Badai geomagnetik
Proses

Pada bagian aktif dari siklus 11 tahun matahari, terdapat bintik matahari gelap menghiasi permukaan matahari. Observatorium luar angkasa akan mendeteksi semburan matahari yang berumur pendek tetapi cemerlang dan kuat - semburan radiasi yang intens dan peristiwa ledakan terbesar di tata surya - yang berlangsung beberapa menit hingga beberapa jam di permukaan matahari. Badai terbesar yang dihasilkan terkait dengan lontaran massa korona (CME) di mana satu miliar ton atau lebih plasma dari matahari, dengan gelembung gas medan magnet raksasa yang tertanam, tiba di bumi. CME biasanya membutuhkan beberapa hari untuk tiba ke bumi, tetapi telah diamati, untuk beberapa badai yang paling hebat, tiba dalam waktu 18 jam dengan kecepatan hingga beberapa juta mil per detik - dilepaskan ke medium antarplanet. Gangguan angin matahari lain yang menciptakan kondisi badai geomagnetik adalah aliran angin matahari berkecepatan tinggi (HSS). HSS membajak angin matahari yang lebih lambat di depan dan menciptakan daerah interaksi yang berputar bersama, atau CIR. Wilayah ini sering kaki terkait dengan badai geomagnetik yang meskipun tidak sekuat badai CME, sering kali dapat menyimpan energi lebih banyak di magnetosfer bumi dalam interval yang lebih lama.
Ketika materi surya ini bertabrakan dengan planet kita dengan kecepatan tinggi, medan magnet disekitarnya mengalihkan ke kutub. Badai juga menyebabkan arus yang kuat di atmosfer, perubahan sabuk radiasi, dan perubahan ionosfer, termasuk pemanasan di wilayah ionosfer dan atmosfer bagian atas yang disebut termosfer. Di luar angkasa, cincin arus ke arah barat di sekitar Bumi menghasilkan gangguan magnet di daratan. Ukuran arus ini, indeks waktu badai gangguan (Dst), telah digunakan secara historis untuk mengkarakterisasi ukuran badai geomagnetik. Selain itu, ada arus yang dihasilkan di magnetosfer yang mengikuti medan magnet, yang disebut arus selaras-medan, dan ini terhubung ke arus kuat di ionosfer udara. Di kutub ia berinteraksi dengan gas yang kebih dalam di atmosfer untuk memancarkan 'tirai' cahaya yang dikenal sebagai aurora. Arus aurora ini, yang disebut elektrojet aurora, yang menghasilkan badai geomagnetis yang besar. Bersama-sama, semua arus ini, dan deviasi magnetik yang mereka hasilkan daratan, digunakan untuk menghasilkan indeks gangguan magnetis planet yang disebut Kp. Indeks ini adalah dasar untuk salah satu dari tiga skala cuaca antariksa NOAA, Badai Geomagnetik, atau Skala G, yang digunakan untuk menggambarkan cuaca antariksa yang dapat mengganggu sistem di Bumi.
Selama badai, arus di ionosfer, serta partikel energik yang mengendap di ionosfer menambah energi dalam bentuk panas yang dapat meningkatkan kepadatan dan distribusi kepadatan atmosfer di bagian atas, menyebabkan hambatan ekstra bagi satelit di Bumi rendah orbit. Pemanasan lokal juga menciptakan variasi horizontal yang kuat dalam kepadatan ionosfer yang dapat mengubah jalur sinyal radio dan membuat kesalahan dalam informasi posisi yang disediakan oleh GPS. Meskipun badai menciptakan aurora yang indah, badai juga dapat mengganggu sistem navigasi seperti Sistem Satelit Navigasi Global (GNSS) dan menciptakan arus induksi geomagnetik (GIC) yang berbahaya di jaringan listrik dan jaringan pipa.