Полярные сияния и геомагнитно-индуцированные токи, протекающие в поверхностных слоях атмосферы, вызываются схожими факторами космической погоды. При воздействии межпланетных ударных волн — возмущений в солнечном ветре — в магнитосфере Земли возникают геомагнитные возмущения. Нарушенные электрические токи в системе магнитосфера-ионосфера вызывают наземные геомагнитно-индуцированные токи, которые влияют на искусственные проводники, включая линии электропередачи, нефте- и газопроводы, железные дороги и подводные кабели.
Полярное сияние является визуальным предупреждением, указывающим на то, что нарушенные электрические токи в ближнем космосе и ионосфере генерируют геомагнитно-индуцированные токи. Во время особо сильных геомагнитных бурь, способных принести значительный ущерб, авроральная область может значительно расширяться, опускаясь с более высоких широт в 70 градусов до 40 градусов и даже ниже.
Ученые проанализировали базу данных межпланетных ударных волн и сопоставили ее с показаниями геомагнитно-индуцированных токов, измеренных на газопроводе в Мянтсяля (Финляндия). Для расчета свойств этих ударов, таких как угол и скорость, были использовали данные о межпланетном магнитном поле и солнечном ветре. Удары были разделены на три группы: сильно наклоненные, с умеренным наклоном и почти фронтальные.
Они обнаружили, что лобовые удары вызывают более высокие пики в геомагнитно-индуцированных токах как сразу после толчка, так и во время последующей суббури. Интенсивные пики происходили около магнитной полуночи, когда Северный полюс находился на линии между Солнцем и Мянтсяля. Локализованные суббури в это время также вызывают яркие полярные сияния.
Ученые также установили, что углы межпланетных ударных волн можно предсказать за два часа до столкновения. Эта информация позволит установить защиту для электросетей и другой уязвимой инфраструктуры до того, как произойдут самые сильные удары.
Несмотря на это, не было обнаружено выраженной корреляции между углом удара и временем, которое требуется для того, чтобы он вызвал ток. Это может указывать на необходимость сбора дополнительных данных о токах на разных широтах для получения более полной картины.
