भूचुंबकीय तूफान

एक भू-चुंबकीय तूफान, जिसे चुंबकीय तूफान के रूप में भी जाना जाता है, पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर की एक अस्थायी गड़बड़ी है जो सौर पवन शॉक वेव और/या चुंबकीय क्षेत्र के बादल के कारण होता है जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करता है।

गड़बड़ी जो चुंबकीय तूफान को चलाती है वह एक सौर कोरोनल मास इजेक्शन (सीएमई) या (बहुत कम गंभीर रूप से) सह-घूर्णन संपर्क क्षेत्र (सीआईआर) हो सकता है, जो एक कोरोनल छेद से उत्पन्न होने वाली सौर हवा की एक उच्च गति वाली धारा है। वुल्फ संख्या चक्र के साथ भू-चुंबकीय तूफानों की आवृत्ति बढ़ती और घटती है। सौर अधिकतम के दौरान, भू-चुंबकीय तूफान अधिक बार होते हैं, जिनमें अधिकांश सीएमई द्वारा संचालित होते हैं।

सौर हवा के दबाव में वृद्धि शुरू में मैग्नेटोस्फीयर को संकुचित करती है। सौर पवन का चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ परस्पर क्रिया करता है और मैग्नेटोस्फीयर में बढ़ी हुई ऊर्जा को स्थानांतरित करता है। दोनों परस्पर क्रियाओं के कारण मैग्नेटोस्फीयर (मैग्नेटोस्फीयर के अंदर बढ़े हुए विद्युत क्षेत्रों द्वारा संचालित) के माध्यम से प्लाज्मा की गति में वृद्धि होती है और मैग्नेटोस्फीयर और योण क्षेत्र  में विद्युत प्रवाह में वृद्धि होती है। एक भू-चुंबकीय तूफान के मुख्य चरण के दौरान, मैग्नेटोस्फीयर में विद्युत प्रवाह एक चुंबकीय बल बनाता है जो मैग्नेटोस्फीयर और सौर हवा के बीच की सीमा को बाहर धकेलता है।

कई अंतरिक्ष मौसम घटनाएं एक भू-चुंबकीय तूफान के साथ जुड़ी हुई हैं या इसके कारण होती हैं। इनमें सौर प्रोटॉन घटना (एसईपी) घटनाएँ, भू-चुंबकीय रूप से प्रेरित धाराएँ (जीआईसी), आयनमंडलीय तूफान और इसकी गड़बड़ी शामिल हैं जो रेडियो और रडार इंटरप्लेनेटरी स्किंटिलेशन का कारण बनती हैं, चुंबकीय कम्पास द्वारा नेविगेशन में व्यवधान और सामान्य से बहुत कम अक्षांशों पर ऑरोरल डिस्प्ले।

सितंबर 1859 में 1859 के सबसे बड़े रिकॉर्ड किए गए भू-चुंबकीय तूफान, सौर तूफान ने हाल ही में बनाए गए यूएस टेलीग्राफ नेटवर्क के कुछ हिस्सों को आग लगा दी और टेलीग्राफ ऑपरेटरों को बिजली से मार दिया। मार्च 1989 में भू-चुंबकीय तूफान | 1989, एक भू-चुंबकीय तूफान ने भू-चुंबकीय रूप से प्रेरित धारा को सक्रिय किया जिसने अधिकांश क्यूबेक में बिजली वितरण को बाधित कर दिया और दक्षिण में टेक्सास के रूप में उरोरा (खगोल विज्ञान) का कारण बना।

परिभाषा
एक भू-चुंबकीय तूफान परिभाषित किया गया है अशांति तूफान समय सूचकांक  में बदलाव से (अशांति - तूफान का समय) सूचकांक। डीएसटी इंडेक्स कुछ मैग्नेटोमीटर स्टेशनों से माप के आधार पर चुंबकीय भूमध्य रेखा पर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के क्षैतिज घटक के विश्व स्तर पर औसत परिवर्तन का अनुमान लगाता है। डीएसटी की गणना प्रति घंटे एक बार की जाती है और निकट-वास्तविक समय में रिपोर्ट की जाती है। शांत समय के दौरान, डीएसटी +20 और -20 नैनो-टेस्ला (यूनिट) (एनटी) के बीच है।

एक भू-चुंबकीय तूफान के तीन चरण होते हैं: प्रारंभिक, मुख्य और पुनर्प्राप्ति। शुरुआती चरण में डीएसटी (या इसके एक मिनट के घटक एसवाईएम-एच) की विशेषता दस मिनट में 20 से 50 एनटी तक बढ़ जाती है। प्रारंभिक चरण को तूफान अचानक प्रारंभ (एसएससी) के रूप में भी जाना जाता है। हालांकि, सभी भू-चुंबकीय तूफानों का प्रारंभिक चरण नहीं होता है और Dst या SYM-H में अचानक वृद्धि के बाद भू-चुंबकीय तूफान नहीं होता है। भू-चुंबकीय तूफ़ान का मुख्य चरण -50 nT से कम Dst के घटने से परिभाषित होता है। तूफान को परिभाषित करने के लिए -50 nT का चयन कुछ मनमाना है। तूफान के दौरान न्यूनतम मूल्य -50 और लगभग -600 एनटी के बीच होगा। मुख्य चरण की अवधि आमतौर पर 2-8 घंटे होती है। पुनर्प्राप्ति चरण तब होता है जब Dst अपने न्यूनतम मान से अपने शांत समय मान में बदल जाता है। पुनर्प्राप्ति चरण 8 घंटे या 7 दिनों तक कम हो सकता है।

भू-चुंबकीय तूफान के आकार को मध्यम (-50 nT > न्यूनतम Dst > -100 nT), तीव्र (-100 nT > न्यूनतम Dst > -250 nT) या सुपर-स्टॉर्म (न्यूनतम Dst <-250 nT) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।.

