磁気嵐

磁気嵐（じきあらし、英: Magnetic-storm）とは、地磁気が通常の状態から変化し、乱れが生じること。 通常は中緯度・低緯度において全世界的に地磁気が減少する現象のことを指す。 典型的な磁気嵐では地磁気は数時間から1日程度の時間をかけて減少し、その後数日かけて徐々にもとの強さまで回復していくという過程をとる。このうち地磁気が減少し磁気嵐が発達する過程を主相、回復する過程を回復相と呼ぶ。磁気嵐にともなって変化する地上の磁場は通常時の1000分の1程度だが、大規模な磁気嵐のときは通常時の100分の1程度の変化が観測される場合もある。 このような地上の磁場の変化は、主にリングカレントの発達による効果と考えられている。磁気嵐が発達するのは南向きの磁場をもった太陽風が地球磁気圏に吹きつけているときであり、リングカレントの発達に太陽風中の磁場が重要な役割を果たしているものと考えられている。 大規模な磁気嵐の多くは太陽フレアに伴ってコロナ質量放出（CME）と呼ばれるプラズマの塊が太陽から放出され、それが強い南向き磁場をともなって地球磁気圏に吹きつけた場合に発生する。このような磁気嵐はフレア発生から1～数日後に観測され、太陽フレアが太陽黒点の活動と関係していることから太陽黒点数が多い太陽の活動が活発なときに発生しやすい。 また、太陽のコロナが希薄な領域から吹き出る高速の太陽風によって弱い磁気嵐が起きる場合もある。このような磁気嵐は、太陽活動が最も活発な時期から数年経過した頃によく観測される。 磁気嵐の主相時は激しいオーロラ嵐も一緒に発生する場合が多く、その場合、特に高緯度地域ではその効果による激しい磁場の変化も観測される。このような磁場変化は地上の送電線などに誘導電流を作るので、まれに高緯度地域の人々の生活にも影響を及ぼすこともある。例えば1989年3月13日、太陽フレアによる強い磁気嵐が起きた際には激しいオーロラ嵐による磁場の変動が原因となってカナダのケベック州にある発電所の送電システムが障害を起こし長時間の停電が発生した（1989年3月の磁気嵐#ケベック州大停電参照）。 その他、磁気嵐が発生すると人工衛星の電子精密機器の故障、無線通信の障害などの悪影響が出る場合がある。これらを未然に防ぐため近年、磁気嵐を予測する宇宙天気予報の研究が進められている。 1988年6月、フランスからイギリスへ向けて行われた国際伝書鳩レースは、たまたま強い磁気嵐が起きている日に行われてしまったので、放たれた5000羽の鳩のうち、2日後のレース終了までにゴールに到着したのはわずか5%程度という、まれに見る悲惨な結果になってしまった。鳩の体内には磁気コンパスがそなわっており（つまり磁場で方位を感じ取る能力があり）それを用いて旅をしているようだ、とは以前から言われていたが、この事件をきっかけに学者らにより鳩の帰巣能力と鳩の磁気コンパスとの関係を検証するいくつもの実験が行われ、鳩が磁気コンパスを用いていることが証明されることになった。[要出典] （cf.磁覚） 複雑で空間的広がりを持つ地磁気の擾乱（変動）、磁気嵐の活動度を示す指数はいくつかあり、それぞれ性質が異なっている。 地磁気の値から算出するのがK指数やKp指数である。地球上の観測所における地磁気擾乱の振幅を、対数的に区分された28段階で表現するのがK指数。強度が小さい順に0,0+,1-,1,1+,...,8-,8,8+,9−,9と表現される。Kp指数はサブオーロラ帯（オーロラ帯のやや赤道側）に位置する13か所の観測所におけるK指数を基に算出される。なお、Kp指数のグラフは、その形が楽譜に似ていることから、考案者であるユリウス・バーテルスの名を冠して、"Bartels musical diagram"と呼ばれる。 ほぼ軸対称に分布する磁気圏内のリングカレント（環電流）の値から算出するものとして、Dst指数やSYM-H指数がある。Dst指数は比較的古くから用いられていることから、過去との比較に適している。 上記の他に、極域オーロラジェット電流（オーロラ内を流れる電流が特に強い「ジェット気流帯」）の値から算出するAE指数がある。 