K-指標
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K-指標以0-9的整數量化了地磁場橫向的擾動，其中1表示擾動處於平靜水平，5或以上表示地球正發生磁暴。它是根據磁强计在三小時間隔內觀察到地磁場的橫向最大波動而得出的。字母K來自德語單字（Kennziffer）[1]，意思是「特別的數字」。K-指標於1939年由尤利烏斯·巴特爾斯提出[2][1]。
定義
[编辑]從最大的擾動 (nT) 轉換成K-指標，從一個觀測站到另一個觀測站，測量的值都會有所變化，但在某種程度上，某一水準 K 的發生率在所有觀測站都是相同的。在實務上，這意味著在高地磁緯度的觀測站，會觀測到較高水準擾動的K-指標。即時的K-指標是在明定的3小時間隔(0000-0300, 0300-0600, ..., 2100-2400)確定結束之後測量的。在3小時內的最大正負偏差值將會與確定的最大擾動總值附在一起，但最大偏差值可以出現在這3小時內的任何時刻。
K、Kp與估計Kp之間的關係
[编辑]官方的地球Kp指標是透過網路提供的地磁觀測站K-指標經過加權平均計算衍生的。由於這些觀測站不是提供即時的觀測數據，散布在全球各地的不同操作中心，都依據他們所在區域的觀測站所提供的數據來估計這個指標。
Kp-指標是巴特爾斯在1939年引進的[3]。
K和A之間的關聯性
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A-指標提供地磁活動每日的平均值。因為由磁強計擾動測量的K-指標沒有線性的關係，採用K-指標的平均值是無意義的。取代的是轉換每一個K-指標成為線性的標度，稱為"等效三小時範圍"的a-指標 (注意是小寫)。每日的A-指標是8個a-指標的平均值。根據下表[4][5][6]：
| K | 0 | 0+ | 1− | 1 | 1+ | 2− | 2 | 2+ | 3− | 3 | 3+ | 4− | 4 | 4+ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| a | 0 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 12 | 15 | 18 | 22 | 27 | 32 |
| K | 5− | 5 | 5+ | 6− | 6 | 6+ | 7− | 7 | 7+ | 8− | 8 | 8+ | 9− | 9 |
| a | 39 | 48 | 56 | 67 | 80 | 94 | 111 | 132 | 154 | 179 | 207 | 236 | 300 | 400 |
因此，例如，某一天的K-指標是3 4 6 5 3 2 2 1，當天等效振幅平均值的A-指標是：
A = (15 + 27 + 80 + 48 + 15 + 7 + 7 + 3)/8 = 25.25
Ap指標是以來自一組特定Kp站的資料為基礎，平均地球的A-指標[7]。
NOAA G-標度和Kp之間的關聯性
[编辑]Kp標度是總結全球水準地磁活動的合理方式，但要了解太空環境對它的影響並不是件容易的事。NOAA的G-標度[8]是設計來對應，以直接的方式，磁暴影響的意義。
| 规模 | 等级 | 影响 | Kp 等价 | 频率 （1个太阳周期等于11年） |
在第24太阳周期中的天数[9] | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 电力系统 | 航天器 | 其他系统 | |||||
| G1 | 轻微 | 电网可能出现微弱的波动。 | 可能对卫星运行造成轻微影响。 | 迁徙动物受到这种和更高级别的影响，极光在高纬度地区（北密西根和缅因州）很常见。 | 5 | 1700次每个周期
(900天每个周期) |
256 |
| G2 | 中度 | 高纬度地区的电力系统可能会出现电压警报，持续时间较长的风暴可能会造成变压器损坏。 | 地面控制可能需要对方向采取纠正措施；高层大气的阻力的可能变化会影响轨道预测。 | 高频无线电传播可以在高纬度地区消失，极光已被视为低如纽约和爱达荷州(通常55°地磁纬度). | 6 | 600次每个周期
(360天每个周期) |
86 |
| G3 | 强烈 | 可能需要进行电压校正，在一些保护装置上触发假警报。 | 地面充电可能发生在卫星组件上，阻力可能增加在低地球轨道卫星上，并且可能需要修正方向问题。 | 间歇性卫星导航和低频无线电导航可能会出现问题，高频无线电可能是间歇性的中断，极光已经被认为是伊利诺伊州和俄勒冈州(通常50°地磁纬度). | 7 | 200次每个周期
(130天每个周期) |
18 |
| G4 | 严重 | 可能广泛存在的电压控制问题和一些保护系统将错误地将关键资产从电网中脱离。 | 可能遇到表面充电和跟踪问题，定位问题可能需要修正。 | 诱导的管道电流影响预防措施，高频无线电传播零星，卫星导航退化数小时，低频无线电导航中断，极光已被视为低于阿拉巴马州和北加利福尼亚州(通常为45 ° 地磁纬度). | 8-9 | 100次每个周期