 एक भू-चुंबकीय तूफान, जिसे चुंबकीय तूफान के रूप में भी जाना जाता है, पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर की एक अस्थायी गड़बड़ी है जो सौर पवन शॉक वेव और/या चुंबकीय क्षेत्र के बादल के कारण होता है जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करता है।

मापने की तीव्रता
भू-चुंबकीय तूफान की तीव्रता कई अलग-अलग तरीकों से रिपोर्ट की जाती है, जिनमें निम्न शामिल हैं:
 * कश्मीर सूचकांक
 * ए-सूचकांक
 * के-इंडेक्स#जी-स्केल|यू.एस. राष्ट्रीय समुद्री और वायुमंडलीय संचालन  द्वारा इस्तेमाल किया जाने वाला जी-स्केल, जो तूफान को जी1 से जी5 (यानी जी1, जी2, जी3, जी4, जी5 क्रम में) रेट करता है, जहां जी1 है सबसे कमजोर तूफान वर्गीकरण (5 के के-इंडेक्स मूल्य के अनुरूप), और जी 5 सबसे मजबूत (9 के केपी मूल्य के अनुरूप) है।

सिद्धांत का इतिहास
1931 में, सिडनी चैपमैन (गणितज्ञ) और विन्सेन्ज़ो सी. ए. फेरारो ने एक लेख लिखा, ए न्यू थ्योरी ऑफ़ मैग्नेटिक स्टॉर्म्स, जिसने इस घटना की व्याख्या करने की कोशिश की। उन्होंने तर्क दिया कि जब भी सूर्य एक सौर चमक का उत्सर्जन करता है तो यह एक प्लाज्मा क्लाउड भी उत्सर्जित करता है, जिसे अब कोरोनल मास इजेक्शन के रूप में जाना जाता है। उन्होंने कहा कि यह प्लाज्मा (भौतिकी) इतनी गति से यात्रा करता है कि यह 113 दिनों के भीतर पृथ्वी पर पहुंच जाता है, हालांकि अब हम जानते हैं कि इस यात्रा में 1 से 5 दिन लगते हैं। उन्होंने लिखा कि बादल तब पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को संकुचित करता है और इस प्रकार पृथ्वी की सतह पर इस क्षेत्र को बढ़ाता है। चैपमैन और फेरारो का काम दूसरों के बीच, क्रिश्चियन बिर्कलैंड  पर आधारित था, जिन्होंने हाल ही में खोजे गए कैथोड रे ट्यूब का इस्तेमाल यह दिखाने के लिए किया था कि किरणें चुंबकीय क्षेत्र की चुंबकीय ध्रुवता की ओर विक्षेपित थीं। उन्होंने सिद्धांत दिया कि एक समान घटना अरोराओं के लिए जिम्मेदार थी, यह समझाते हुए कि वे ध्रुवीय क्षेत्रों में अधिक बार क्यों होते हैं।

घटनाएँ
भू-चुंबकीय तूफान के प्रभावों का पहला वैज्ञानिक अवलोकन 19वीं सदी की शुरुआत में हुआ: मई 1806 से जून 1807 तक, अलेक्जेंडर वॉन हम्बोल्ट ने बर्लिन में एक चुंबकीय कम्पास के असर को रिकॉर्ड किया। 21 दिसंबर 1806 को, उन्होंने देखा कि उज्ज्वल अरोरा (खगोल विज्ञान) के दौरान उनका कम्पास अनियमित हो गया था। 1-2 सितंबर, 1859 को रिकॉर्ड किया गया सबसे बड़ा भू-चुंबकीय तूफान आया। 28 अगस्त से 2 सितंबर, 1859 तक, सूर्य पर कई झाई  और सौर ज्वालाएं देखी गईं, जिनमें से सबसे बड़ी चमक 1 सितंबर को देखी गई। इसे 1859 के सौर तूफान या रिचर्ड क्रिस्टोफर कैरिंगटन इवेंट के रूप में जाना जाता है। यह माना जा सकता है कि एक विशाल कोरोनल मास इजेक्शन (सीएमई) सूर्य से लॉन्च किया गया था और अठारह घंटे के भीतर पृथ्वी पर पहुंच गया था - एक यात्रा जिसमें सामान्य रूप से तीन से चार दिन लगते हैं। कोलाबा वेधशाला द्वारा रिकॉर्ड किए गए क्षैतिज क्षेत्र को 1600 एनटी तक कम किया गया था। ऐसा अनुमान है कि Dst लगभग -1760 nT रहा होगा। ऑरोरा (खगोल विज्ञान) # संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप दोनों में ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण घटनाओं ने प्रेरित वोल्टेज वृद्धि (वैद्युतवाहक बल) का अनुभव किया, यहां तक ​​कि कुछ मामलों में टेलीग्राफ ऑपरेटरों को झटके देने और आग लगने की घटनाएं भी हुईं। औरोरा को दक्षिण में हवाई, मैक्सिको, क्यूबा और इटली के रूप में देखा गया था - घटनाएं जो आमतौर पर केवल ध्रुवीय क्षेत्रों में दिखाई देती हैं। आइस कोर इस बात का सबूत दिखाते हैं कि समान तीव्रता की घटनाओं की पुनरावृत्ति प्रति 500 ​​वर्षों में लगभग एक बार की औसत दर से होती है।

