Ο Διαστημικός Καιρός είναι το σύνολο των διεργασιών και γεγονότων που λαμβάνουν χώρα στην περιοχή της γήινης μαγνητόσφαιρας και γύρω από αυτήν. Τα γεγονότα αυτά προκαλούνται κυρίως από διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον Ήλιο και διαδίδονται στον διαπλανητικό χώρο με την μορφή ενεργειακών δομών (π.χ. στεμματικές εκτοξεύσεις μάζας) φθάνοντας στη Γη επηρεάζοντας έτσι την μαγνητόσφαιρά της, με ποικίλα αποτελέσματα. Οι γεωμαγνητικές καταιγίδες είναι τα ισχυρότερα απ’αυτά και αποτελούν ισχυρές διαταραχές της γήινης μαγνητόσφαιρας, τόσο στη δομή της όσο και στην ένταση του μαγνητικού πεδίου της. Ένα αποτέλεσμα είναι η επιρροή των δορυφορικών συστημάτων μας από αυτές τις ισχυρές ηλιακές ενεργειακές δομές και τις γεωμαγνητικές καταιγίδες, με αποτέλεσμα την μη ορθή λειτουργία τους ή ακόμα και την καταστροφή τους, γεγονότα που μπορούν να κοστίσουν αρκετά τόσο σε οικονομικό όσο και σε λειτουργικό επίπεδο (π.χ. συστήματα πλοήγησης).
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια στατιστική μελέτη όλων των γεωμαγνητικών καταιγίδων των ηλιακών κύκλων 23 και 24 με την χρήση δεδομένων από τους επίγειους μετρητές για τους γεωμαγνητικούς δείκτες Kp και Dst. Σκοπός της εργασίας είναι να γίνει μια διερεύνηση στην κατανομή των γεωμαγνητικών καταιγίδων με την χρήση και των δύο γεωμαγνητικών δεικτών και να γίνει μια σύγκριση των αποτελεσμάτων. Καταγράφηκε ο αριθμός, η ένταση και η χρονική στιγμή των καταιγίδων και έγινε μια πρώτη σύγκριση μεταξύ των δύο ηλιακών κύκλων, καθώς και μελέτη της μηνιαίας και ετήσιας κατανομής τους στην διάρκεια των 22 μελετούμενων ετών και για τους δύο γεωμαγνητικούς δείκτες. Επιπλέον έχει γίνει μια
Πιο συγκεκριμένα, με τον δείκτη Kp καταγράφηκαν 1030 γεωμαγνητικές καταιγίδες ενώ με τον δείκτη Dst καταγράφηκαν 523 καταιγίδες, περίπου το ήμιση των γεωμαγνητικών καταιγίδων απ’ότι καταγράφηκαν με τον δείκτη Kp. Αυτό δηλώνει ότι με τον δείκτη Kp καταγράφηκαν και οι μέτριες καταιγίδες (τύπου G1) οι οποίες ήταν σε αριθμό 675 και δεν είχαν τις απαραίτητες προδιαγραφές για να φτάσουν μέχρι το επίπεδο του Ισημερινού αλλά παρέμειναν μέχρι τα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη.
Μελετώντας τις καταιγίδες σε μηνιαία και ετήσια βάση στο τέλος παρουσιάζονται τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα αυτών των μελετών, καθώς και οι προοπτικές που προκύπτουν για περαιτέρω έρευνα και μελέτη. Τα κυριότερα απ’αυτά είναι :
a) η μορφή της κατανομής των καταιγίδων είναι ξεκάθαρα συσχετισμένη με την μορφή του εντεκαετούς κύκλου, η οποία όμως φαίνεται ελαφρώς μετατοπισμένη στα μέγιστά της ως προς τα μέγιστα των ηλιακών κύκλων κατά 1-2 χρόνια.
b) η εποχιακή εξάμηνη μεταβολή της γεωμαγνητικής δραστηριότητας, η οποία μας δείχνει ότι η γεωμαγνητική δραστηριότητα είναι μέγιστη κοντά στις Ισημερίες και ελάχιστη κοντά στα Ηλιοστάσια (Russell and McPherron, 1973).
c) Η εμφάνιση χαμηλής γεωμαγνητικής δραστηριότητας στον ηλιακό κύκλο 24 η οποία και επιβεβαιώνει την χαμηλή δραστηριότητα αυτού του κύκλου (Jiang et al., 2015 ; Svalgaard Leif et al., 2005).
