磁気嵐：地球磁気圏における擾乱現象

磁気嵐（じきあらし、英: Geomagnetic storm）とは、太陽活動に起因する太陽風の変動によって地球の磁気圏が激しく乱され、地磁気が通常の状態から大きく変化する現象を指す。この現象は全世界的に観測され、数時間から数日間にわたって継続する。

発生メカニズム

磁気嵐は、主に太陽フレアやコロナ質量放出（CME）に伴って放出されたプラズマの塊が、強い南向きの磁場を伴って地球磁気圏に衝突することで発生する。この南向き磁場が地球磁気圏と相互作用し、磁気圏内の環電流（リングカレント）を発達させることで、地上の磁場が減少する。

磁気嵐の過程は、地磁気が減少・発達する「主相」と、その後数日かけて元の状態へ回復する「回復相」に分けられる。大規模な磁気嵐では、通常時の100分の1程度の磁場変化が観測されることもある。

地上および社会への影響

磁気嵐は高緯度地域を中心に様々な影響を及ぼす。特に激しい磁場変動は、地上の送電線に誘導電流を発生させ、電力網に障害を引き起こす可能性がある。歴史的には、1989年3月の磁気嵐によるカナダ・ケベック州の大停電が著名な事例である。

また、人工衛星の電子機器故障、無線通信の障害、衛星測位精度の低下といった悪影響も懸念されている。生物への影響については、渡り鳥の帰巣能力が磁気コンパスの乱れによって阻害される可能性が指摘されており、過去の伝書鳩レースにおける帰還率低下などの事例が研究対象となっている。

観測指標

磁気嵐の強度や活動度を示すために、複数の指数が用いられている。

• K指数・Kp指数：地球上の観測所における地磁気擾乱の振幅を対数的に区分した指標。
• Dst指数：磁気圏内の環電流の強さを反映する指標で、過去との比較に広く用いられる。
• AE指数：極域のオーロラジェット電流の活動度を示す指標。
• NOAA宇宙天気スケール（Gスケール）：アメリカ海洋大気庁が運用する、磁気嵐の強度をG1からG5の5段階で分類する指標。