1859 के बाद से, कम गंभीर तूफान आए हैं, विशेष रूप से 17 नवंबर, 1882 के अरोरा और मई 1921 के भू-चुंबकीय तूफान, दोनों में टेलीग्राफ सेवा में व्यवधान और आग की शुरुआत, और 1960, जब व्यापक रेडियो व्यवधान की सूचना मिली थी।

अगस्त 1972 के सौर तूफान में, ज्वालाओं और सौर तूफानों की एक श्रृंखला X20 के आसपास अनुमानित फ्लेयर के साथ अब तक का सबसे तेज सीएमई पारगमन दर्ज करती है और एक गंभीर भू-चुंबकीय और प्रोटॉन तूफान है जो स्थलीय विद्युत और संचार नेटवर्क, साथ ही उपग्रहों (कम से कम) को बाधित करता है। one को स्थायी रूप से निष्क्रिय कर दिया गया), और उत्तरी वियतनाम में कई अमेरिकी नौसेना के चुंबकीय-प्रभाव समुद्री खानों में अनायास विस्फोट कर दिया। मार्च 1989 के भू-चुंबकीय तूफान ने हाइड्रो-क्यूबेक पावर ग्रिड को सेकंडों में ढहा दिया क्योंकि उपकरण सुरक्षा रिले एक कैस्केडिंग क्रम में फंस गए। नौ घंटे तक छह लाख लोगों की बिजली गुल रही। तूफान ने दक्षिण में टेक्सास के रूप में अरोरा को जन्म दिया। इस घटना का कारण बनने वाला तूफान 9 मार्च, 1989 को सूर्य से निकलने वाले कोरोनल द्रव्यमान का परिणाम था। न्यूनतम डीएसटी -589 एनटी था।

14 जुलाई, 2000 को, एक X5 श्रेणी की ज्वाला भड़क उठी (जिसे बैस्टिल दिवस कार्यक्रम  के रूप में जाना जाता है) और एक कोरोनल द्रव्यमान सीधे पृथ्वी पर प्रक्षेपित किया गया। 15-17 जुलाई को एक भू-चुंबकीय सुपर तूफान आया; Dst इंडेक्स का न्यूनतम -301 nT था। तूफान की ताकत के बावजूद, कोई बिजली वितरण विफलता की सूचना नहीं मिली। मल्लाह 1 और वोयाजर 2 द्वारा बैस्टिल दिवस कार्यक्रम मनाया गया, इस प्रकार यह सौर मंडल में सबसे दूर है कि एक सौर तूफान देखा गया है।

19 अक्टूबर और 5 नवंबर 2003 के बीच सूर्य पर सत्रह प्रमुख ज्वालाएं फूटीं, जिनमें भूस्थैतिक परिचालन पर्यावरण उपग्रह XRS संवेदक पर मापी गई शायद अब तक की सबसे तीव्र ज्वाला-एक विशाल X28 ज्वाला, शामिल है। जिसके परिणामस्वरूप 4 नवंबर को अत्यधिक रेडियो ब्लैकआउट हो गया। ये फ्लेयर्स सीएमई की घटनाओं से जुड़े थे जो 29 अक्टूबर और 2 नवंबर के बीच तीन भू-चुंबकीय तूफान का कारण बने, जिसके दौरान पिछले तूफान की अवधि पूरी तरह से ठीक होने से पहले दूसरे और तीसरे तूफान की शुरुआत हुई थी। न्यूनतम डीएसटी मान -151, -353 और -383 एनटी थे। इसी क्रम में एक और तूफ़ान 4–5 नवंबर को -69 nT के न्यूनतम डीएसटी के साथ आया। पिछला भू-चुंबकीय तूफान पिछले तूफानों की तुलना में कमजोर था, क्योंकि सूर्य पर सक्रिय क्षेत्र मेरिडियन से परे घूम गया था, जहां भड़कने की घटना के दौरान बनाया गया मध्य भाग सीएमई पृथ्वी के पक्ष में चला गया था। पूरे क्रम को हैलोवीन सौर तूफान  के रूप में जाना जाने लगा।  संघीय विमानन प्रशासन  (FAA) द्वारा संचालित वाइड एरिया ऑग्मेंटेशन सिस्टम (WAAS) तूफान के कारण लगभग 30 घंटे तक ऑफ़लाइन था। जापानी ADEOS-2 उपग्रह गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो गया था और तूफान के कारण कई अन्य उपग्रहों का संचालन बाधित हो गया था।

ग्रहों की प्रक्रियाओं के साथ सहभागिता
सौर पवन अपने साथ सूर्य का चुंबकीय क्षेत्र भी ले जाती है। इस क्षेत्र में या तो उत्तर या दक्षिण अभिविन्यास होगा। अगर सौर हवा में ऊर्जावान विस्फोट होते हैं, मैग्नेटोस्फीयर का संकुचन और विस्तार होता है, या यदि सौर हवा दक्षिण की ओर ध्रुवीकरण (तरंगें) लेती है, तो भू-चुंबकीय तूफान की उम्मीद की जा सकती है। दक्षिण की ओर का क्षेत्र पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर में तेजी से चुंबकीय और कण ऊर्जा को इंजेक्ट करते हुए, दिन के मैग्नेटोपॉज के चुंबकीय पुन: संयोजन का कारण बनता है।

