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El campo magnético cambiante y desigual de la Tierra está causando dolores de cabeza a la navegación polar

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Cambios en el campo magnético global de la Tierra durante seis meses en 2014, medidos por la constelación de tres satélites Swarm de la Agencia Espacial Europea. El mapa de la izquierda muestra el campo magnético promedio y el de la derecha muestra los cambios en la intensidad del campo magnético durante este período. Crédito: Agencia Espacial Europea/Universidad Técnica de Dinamarca (ESA/DTU Space).

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Cambios en el campo magnético global de la Tierra durante seis meses en 2014, medidos por la constelación de tres satélites Swarm de la Agencia Espacial Europea. El mapa de la izquierda muestra el campo magnético promedio y el de la derecha muestra los cambios en la intensidad del campo magnético durante este período. Crédito: Agencia Espacial Europea/Universidad Técnica de Dinamarca (ESA/DTU Space).

El núcleo externo líquido fundido de la Tierra, compuesto principalmente de hierro y níquel, ejerce un campo electromagnético que se extiende desde los polos norte y sur y protege al planeta de la radiación dañina de las partículas solares.

Fluctuaciones en fuerza del campo magnético de la Tierra—causados ​​por cambios diarios en la estructura del viento solar y tormentas solares intermitentes— pueden afectar el uso de modelos de campos geomagnéticos que son esenciales para la navegación en satélites, aviones, barcos y automóviles.

Los modelos de campo magnético difieren según la ubicación de recopilación de datos: en o cerca de la superficie de la Tierra o en satélites en órbita terrestre baja. Investigaciones anteriores han atribuido las diferencias de los modelos a los niveles de actividad climática espacial, pero un análisis reciente de seis años de modelos de campos magnéticos de la Tierra y los satélites encontró que las discrepancias de los modelos también son causadas por errores de modelado, no solo por fenómenos geofísicos. Los resultados son Publicado en el Revista de investigación geofísica: física espacial.

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El equipo de investigación de la Universidad de Michigan evaluó las diferencias entre las observaciones del Enjambre satélites de órbita terrestre baja de la misión y un modelo del campo magnético de la Tierra, la decimotercera generación del Campo de Referencia Geomagnética Internacional o IGRF-13. Se centraron en las diferencias durante condiciones geomagnéticas bajas a moderadas, que cubren el 98,1% del tiempo entre los años 2014 y 2020.

Las observaciones satelitales recopiladas en diferentes lugares sobre la Tierra son sensibles a las fluctuaciones del campo magnético, mientras que los modelos del campo magnético de la Tierra utilizan observaciones para estimar el campo magnético interno de la Tierra sin tener en cuenta la influencia de las tormentas solares. Los modelos de campo magnético interno como IGRF-13 se utilizan para rastrear los cambios en los polos magnéticos de la Tierracomo el Polo Norte, que se desplaza unos 45 km al noroeste cada año.

Comprender estas grandes diferencias es importante para la operación de satélites cuando se utiliza IGRF-13 como referencia y para la investigación de la física de la magnetosfera, la ionosfera y la termosfera de la Tierra.

La incertidumbre del modelo fue mayor en las regiones de los polos norte y sur, y un análisis estadístico reveló que la asimetría entre las regiones de los polos norte y sur era un factor importante que impulsaba las diferencias en los modelos.

«A menudo asumimos un campo magnético casi simétrico entre las regiones polares norte y sur, pero en realidad son muy diferentes», dijo Yining Shi, científico investigador asistente de la Universidad de Michigan, Ciencia e Ingeniería del Clima y el Espacio y autor correspondiente del artículo. estudiar. . .

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Mas informaciones:
Yining Shi et al, Asimetrías interhemisféricas no geofísicas en grandes residuos de campos magnéticos entre observaciones de enjambres y modelos de campos magnéticos de la Tierra durante condiciones geomagnéticas de moderadas a tranquilas, Revista de investigación geofísica: física espacial (2024). DOI: 10.1029/2023JA032092

Prudencia Febo

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