Tormentas Solares-CEM y clasificaciones


Fulguración Solar (Solar Flare).
 Es una súbita emisión de radiación electromagnética y partículas energéticas localizándose  en una pequeña región de la atmósfera solar [pudiendo extenderse hasta mas alla de la corona] donde, además, el campo magnético es especialmente fuerte y complejo.
La radiación proveniente de una fulguración es emitida en todo el espectro electromagnético, aunque  normalmente se localizan los  estudios en  las emitidas en rayos X y rayos gamma (γ),  y la misma, viajando a la velocidad de la luz, alcanza a la Tierra luego de alrededor de 8,3  minutos.
La energía emitida típicamente es de 1027 ergs y los mayores son de 1032 ergs
El primer evento fue detectado independientemente en 1859.09.01  por los científicos Richard C. Carrington y Richard Hodgson.
Existen  tres estados típicos de la emisión que tienen duraciones desde pocos segundos hasta o tanto como una hora:
-Estado precursor : donde hay emisión leves de rayos X
-Estado impulsivo: Los protones y electrones son acelerados hasta estados de energía mayores a 1MeV, a la vez que se emiten los rayos X y gamma.
-Estado de decaimiento:  Gradual decaimiento y apagado de la emisión de las suaves emisión de de rayos X.
En la Tierra las fulguraciones se clasifican con las letras A, B, C, M o X, siendo X la más potente. Cada letra va seguida de un número del 1 al 9 niveles kp

Pico de brillo de los rayos X en longitudes de onda entre 1 y 8 Angstroms, como son las mediciones que pueden ser realizadas por la nave espacial GOES que se encuentra en órbita geosíncrona.
Peak (W/m2) beetwen 1 and 8 Angstroms
A:  < 10-7
B :  10-7< = I< 10-6
C:  10-6 < = I < 10-5   pequeñas
M: 
10-5 < = I < 10-4   media
X : 
I > = 10-4  Extrema

Eyección de masa coronal (CME):
 Como unas erupciones, puede ocurrir luego de una fulguración solar Siendo un evento mucho más impactante. El mismo campo magnético que generó tal fulguración se retuerce bajo la superficie del Sol, arrastrando enormes cantidades de Plasma Solar fuera de la misma y, como si de un cañón se tratase, lanzándolas en forma de Viento Solar a gran velocidad hacia el espacio.
El viento solar de las eyecciones de masa coronal se componen partículas cargadas  viajan a  velocidades cercanas a los 500km/s,  alcanzando la Tierra luego de entre 3 y 4 dias. (las velocidades pueden ir desde unos 20 a 3.200  km/s)
Durante el evento de Carrington apenas necesitaron unas 17,6 horas para que lacanzara la tierra.
Unos ejemplos:

Con datos gruesos,
-una velocidad del viento solar 500km/s, está tardaría en llegar a la Tierra en 3.47  dias.
-una distancia al sol de 150MM de km,(La distancia de la Tierra al sol varia  de entre 147 a 153 millones de km, pero en promedio se toma 150 millones (MM) de km.)

Pe: 147098074 km, a principios de enero : (tierra en el perigeo)
Ap: 152097701 km, a principios de julio : (tierra en el apogeo)

Con esta distancia promedio  y los datos una eyección y viento solar del 20 de julio de 2022 se determina el tiempo de arribo a la tierra.

Viento solar
Velocidad : 437,2 km/seg
densidad: 4,71 protones/cm 3
más datos: ACE , DSCOVR
Actualizado: Hoy a las 0116 UT
Erupciones solares de rayos X
6 horas máx.: C1 0015 UT 20 de julio
24 horas: C2 0429 UT 19 de julio explicación | más datos Actualizado: Hoy a las: 0120 UT
[datos de https://spaceweather.com/]

A esa velocidad y suponiendo las distancias mínimas y máximas de la Tierra al sol, tardan aproximadamente, en días:

Pe: 147098074/437.2/60/60/24=3.8941537159872 dias
Ap: 152097701/437.2/60/60/24=4.0265097389532 dias

Esto da un aproximado del tiempo de arribo de esta a la Tierra en 3.97 días.
Para un análisis mas preciso, se debe considerar la posición en la órbita y en tanto la distancia mas exacta entre la Tierra al sol para el momento de la ocurrencia del fenómeno.