एक भू-चुंबकीय तूफान के दौरान, आयनमंडल का F क्षेत्र|F2 परत अस्थिर हो जाती है, टुकड़े हो जाते हैं, और गायब भी हो सकते हैं। पृथ्वी के उत्तरी और दक्षिणी ध्रुव क्षेत्रों में, उरोरा (खगोल विज्ञान) देखे जा सकते हैं।

उपकरण
मैग्नेटोमीटर ऑरोरल ज़ोन के साथ-साथ भूमध्यरेखीय क्षेत्र की निगरानी करते हैं। ऑरोरल आयनमंडल की जांच के लिए दो प्रकार के राडार, सुसंगत बिखराव और असंगत बिखराव का उपयोग किया जाता है। आयनोस्फेरिक अनियमितताओं के संकेतों को बाउंस करके, जो क्षेत्र रेखाओं के साथ चलते हैं, कोई उनकी गति का पता लगा सकता है और मैग्नेटोस्फेरिक संवहन का अनुमान लगा सकता है।

अंतरिक्ष यान उपकरणों में शामिल हैं:


 * मैग्नेटोमीटर, आमतौर पर फ्लक्स गेट प्रकार के होते हैं। आम तौर पर ये बूम के अंत में होते हैं, उन्हें अंतरिक्ष यान और उसके विद्युत सर्किट द्वारा चुंबकीय हस्तक्षेप से दूर रखने के लिए।
 * संवहन से जुड़े विद्युत क्षेत्रों को प्राप्त करने के लिए, अलग-अलग बिंदुओं के बीच संभावित अंतर को मापने के लिए बूम का विरोध करने के सिरों पर इलेक्ट्रिक सेंसर का उपयोग किया जाता है। विधि कम पृथ्वी कक्षा में उच्च प्लाज्मा घनत्व पर सबसे अच्छा काम करती है; विद्युत बलों के परिरक्षण से बचने के लिए पृथ्वी से दूर लंबे बूम की आवश्यकता होती है।
 * जमीन से रेडियो साउंडर्स आयनोस्फीयर से अलग-अलग आवृत्ति की आयनोस्फेरिक ध्वनि कर सकते हैं, और उनकी वापसी के समय से इलेक्ट्रॉन घनत्व प्रोफ़ाइल निर्धारित करते हैं - इसके चरम तक, जिसके बाद रेडियो तरंगें अब वापस नहीं आती हैं। कैनेडियन अलौएट 1 (1962) और अलौएट 2 (1965) में पृथ्वी की निचली कक्षा में रेडियो साउंडर्स ने पृथ्वी की ओर रेडियो तरंगों को प्रसारित किया और ऊपरी आयनमंडल के इलेक्ट्रॉन घनत्व प्रोफ़ाइल का अवलोकन किया। अन्य रेडियो साउंडिंग विधियों को भी आयनमंडल में आजमाया गया (उदाहरण के लिए इमेज (अंतरिक्ष यान) पर)।
 * कण डिटेक्टरों में एक गीगर काउंटर शामिल है, जैसा कि वैन एलन विकिरण बेल्ट के मूल अवलोकनों के लिए इस्तेमाल किया गया था। सिंटिलेटर डिटेक्टर बाद में आए, और बाद में चैनलट्रॉन इलेक्ट्रॉन गुणक ों ने विशेष रूप से व्यापक उपयोग पाया। चार्ज और द्रव्यमान संरचना, साथ ही साथ ऊर्जा प्राप्त करने के लिए, विभिन्न प्रकार के मास स्पेक्ट्रोमेट्री डिज़ाइनों का उपयोग किया गया था। लगभग 50 keV तक की ऊर्जा के लिए (जो अधिकांश मैग्नेटोस्फेरिक प्लाज्मा का निर्माण करता है) उड़ान के समय स्पेक्ट्रोमीटर (जैसे टॉप-हैट डिजाइन) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

कंप्यूटरों ने दशकों के अलग-अलग चुंबकीय अवलोकनों को एक साथ लाना और विद्युत धाराओं के औसत पैटर्न को निकालना और अंतरग्रहीय विविधताओं के औसत प्रतिक्रियाओं को निकालना संभव बना दिया है। वे एक संख्यात्मक ग्रिड पर magnetohydrodynamics  (MHD) के समीकरणों को हल करके वैश्विक मैग्नेटोस्फीयर और इसकी प्रतिक्रियाओं का अनुकरण भी करते हैं। आंतरिक मैग्नेटोस्फीयर को कवर करने के लिए उपयुक्त एक्सटेंशन जोड़े जाने चाहिए, जहां चुंबकीय बहाव और आयनोस्फेरिक चालन को ध्यान में रखा जाना चाहिए। ध्रुवीय क्षेत्रों में, सीधे सौर हवा से जुड़े, बड़े पैमाने पर आयनमंडलीय विसंगतियों को भू-चुंबकीय सुपर-तूफान के दौरान भी सफलतापूर्वक मॉडल किया जा सकता है। छोटे पैमानों पर (अक्षांश/देशांतर की एक डिग्री की तुलना में) परिणामों की व्याख्या करना कठिन होता है, और उच्च-अक्षांश के बारे में कुछ मान्यताओं को अनिश्चितता के लिए मजबूर करने की आवश्यकता होती है।

विद्युत प्रणालियों में व्यवधान
यह सुझाव दिया गया है कि 1859 के सौर तूफान के पैमाने पर एक भू-चुंबकीय तूफान आज उपग्रहों, पावर ग्रिड और रेडियो संचार को अरबों या खरबों डॉलर का नुकसान पहुंचाएगा, और बड़े पैमाने पर बिजली के ब्लैकआउट का कारण बन सकता है जो कि नहीं हो सकता है। हफ्तों, महीनों या वर्षों के लिए मरम्मत की गई। इस तरह के अचानक विद्युत ब्लैकआउट से खाद्य उत्पादन को खतरा हो सकता है।

