semakin terang dan laporan tentang sistem telegraf yang tidak berfungsi, yang menyetrum operator.[4]
Referensi
- ^ Santoso, Anwar; Rahimat, Mamat; Kesumaningrum, Rasdewita; Filawati, Siska (2017-07-21). "ESTIMASI BADAI GEOMAGNET BERDASARKAN PERILAKU PARAMETER ANGIN SURYA DAN MEDAN MAGNET ANTARPLANET SEBELUM BADAI GEOMAGNET (THE ESTIMATION OF GEOMAGNETIC STORM BASED ON SOLAR WIND PARAMETERS AND INTERPLANETARY MAGNETIC FIELD BEHAVIOR BEFORE GEOMAGNETIC STOR". Jurnal Sains Dirgantara. 14 (2): 17. doi:10.30536/j.jsd.2016.v14.a2327. ISSN 1412-808X.
- ^ a b "What is a magnetic storm?". www.usgs.gov (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-15.
- ^ a b "Geomagnetic Storms | NOAA / NWS Space Weather Prediction Center". www.swpc.noaa.gov. Diakses tanggal 2020-11-15.
- ^ a b "What Are Geomagnetic Storms?". www.sciencealert.com. Diakses tanggal 2020-11-15.
- ^ a b O'Callaghan, Jonathan. "New Studies Warn of Cataclysmic Solar Superstorms". Scientific American (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-11-15.