El dia  15 de julio de 2022, se detecto una gran fulguración acompañada de una gran eyección, estando dirigida hacia la Tierra, y la que se esperaba  alcanzar la tierra siguiente 21 de julio de 2022.

Ciclo Solar:
Cada 11 años aproximadamente, nuestro Sol experimenta unos períodos de alta actividad magnética (denominados máximos solares). Durante estos máximos, la frecuencia de estos eventos es especialmente alta. El pico solar anterior fue en el 2019, y desde el pasado otoño, en 2021 se han registrado un aumento los fenómenos que estos generan,  a mediados de 2022 se esta entrando en el máximo del actual ciclo, y el pico de actividad estimado para el año 2024.
La eyección de masa coronal al interactuar con la magnetosfera suele estar acompañado de llamativas auroras polares en la alta atmósfera. La magnetosfera terrestre, es.una burbuja resultante de la intensidad del campo magnético terrestre y que es capaz de desviar en viento solar que contiene las partículas cargadas liberadas y procedentes del Sol.
Entre otras cosas, y gracias a la magnerosfera la Tierra logra conservar su atmósfera.
Tormenta Geomagnética:
Es una fuerte perturbación del campo magnético  aun se genera cuando al contacto con una eyección, de masa coronaria, la magnetosfera se comprime e interacciona con ella, modificando su estructura. Las rápidas variaciones del campo magnético terrestre producen corrientes eléctricas inducidas donde existen cargas eléctricas libres (como en la ionosfera), y esto a su vez deriva campos magnéticos más complejos que se suman al propio campo magnético terrestre,
Las tormentas geomagnéticas pueden producir perturbaciones en las comunicaciones por radio y por satélite. En los casos más extremos, corrientes inducidas en los sistemas eléctricos de alto voltaje causando fallas y cortes electicos.
Existen distintos servicios de observación y predicción del clima espacial (como el del NOAA, Space Weather o SOHO). El  mayor nivel de alerta publicado actualmente es G1, correspondiendo a tormentas geomagnéticas menores, con posibles pequeñas fluctuaciones en la red eléctrica e impacto reducido en las operaciones satelitales.
Escalas de la NOAA: (del menos al mas severo)
Tormentas solares Geomagnética:
G1,Menor, 1700 por ciclo Solar, Kp=5
G2,Moderado, 600 por ciclo Solar, Kp=6
G3,Fuerte, 200 por ciclo Solar, Kp=7
G4,Severo, 100 por ciclo Solar, Kp=8
G5, Extremo,4 por ciclo Solar, Kp=9
Tormentas de Radiación Solar:
S1,Menor, 50 por ciclo Solar, 10^1 MeV(Nivel de flujo de partículas)
S2,Moderado, 25 por ciclo Solar, 10^2 MeV
S3,Fuerte, 10 por ciclo Solar, 10^3 MeV
S4,Severo,3 por ciclo Solar, 10^4 MeV
S5 ,Extremo,<1 por ciclo Solar , 10^5 MeV
Bloqueos de la Radio (Blackout):
R1, Menor , asociado a M1: 1×10^-5, 2000 por ciclo Solar
R2,Moderado, asociado a M5:5×10^-5, 350 por ciclo Solar
R3, Fuerte, asociado a X1:5×10^-4, 175 por ciclo Solar
R4, Severo, asociado a X10: 1×10^-3, 8por ciclo Solar
R5, Extremo, asociado a X20: 2×10^-3, <1 por ciclo Solar
Enlaces para informacion en linea :
La NOAA publica las predicciones en el  siguiente enlace
https://www.swpc.noaa.gov/products/3-day-forecast
La pagina SpaceWeather publica diariamente las condiciones
https://spaceweather.com/
mas datos de viento solar:
ACE: .https ://services.swpc.noaa.gov/images/ace-mag-swepam-24-hour.gif
DSCOVR https://www.swpc.noaa.gov/products/real-time-solar-wind
Mas datos de Fulguraciones solares:
https://www.swpc.noaa.gov/products/goes-x-ray-flux-dynamic-plot
Algunos históricos en:
https://hmn.wiki/es/Solar_cycle
Históricos y Casos importantes: 