मुख्य विद्युत ग्रिड
जब चुंबकीय क्षेत्र किसी चालक जैसे तार के आसपास घूमते हैं, तो कंडक्टर में एक भू-चुंबकीय रूप से प्रेरित धारा उत्पन्न होती है। यह सभी लंबी संचरण लाइनों पर भू-चुंबकीय तूफानों के दौरान बड़े पैमाने पर होता है (उसी तंत्र ने फाइबर ऑप्टिक्स से पहले टेलीफोन और टेलीग्राफ लाइनों को भी प्रभावित किया था)। लंबी संचरण लाइनें (लंबाई में कई किलोमीटर) इस प्रकार इस प्रभाव से क्षति के अधीन हैं। विशेष रूप से, इसमें मुख्य रूप से चीन, उत्तरी अमेरिका और ऑस्ट्रेलिया में ऑपरेटर शामिल हैं, विशेष रूप से आधुनिक उच्च-वोल्टेज, कम-प्रतिरोध लाइनों में। यूरोपीय ग्रिड में मुख्य रूप से छोटे ट्रांसमिशन सर्किट होते हैं, जो क्षति के प्रति कम संवेदनशील होते हैं। भू-चुंबकीय तूफानों से इन पंक्तियों में प्रेरित (लगभग प्रत्यक्ष) धाराएं विद्युत संचरण उपकरण, विशेष रूप से ट्रांसफार्मर के लिए हानिकारक होती हैं - कोर संतृप्ति (चुंबकीय) को प्रेरित करती हैं, उनके प्रदर्शन को बाधित करती हैं (साथ ही साथ विभिन्न सुरक्षा उपकरणों को ट्रिप करती हैं), और कॉइल और कोर को गर्म करती हैं। ऊपर। अत्यधिक मामलों में, यह गर्मी उन्हें अक्षम या नष्ट कर सकती है, यहां तक ​​कि एक चेन रिएक्शन को प्रेरित कर सकती है जो ट्रांसफॉर्मर को अधिभारित कर सकती है। अधिकांश जनरेटर ट्रांसफार्मर के माध्यम से ग्रिड से जुड़े होते हैं, उन्हें ग्रिड पर प्रेरित धाराओं से अलग करते हैं, जिससे उन्हें भू-चुंबकीय रूप से प्रेरित वर्तमान के कारण क्षति के लिए बहुत कम संवेदनशील बना दिया जाता है। हालाँकि, एक ट्रांसफॉर्मर जो इसके अधीन है, जनरेटर के लिए असंतुलित भार के रूप में कार्य करेगा, जिससे स्टेटर में नकारात्मक अनुक्रम चालू होगा और परिणामस्वरूप रोटर हीटिंग होगा।

मेटाटेक कॉर्पोरेशन के एक अध्ययन के अनुसार, 1921 की तुलना में ताकत वाला एक तूफान 300 से अधिक ट्रांसफार्मर को नष्ट कर देगा और संयुक्त राज्य अमेरिका में 130 मिलियन से अधिक लोगों को बिना बिजली के छोड़ देगा, जिसकी कीमत कई ट्रिलियन डॉलर होगी। व्यवधान की सीमा पर बहस की जाती है, कुछ कांग्रेस की गवाही संभावित रूप से अनिश्चितकालीन आउटेज का संकेत देती है जब तक कि ट्रांसफॉर्मर को बदला या मरम्मत नहीं किया जा सकता। इन भविष्यवाणियों का उत्तर अमेरिकी इलेक्ट्रिक विश्वसनीयता निगम की रिपोर्ट द्वारा खंडन किया गया है जो निष्कर्ष निकाला है कि एक भू-चुंबकीय तूफान अस्थायी ग्रिड अस्थिरता का कारण होगा लेकिन उच्च-वोल्टेज ट्रांसफार्मर का कोई व्यापक विनाश नहीं होगा। रिपोर्ट बताती है कि व्यापक रूप से उद्धृत क्यूबेक ग्रिड का पतन ट्रांसफॉर्मर के ओवरहीटिंग के कारण नहीं बल्कि सात रिले के लगभग एक साथ ट्रिपिंग के कारण हुआ था। भू-चुंबकीय तूफान के प्रभावों के प्रति संवेदनशील होने के अलावा, ट्रांसफार्मर भी भू-चुंबकीय तूफान से अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावित हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, इंटरनेट सेवा प्रदाता भू-चुंबकीय तूफानों के दौरान नीचे जा सकते हैं (और/या लंबे समय तक गैर-परिचालन में रह सकते हैं)। बिजली कंपनियों के पास कार्य करने के लिए एक चालू इंटरनेट कनेक्शन की आवश्यकता वाले उपकरण हो सकते हैं, इसलिए जिस अवधि के दौरान इंटरनेट सेवा प्रदाता काम नहीं करता है, बिजली भी वितरित नहीं की जा सकती है। भू-चुंबकीय तूफान अलर्ट और चेतावनियां प्राप्त करके (उदाहरण के लिए अंतरिक्ष मौसम पूर्वानुमान केंद्र  द्वारा; अंतरिक्ष मौसम उपग्रहों के माध्यम से SOHO या ACE के रूप में), बिजली कंपनियां ट्रांसफॉर्मर को क्षणिक रूप से डिस्कनेक्ट करके या अस्थायी ब्लैकआउट को प्रेरित करके बिजली ट्रांसमिशन उपकरण को नुकसान कम कर सकती हैं। तटस्थ-टू-ग्राउंड कनेक्शन के माध्यम से ग्रिड में जीआईसी के प्रवाह को रोकने सहित निवारक उपाय भी मौजूद हैं।

