Siamo circondati da ... correnti!

T. Alberti   31-07-2018    Leggi in PDF

Siamo circondati da ... correnti!

Strutture spaziali dei sistemi di correnti durante periodi di intensa attività geomagnetica. Si notano i vortici legati al sistema di correnti responsabili della variazione diurna (Sq) e le correnti di Hall ad alta latitudine (adattata da T. Alberti, Multivariate Empirical Mode Decomposition analysis of Swarm data, Il Nuovo Cimento, in press).

Il campo geomagnetico è una proprietà intrinseca del nostro pianeta, risultato della sovrapposizione di diversi contributi sia di origine interna che esterna alla superficie terrestre. Il campo magnetico che misuriamo sulla superficie della Terra è infatti il risultato di un campo principale, generato da una dinamo autosufficiente che opera nel nucleo esterno fluido, di un campo crostale dovuto alla litosfera magnetizzata, di un campo esterno, generato da correnti elettriche che fluiscono nella ionosfera e nella magnetosfera terrestre, e di un campo d'induzione elettromagnetica, generato da correnti indotte nella crosta e nel mantello dal campo esterno variabile nel tempo.

Il campo geomagnetico è sottoposto a continue variazioni temporali di diversa natura che vanno dai millisecondi ai milioni di anni. Le variazioni più lente (da qualche anno fino a milioni di anni), comunemente chiamate "variazioni secolari", sono legate alla dinamica del nucleo terrestre e ai fenomeni che generano il campo stesso, mentre le variazioni a breve termine sono principalmente associate a cambiamenti nei sistemi di correnti ionosferiche e magnetosferiche e alle loro interazioni con il vento solare.

Grazie a questo lavoro, è stato possibile discriminare in modo inequivocabile le diverse strutture spaziali dei sistemi di correnti responsabili delle variazioni del campo geomagnetico di origine esterna misurate dalla costellazione di satelliti Swarm. La metodologia di analisi proposta, applicata per la prima volta nell'ambito geofisico, ha permesso infatti l'identificazione di strutture spaziali associate a differenti sistemi di correnti equivalenti noti, quali il sistema di correnti responsabili della variazione diurna (Sq), la corrente ad anello e gli elettrogetti aurorali, e di studiarne i loro cambiamenti in funzione del livello di attività geomagnetica.

Il metodo proposto, che consente l'analisi di strutture spaziali frutto di processi non lineari e non stazionari, ha mostrato la sua grande potenzialità nello studio delle strutture associate ai disturbi geomagnetici dovuti all’interazione vento solare – magnetosfera – ionosfera. Questo tipo di analisi rientra nell'ambito degli studi connessi allo "space weather", ossia allo stato fisico dello spazio circumterrestre che influenza la Terra e il suo sistema tecnologico a seguito delle variazioni delle condizioni dello spazio interplanetario dovute alla dinamica solare.

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