Miezul exterior lichid topit al Pământului, compus în mare parte din fier și nichel, generează un câmp electromagnetic care se extinde de la polul nord și sud, care protejează planeta de radiațiile nocive ale particulelor solare.
Fluctuațiile de intensitate ale câmpului magnetic al Pământului – cauzate de modificările zilnice ale structurii vântului solar și furtunile solare intermitente – pot avea un impact asupra utilizării modelelor de câmp geomagnetic, care sunt esențiale pentru navigarea sateliților, avioanelor etc.
Modelele de câmp magnetic diferă în funcție de locul colectării datelor – fie pe sau în apropierea suprafeței Pământului, fie la nivelul sateliților care orbitează în josul Pământului. Cercetările anterioare au atribuit diferențe de model nivelurilor de activitate a vremii spațiale, dar o analiză recentă a șase ani de modele de câmp magnetic al Pământului și al satelitului a constatat că discrepanțele dintre model sunt, de asemenea, determinate de erori de modelare, mai degrabă decât de fenomenele geofizice. Rezultatele sunt publicate în Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Echipa de cercetare de la Universitatea din Michigan a evaluat diferențele dintre observațiile de la sateliții aflați pe orbita joasă a Pământului din cadrul misiunii Swarm și un model de câmp magnetic al Pământului, a treisprezecea generație a Câmpului de referință geomagnetic internațional sau IGRF-13. Ei s-au concentrat pe diferențele din condițiile geomagnetice scăzute până la moderate, care acoperă 98,1% din timp între anii 2014 și 2020.
Observațiile prin satelit colectate în diferite locații deasupra Pământului sunt sensibile la fluctuațiile câmpului magnetic, în timp ce modelele de câmp magnetic Pământului folosesc observații pentru a estima câmpul magnetic intern al Pământului fără a ține cont de influența furtunilor solare. Modelele de câmp magnetic intern precum IGRF-13 sunt folosite pentru a urmări schimbările în polii magnetici ai Pământului, cum ar fi deplasarea polului nord de aproximativ 45 km nord-nord-vest în fiecare an. Înțelegerea acestor diferențe mari este importantă pentru operarea satelitului atunci când se utilizează IGRF-13 ca referință și pentru cercetarea fizicii magnetosferei, ionosferei și termosferei Pământului.
Incertitudinea modelului a fost cea mai mare în regiunile polare nord și sud, iar o analiză statistică a arătat că asimetria dintre regiunile polare nord și sud a fost un factor major care a determinat diferențele dintre model și realitate. „Presupunem adesea un câmp magnetic aproape simetric între regiunile polare nordice și sudice, dar acestea sunt de fapt foarte diferite”, a spus Yining Shi, cercetător asistent la Universitatea din Michigan, și coautor al studiului. .
Cei doi poli magnetic se află la coordonate geomagnetice diferite. Polul Nord se află la aproximativ 84° Latitudine magnetică (MLAT) și 169° Longitudine magnetică (MLON), iar polul Sud se află la aproximativ -74° MLAT și 19° MLON. Traseul orbitei polare a sateliților Swarm creează o tendință de eșantionare cu o un număr mai mare de măsurători în jurul polilor geografici, ceea ce generează diferențele dintre modele și realitate. „Înțelegerea faptului că ceea ce a fost atribuit perturbațiilor geofizice se datorează într-adevăr asimetriei câmpului magnetic al Pământului ne va ajuta să creăm mai bine modele de câmp geomagnetic, precum și să ne ajutăm la navigația prin satelit și aviație”, a spus Mark Moldwin, profesor la Universitatea Michigan și coautor al studiului. O altă problemă care provoacă îngrijorarea navigatoriul este că poziția polilor magnetici s-a schimbat rapid în ultimul deceniu. „Acest lucru adaugă o complexitate suplimentară creării de modele precise de câmp geomagnetic”, a precizat Moldwin.