संचार
उच्च आवृत्ति (3–30 मेगाहर्ट्ज) संचार प्रणालियाँ लंबी दूरी पर रेडियो संकेतों को प्रतिबिंबित करने के लिए आयनमंडल का उपयोग करती हैं। आयनमंडलीय तूफान सभी अक्षांशों पर रेडियो संचार को प्रभावित कर सकते हैं। कुछ आवृत्तियों को अवशोषित किया जाता है और अन्य परिलक्षित होते हैं, जिससे तेजी से उतार-चढ़ाव वाले सिग्नल और अप्रत्याशित रेडियो प्रचार पथ होते हैं। टीवी और वाणिज्यिक रेडियो स्टेशन सौर गतिविधि से बहुत कम प्रभावित होते हैं, लेकिन जमीन से हवा, जहाज से किनारे, शॉर्टवेव प्रसारण और शौकिया रेडियो (ज्यादातर 30 मेगाहर्ट्ज से नीचे के बैंड) अक्सर बाधित होते हैं। एचएफ बैंड का उपयोग करने वाले रेडियो ऑपरेटर अपने संचार सर्किट को चालू और चालू रखने के लिए सौर और भू-चुंबकीय अलर्ट पर भरोसा करते हैं।

उच्च आवृत्ति रेंज में सक्रिय सैन्य पहचान या प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली भी सौर गतिविधि से प्रभावित होती है। लंबी दूरी से विमान और मिसाइलों के लॉन्च की निगरानी के लिए ओवर-द-क्षितिज रडार आयनोस्फीयर से सिग्नल बाउंस करता है। भू-चुंबकीय तूफानों के दौरान, रेडियो अव्यवस्था से इस प्रणाली को गंभीर रूप से बाधित किया जा सकता है। साथ ही कुछ पनडुब्बी पहचान प्रणालियाँ पनडुब्बियों के चुंबकीय हस्ताक्षरों का उपयोग उनकी खोज योजनाओं के लिए एक इनपुट के रूप में करती हैं। भू-चुंबकीय तूफान इन संकेतों को ढंक और विकृत कर सकते हैं।

फ़ेडरल एविएशन एडमिनिस्ट्रेशन नियमित रूप से सौर रेडियो फटने के अलर्ट प्राप्त करता है ताकि वे संचार समस्याओं की पहचान कर सकें और अनावश्यक रखरखाव से बच सकें। जब एक विमान और एक ग्राउंड स्टेशन सूर्य के साथ संरेखित होते हैं, तो एयर-कंट्रोल रेडियो फ्रीक्वेंसी पर उच्च स्तर का शोर हो सकता है। यह यूएचएफ और सुपर उच्च आवृत्ति  सैटेलाइट संचार पर भी हो सकता है, जब एक पृथ्वी स्टेशन, एक उपग्रह और सूर्य सूर्य आउटेज में हों। विमान में उपग्रह संचार प्रणालियों पर अनावश्यक रखरखाव को रोकने के लिए AirSatOne NOAA के स्पेस वेदर प्रेडिक्शन सेंटर से भूभौतिकीय घटनाओं के लिए एक लाइव फीड प्रदान करता है। उपयोगकर्ताओं को देखे गए और अनुमानित अंतरिक्ष तूफानों को देखने की अनुमति देता है। भूभौतिकीय अलर्ट फ्लाइट क्रू और रखरखाव कर्मियों के लिए यह निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं कि क्या कोई आगामी गतिविधि या इतिहास उपग्रह संचार, जीपीएस नेविगेशन और एचएफ संचार पर प्रभाव डालता है या नहीं।

अतीत में विद्युत टेलीग्राफ लाइनें भू-चुंबकीय तूफानों से प्रभावित हुई थीं। टेलीग्राफ ने डेटा लाइन के लिए एक लंबे तार का उपयोग किया, जो कई मील तक फैला हुआ था, रिटर्न वायर के रूप में जमीन का उपयोग करके और बैटरी से एकदिश धारा पावर के साथ खिलाया जाता था; इसने उन्हें (नीचे उल्लिखित बिजली लाइनों के साथ) रिंग करंट के कारण होने वाले उतार-चढ़ाव से प्रभावित होने के लिए अतिसंवेदनशील बना दिया। भू-चुंबकीय तूफान से प्रेरित वोल्टेज/वर्तमान सिग्नल को कम कर सकता है, जब बैटरी ध्रुवीयता से घटाया जाता है, या इसमें जोड़े जाने पर अत्यधिक मजबूत और नकली संकेतों के लिए; कुछ ऑपरेटरों ने बैटरी को डिस्कनेक्ट करना और प्रेरित धारा पर अपने शक्ति स्रोत के रूप में भरोसा करना सीखा। अत्यधिक मामलों में प्रेरित धारा इतनी अधिक थी कि आग की लपटों में प्राप्त करने वाले पक्ष में कॉइल फट गए, या ऑपरेटरों को बिजली के झटके मिले। जब तक वे फाइबर ऑप्टिक न हों, भू-चुंबकीय तूफान लंबी दूरी की टेलीफोन लाइनों को भी प्रभावित करते हैं, जिसमें अंडरसीयर केबल भी शामिल हैं। संचार उपग्रहों को नुकसान गैर-स्थलीय टेलीफोन, टेलीविजन, रेडियो और इंटरनेट लिंक को बाधित कर सकता है। यूनाइटेड स्टेट्स नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज ने 2008 में 2012-2013 के सौर शिखर में व्यापक व्यवधान के संभावित परिदृश्यों पर सूचना दी। एक सौर सुपरस्टॉर्म बड़े पैमाने पर वैश्विक महीनों के लंबे इंटरनेट आउटेज का कारण बन सकता है। एक अध्ययन संभावित शमन उपायों और अपवादों का वर्णन करता है - जैसे उपयोगकर्ता-संचालित वायरलेस जाल नेटवर्क, संबंधित पीयर-टू-पीयर एप्लिकेशन और नए प्रोटोकॉल - और वर्तमान इंटरनेट बुनियादी ढांचे की मजबूती का विश्लेषण करता है।