アメリカ海洋大気庁 (NOAA)の宇宙天気予報センター（英語版） (SWPC)が行っている宇宙天気予報の中には3種の「NOAA宇宙天気スケール」があり、磁気嵐の強度を表すのは「Gスケール」である。 日本の情報通信研究機構 (NICT)の宇宙天気情報センター (SWC)が行っている宇宙天気予報の中にはフレア予報、地磁気予報、高エネルギー粒子（プロトン現象）の予報の3種があり、それぞれ15:00(JST, UTC+9)から24時間後までの予報を行っている。地磁気予報の解説は以下の通り。 ※2024年5月11日の磁気嵐は速報値。 ※1859年の太陽嵐では-800nTから-1750nTだったと推定されている。 ^ Disturbance storm time index ^ Auroral electrojet index ^ NOAA Space Weather Scales。Gスケールのほかに、太陽放射の嵐（太陽プロトン現象, Solar radiation storms）の強度を表すSスケール、無線通信障害（Radio blackouts）をもたらす太陽フレアX線の強度を表すRスケールがある。 ^ 南北の磁気緯度50度付近、ヨーロッパとオーストラリアの2か所の観測データを基に算出される地磁気の指標で、1868年と古くから算出されている。 ^ NASA「The Day the Sun Brought Darkness」[1] ^ 詳しくは伝書鳩#歴史#伝書鳩の帰巣率の低下と諸要因を参照。 ^ a b c 「徹底解説 > 地学部 > 地磁気活動度指数」、理科年表オフィシャルサイト、2023-01-25閲覧 ^ 「Geomagnetic storms」、Space Weather Prediction Center of National Oceanic and Atmospheric Administration（アメリカ海洋大気庁 宇宙天気予報センター）、2017年9月8日閲覧 ^ a b c 「NOAA Space Weather Scales」、Space Weather Prediction Center of National Oceanic and Atmospheric Administration（アメリカ海洋大気庁 宇宙天気予報センター）、2017年9月8日閲覧 ^ a b 「宇宙天気予報」情報通信研究機構 宇宙天気情報センター、2017年9月11日閲覧 ^ 「1957年以降に観測された大きな地磁気嵐（Dst指数による）」、情報通信研究機構 宇宙天気情報センター、2015年6月30日改訂、2017年9月11日閲覧 ^ "Dst指数速報値", 地磁気世界資料センター京都, 2024年5月14日閲覧 ^ "Near Miss: The Solar Superstorm of July 2012", NASA Science Beta, 2014年7月23日付、2017年9月11日閲覧 ^ 「地磁気用語集」、京都大学大学院理学研究科付属地磁気世界資料解析センター 竹田雅彦、2017年8月1日更新、2017年9月11日閲覧 ^ 「1868年以降に観測された大きな地磁気嵐（aa指数による）」、情報通信研究機構 宇宙天気情報センター、2017年9月11日閲覧 太陽嵐 デリンジャー現象 3-Day Geomagnetic Forecast（地磁気活動3日間予報）, Notifications Timeline, Space Weather Overview（宇宙天気概況）, Station K and A Indices（アメリカ国内観測所 K指数・A指数）, Planetary K-index(Kp指数) - NOAA Space Weather Prediction Center 宇宙天気予報 - NICT 宇宙天気情報センター 地磁気とは?, Dst指数, Kp指数, AE指数 - 京都大学大学院理学研究科附属地磁気世界資料解析センター 地球電磁気の基礎知識 - 気象庁地磁気観測所