Στο πρώτο κεφάλαιο δίδονται εισαγωγικές έννοιες για τον Ήλιο, την ηλιακή δραστηριότητα και τον διαπλανητικό χώρο. Στο δεύτερο κεφάλαιο δίνονται τα χαρακτηριστικά της δομής της γήινης μαγνητόσφαιρας και του πλάσματός της. Στο τρίτο κεφάλαιο δίνεται η σύζευξη των δύο συστημάτων Ηλίου-Γήινης μαγνητόσφαιρας και γίνεται αναφορά στον Διαστημικό Καιρό, τους γεωμαγνητικούς δείκτες που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή του καθώς και τις μεθόδους πρόβλεψής του. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η επεξεργασία των δεδομένων για τις γεωμαγνητικές καταιγίδες και η παρουσίαση των αποτελεσμάτων. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο δίνονται τα τελικά συμπεράσματα της επεξεργασίας, καθώς και οι προοπτικές που εμφανίζονται.
Στο Παράρτημα της εργασίας αυτής αναφέρεται η βιβλιογραφία και οι σχετικές δημοσιεύσεις που χρησιμοποιήθηκαν καθ’όλη τη διάρκειά της, καθώς και οι πίνακες με όλες τις γεωμαγνητικές καταιγίδες που καταγράφηκαν με την βοήθεια των δύο γεωμαγνητικών δεικτών.Space Weather is the total of all processings and phenomena that occur in the area of Earth’s magnetosphere and around it. Most of these phenomena are born from processings that take place on the Sun and spread out to the interplanetary space, reaching the Earth and affect it’s magnetosphere with various effects on and in it. Geomagnetic storms are the most intense of these phenomena and are powerful disturbances of the Earth’s magnetosphere, both in its structure and in the intensity of its magnetic field. One effect is the influence on the satellite systems from these solar energetic structures and geomagnetic storms, with the result of malfunction or even destruction to the satellites’ systems, facts that can cause much both in economic and in operating terms (e.g. navigating systems).
In this dissertation a statistical study of all geomagnetic storms of the solar cycles 23 and 24 was performed with the usage of data from ground monitors of the geomagnetic indices Kp and Dst. The aim of the dissertation is to investigate the distribution of geomagnetic storms with the use of both geomagnetic indices and to compare the results. The number, intensity and time of occurrence of the occurred storms were recorded and a comparison between the two cycles was done, as well as a study of their monthly and annual distribution for both geomagnetic indices.
Specifically, 1030 geomagnetic storms were recorded with Kp index while with Dst index 523 storms were recorded. This implies that half of the geomagnetic storms that were recorded did not reach the Equator level but only reached the high latitudes. That is, with Kp index we also recorded the low intensity storms that did not have the necessary specifications to reach the Equator.
At the end, the results and the conclusions are being presented, as well as the prospects arising for further research and study of all the above issues. The main ones are:
a) The form of the storms distribution over the solar cycles, which seems to be slightly shifted to the solar cycles’ maximum by 1-2 years, but it is quite clear in its form and in its relation to the solar cycle.
b) The clear semiannual variation of geomagnetic activity, which shows us that geomagnetic activity is maximal at Equinoxes and minimal at Solstices (Russell and McPherron, 1973).
c) The occurrence of low geomagnetic activity at solar cycle 24 which confirms the low activity of this cycle (Jiang et al., 2015 ; Svalgaard Leif et al., 2005).
In the first chapter introductory concepts for the Sun, solar activity and interplanetary space are being given. In the second chapter we give the characteristics of the structure and plasma of the Earth’s magnetosphere. The third chapter deals with the pairing of Solar-Earth’s magnetosphere systems and refers to Space Weather, the geomagnetic indices used to describe it and its forecasting methods. The forth chapter presents the processing of geomagnetic storms’ data and the presentation of the results. Finally, in the fifth chapter we give the final conclusions of the processing, as well as the future prospects that appear from the results.
In the Appendix of this dissertation we refer the literature and related publications used throughout it, as well as the tables with all the geomagnetic storms recorded using the two geomagnetic indices