नेविगेशन सिस्टम
उपग्रह नेविगेशन | ग्लोबल नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम (GNSS), और अन्य नेविगेशन सिस्टम जैसे LORAN और अब निष्क्रिय ओमेगा नेविगेशन सिस्टम प्रतिकूल रूप से प्रभावित होते हैं जब सौर गतिविधि उनके सिग्नल प्रसार को बाधित करती है। ओमेगा प्रणाली में दुनिया भर में स्थित आठ ट्रांसमीटर शामिल थे। हवाई जहाजों और जहाजों ने अपनी स्थिति निर्धारित करने के लिए इन ट्रांसमीटरों से बहुत कम आवृत्ति वाले संकेतों का उपयोग किया। सौर घटनाओं और भू-चुंबकीय तूफानों के दौरान, सिस्टम ने नाविकों को कई मील तक गलत जानकारी दी। यदि नाविकों को सतर्क कर दिया गया था कि एक प्रोटॉन घटना या भू-चुंबकीय तूफान चल रहा था, तो वे एक बैकअप सिस्टम पर स्विच कर सकते थे।

GNSS सिग्नल तब प्रभावित होते हैं जब सौर गतिविधि आयनमंडल के घनत्व में अचानक बदलाव का कारण बनती है, जिससे उपग्रह सिग्नल सिंटिलेशन (खगोल विज्ञान) (एक टिमटिमाते तारे की तरह) को संकेत देता है। आयनमंडलीय संशोधन प्रयोगों के दौरान उच्च आवृत्ति सक्रिय ऑरोरल अनुसंधान कार्यक्रम में आयनमंडलीय गड़बड़ी के दौरान उपग्रह संकेतों की जगमगाहट का अध्ययन किया जाता है। इसका अध्ययन Jicamarca रेडियो वेधशाला में भी किया गया है।

कुछ भ्रामक संकेतों की उपस्थिति में जीपीएस रिसीवर को काम करना जारी रखने की अनुमति देने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली एक तकनीक रिसीवर स्वायत्त अखंडता निगरानी (RAIM) है। हालाँकि, RAIM इस धारणा पर आधारित है कि GPS तारामंडल का अधिकांश भाग ठीक से काम कर रहा है, और इसलिए यह बहुत कम उपयोगी है जब संपूर्ण तारामंडल भू-चुंबकीय तूफान जैसे वैश्विक प्रभावों से परेशान हो। भले ही RAIM इन मामलों में अखंडता के नुकसान का पता लगाता है, यह एक उपयोगी, विश्वसनीय संकेत प्रदान करने में सक्षम नहीं हो सकता है।

उपग्रह हार्डवेयर क्षति
भू-चुंबकीय तूफान और सौर पराबैंगनी उत्सर्जन में वृद्धि पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल को गर्म करती है, जिससे इसका विस्तार होता है। गर्म हवा ऊपर उठती है, और उपग्रहों की कक्षा में घनत्व लगभग 1000 km काफ़ी बढ़ जाता है। इसके परिणामस्वरूप ड्रैग (भौतिकी) में वृद्धि होती है, जिससे उपग्रह धीमे हो जाते हैं और कक्षा को थोड़ा बदल देते हैं। निम्न पृथ्वी कक्षा उपग्रह जिन्हें बार-बार उच्च कक्षाओं में नहीं बढ़ाया जाता है वे धीरे-धीरे गिरते हैं और अंततः जल जाते हैं। स्काईलैब का 1979 का विनाश एक अंतरिक्ष यान वायुमंडलीय पुन: प्रवेश का एक उदाहरण है जो उच्च-अपेक्षित सौर गतिविधि के परिणामस्वरूप समय से पहले पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करता है। मार्च 1989 के महान भू-चुंबकीय तूफान के दौरान, अमेरिकी नौसेना के चार नौवहन उपग्रहों को एक सप्ताह तक के लिए सेवा से बाहर करना पड़ा, यू.एस. वायु सेना अंतरिक्ष कमान|यू.एस. स्पेस कमांड को 1000 से अधिक प्रभावित वस्तुओं के लिए नए कक्षीय तत्वों को पोस्ट करना पड़ा, और सौर अधिकतम मिशन उपग्रह उसी वर्ष दिसंबर में कक्षा से बाहर गिर गया। उपग्रहों की भेद्यता उनकी स्थिति पर भी निर्भर करती है। पृथ्वी की निचली कक्षा में असामान्य रूप से कमजोर भू-चुंबकीय क्षेत्र के कारण, दक्षिण अटलांटिक विसंगति एक उपग्रह के गुजरने के लिए एक खतरनाक जगह है।