♦En torno al año 5.480 a.C «evento Bristlecone» (a inicios del Neolítico)
evidencia una «super llamarada solar»
♦años 774 y 775 d.C. «evento Carlomagno»
veinte veces superior al mucho más famoso «evento Carrington»
◊1645-1715  Mínimo solar extremo de Maunder (al menos 70 años)
Mínimo extremo donde la ausencia significativa de manchas solares se correlaciona con el desencadenamiento de la conocida como «Pequeña Edad de Hielo».
Otros mínimos solares extremos :
◊950 a.c -800a.c Mínimo solar extremo «Homerico»
◊1040-1080, Mínimo solar extremo de «Oort»
◊1280-1350, Mínimo solar extremo de «Wolf» ,
◊1450-1550, Mínimo solar extremo de «Spörer» ,
◊1790-1820, Mínimo solar extremo de «Dalton»,

♦1859.09.01  «evento Carrington»
«Fulguración Solar» que colapso de las mayores redes mundiales de telégrafos, en Europa y América del Norte.
Durante el ciclo solar 23, desde 1755 (1996.08-2008.12 )
2000.07.12 Evento del Día de la Bastilla.
♦2000.07.12  [X2] (fulguración)
♦2000.07.12  [M5] (fulguración)
♦2000.07.14  [X5.7]( fulguración)*
2000.07.15  Tormentas  Geomagnética G5 y  de Radiación Solar S3 (la cuarta más grande desde 1967)
♦2001.04.15 [X14.4] ( fulguración no orientada a la tierra )
♦2001.04.02 [X20] ( fulguración no orientada a la tierra )*La segunda jamas registrada.
♦2005.09.07 [X17] ( fulguración no orientada a la tierra )
2003.10.28 tormentas solares de Halloween
♦2003.10.28 [X17.3] ( fulguración)
♦2001.10.29 [X10] ( fulguración no orientada a la tierra )
2003.10.30 G5 Tormenta Geomagnética con auroras visibles en latitudes medias.
♦2003.11.04 [X45]( fulguración no orientada a la tierra) *Detectada por el GOES, saturo sus detectores. Pudo ser detectada por la Voyager 2 en abril de 2004.
Durante el ciclo solar 24, desde 1755 (2008.12-2019.12 )
♦2011.08.09 [X6.9]( fulguración)
2012.01.17 [C6]( fulguración en dirección a Venus) con potencia suficiente para arrancar parte de la atmósfera.2012.01.19[M3]( fulguración)
2012.01.21 [??] Tormentas Geomagnética
♦2012.03.07 [X5.4]( fulguración)
♦2012.07.02[M5.6] ( fulguración)
2012.07.– [R2] Bloqueos de la Radio
♦2017.09.06  [X9.3]  ( fulguración)
La mas intensa del último ciclo de 12 años,  y 8va mas potente (desde que  en 1996 comenzara registrarse)
♦2017.09.06 [X9.3] ( fulguración)
2017.09.08  [G4] Tormentas solares Geomagnética [con auroras boreales]
2017.10.09  [G1] Tormentas Geomagnética,  produciendo auroras boreales por 24 a 48 horas
♦2022.03.31 [M9.6]( fulguración)

space weather Historics events in C14

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