(60天每个周期) |
9 |
| G5 | 极端 | 广泛的电压控制问题和保护系统的问题可能会发生，一些电网系统可能会经历完全崩溃或停电。变压器可能受损。 | 可能会遇到广泛的表面充电，定位，上行/下行和跟踪卫星的问题。 | 管道电流可能达到数百安培，高频无线电传播可能在许多地区一至两天内不可能，卫星导航可能会退化数天，低频无线电导航可能会停止数小时，极光已经被视为佛罗里达州和得克萨斯州南部(通常为40°地磁纬度). | 9 | 4次每个周期
(4天每个周期) |
1 |
參考資料
[编辑]- ^ 1.0 1.1 Bartels, J.; Heck, N. H.; Johnston, H. F. The three-hour-range index measuring geomagnetic activity. Journal of Geophysical Research. 1939, 44 (4): 411–454. Bibcode:1939TeMAE..44..411B. doi:10.1029/TE044i004p00411.
- ^ Fleming, J. A.; Harradon, H. D.; Joyce, J. W. Seventh General Assembly of the Association of Terrestrial Magnetism and Electricity at Washington, D.C., September 4–15, 1939. Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity. 1939, 44 (4). pp. 477–478, Resolution 2. Bibcode:1939TeMAE..44..471F. doi:10.1029/TE044i004p00471.
- ^ 引用错误：没有为名为
Bartles1939的参考文献提供内容 - ^ Davies, Kenneth. Ionospheric Radio. IEE Electromagnetic Waves Series #31. London, UK: Peter Peregrinus Ltd/The Institution of Electrical Engineers. 1990: 50. ISBN 0-86341-186-X.
- ^ Help on SPIDR Data – Geomagnetic And Solar Indices Data Description. NOAA Space Physics Interactive Data Resource (SPIDR). [2012-09-12]. （原始内容存档于2013-02-20）.
- ^ Geomagnetic kp and ap Indices. NOAA National Centers for Environmental Information (NESDIS). [2016-08-21]. （原始内容存档于2021-01-30）.
- ^ http://spidr.ngdc.noaa.gov/spidr/help.do?group=geomInd#ap （页面存档备份，存于互联网档案馆） - Equivalent Amplitudes
- ^ [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆） NOAA/SWPC Space Weather Scales used to communicate to the public current and future space weather conditions and their possible effects
- ^ The aurora and solar activity archive. Space Weather Live. [3 March 2022].
外部連結
[编辑]- https://web.archive.org/web/20061107140929/http://sec.noaa.gov/info/Kindex.html
- https://web.archive.org/web/20071011020447/http://www.sec.noaa.gov/rt_plots/kp_3d.html
- http://www.swpc.noaa.gov/SolarCycle/Archive.is的存檔，存档日期2012-06-04
- http://www.n3kl.org/sun/noaa.html（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Comprehensive radio propagation site （页面存档备份，存于互联网档案馆）