पाइपलाइन
तेजी से उतार-चढ़ाव वाले भू-चुंबकीय क्षेत्र पाइपलाइन परिवहन में भू-चुंबकीय रूप से प्रेरित धाराओं का उत्पादन कर सकते हैं। यह पाइपलाइन इंजीनियरों के लिए कई समस्याएं पैदा कर सकता है। पाइपलाइन फ्लो मीटर गलत प्रवाह सूचना प्रसारित कर सकते हैं और पाइपलाइन की जंग दर नाटकीय रूप से बढ़ सकती है।

मनुष्यों के लिए विकिरण के खतरे
पृथ्वी का वायुमंडल और मैग्नेटोस्फीयर जमीनी स्तर पर पर्याप्त सुरक्षा की अनुमति देते हैं, लेकिन अंतरिक्ष यात्री संभावित घातक विकिरण विषाक्तता के अधीन हैं। जीवित कोशिकाओं में उच्च-ऊर्जा कणों के प्रवेश से गुणसूत्र क्षति, कैंसर और अन्य स्वास्थ्य समस्याएं हो सकती हैं। बड़ी खुराक तुरंत घातक हो सकती है। 30 MeV से अधिक ऊर्जा वाले सौर प्रोटॉन विशेष रूप से खतरनाक होते हैं। उच्च ऊंचाई पर उड़ान भरने वाले जेट एयरलाइनर पर सौर प्रोटॉन घटनाएं उन्नत विकिरण भी उत्पन्न कर सकती हैं। हालांकि ये जोखिम छोटे हैं, उड़ान के कर्मचारियों को बार-बार उजागर किया जा सकता है, और उपग्रह उपकरण द्वारा सौर प्रोटॉन घटनाओं की निगरानी से जोखिम की निगरानी और मूल्यांकन किया जा सकता है, और अंत में अवशोषित खुराक को कम करने के लिए उड़ान पथ और ऊंचाई को समायोजित किया जा सकता है। जमीनी स्तर में वृद्धि, जिसे ग्राउंड लेवल इवेंट्स या जीएलई के रूप में भी जाना जाता है, तब होता है जब एक सौर कण घटना में जमीनी स्तर पर प्रभाव डालने के लिए पर्याप्त ऊर्जा वाले कण होते हैं, मुख्य रूप से ग्राउंड लेवल पर मापे गए न्यूट्रॉन की संख्या में वृद्धि के रूप में पाया जाता है। इन घटनाओं का विकिरण की खुराक पर असर देखा गया है, लेकिन वे कैंसर के खतरे को महत्वपूर्ण रूप से नहीं बढ़ाते हैं।

जानवरों पर प्रभाव
भू-चुंबकीय तूफानों और मानव स्वास्थ्य के बीच संबंधों पर वैज्ञानिक साहित्य का एक बड़ा लेकिन विवादास्पद निकाय है। यह रूसी पत्रों के साथ शुरू हुआ, और इस विषय का बाद में पश्चिमी वैज्ञानिकों द्वारा अध्ययन किया गया। कारण के सिद्धांतों में क्रिप्टोक्रोम, मेलाटोनिन, पीनियल ग्रंथि और सर्कैडियन लय की भागीदारी शामिल है। कुछ वैज्ञानिकों का सुझाव है कि सौर तूफान खुद को फंसे हुए सीतासियन को प्रेरित करते हैं। कुछ लोगों ने अनुमान लगाया है कि प्रवासी जानवर जो नेविगेट करने के लिए चुंबकत्व का उपयोग करते हैं, जैसे कि पक्षी और मधुमक्खियां भी प्रभावित हो सकती हैं।

यह भी देखें
• A-index

• K-index

• Advanced Composition Explorer

• Carrington Event

• Electromagnetic pulse

• Ionospheric storm

• List of plasma (physics) articles

• List of solar storms

• Magnetar

• Solar and Heliospheric Observatory

• STEREO

• Van Allen Probes

अग्रिम पठन

 * Carlowicz, M., and R. Lopez, Storms from the Sun, Joseph Henry Press, 2002, www.stormsfromthesun.net
 * Odenwald, S., 2003, "The Human Impacts of Space Weather".
 * Stoupel, E., (1999) Effect of geomagnetic activity on cardiovascular parameters, Journal of Clinical and Basic Cardiology, 2, Issue 1, 1999, pp 34–40. IN James A. Marusek (2007) Solar Storm Threat Analysis, Impact, Bloomfield, Indiana 47424
 * Volland, H., (1984), "Atmospheric Electrodynamics", Kluwer Publ., Dordrecht
 * Odenwald, S., 2003, "The Human Impacts of Space Weather".
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 * Volland, H., (1984), "Atmospheric Electrodynamics", Kluwer Publ., Dordrecht
 * Odenwald, S., 2003, "The Human Impacts of Space Weather".
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 * Volland, H., (1984), "Atmospheric Electrodynamics", Kluwer Publ., Dordrecht
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 * Volland, H., (1984), "Atmospheric Electrodynamics", Kluwer Publ., Dordrecht
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बाहरी संबंध

 * Live solar and geomagnetic activity data at Spaceweather
 * NOAA Space Weather Prediction Center
 * Real time magnetograms
 * Aurora Watch at Lancaster University
 * USGS Geomagnetism program

Links related to power grids:
 * Geomagnetic Storm Induced HVAC Transformer Failure is Avoidable
 * NOAA Economics — Geomagnetic Storm datasets and Economic Research
 * Geomagnetic Storms Can Threaten Electric Power Grid