Kamis, 06 Agustus 2015

Seminar Fisika "Badai Geomagnetik"

Dalam perambatannya menuju atmosfer bumi, CME yang merupakan gerakan gelombang kejut (shock wave) karena plasma CME bergerak dengan kecepatan yang lebih besar daripada kecepatan angin surya yang bergerak di sekitar plasma CME pada arah yang sama. 

CME yang mengarah ke bumi tidak akan langsung mengenai permukaan bumi, melainkan akan terlebih dahulu berinteraksi dengan magnetosfer bumi. Medan magnetik yang dibawa oleh CME akan membungkus bumi dan menjalar dari belakang bumi. Partikel berenergi tinggi yang menuju bagian bumi yang menghadap ke matahari akan diarahkan sesuai dengan garis medan magnet bumi menuju ke area kutub bumi. Di area kutub bumi tersebut partikel-partikel bermuatan yang dibawa oleh CME akan berinteraksi dengan ion-ion di lapisan ionosfer yang dapat menghasilkan aurora


Flare dan CME mampu meningkatkan kecepatan dan kerapatan angin surya secara tiba-tiba. Angin surya berasal dari materi korona yang tidak dapat ditahan oleh gaya gravitasi matahari yang menyebabkan partikel bermuatan lepas ke ruang angkasa dengan kecepatan tinggi. Jika angin surya dipercepat oleh flare dan CME maka terjadilah badai matahari yang tidak hanya membawa partikel bermuatan, tetapi juga paparan radiasi dalam jumlah besar. Badai matahari sering terjadi ketika matahari berada pada masa puncak aktivitasnya karena pada masa tersebut flare kelas besar dan CME semakin sering terjadi. 


Besarnya radiasi dan jumlah partikel bermuatan yang dikeluarkan oleh peristiwa badai matahari membawa dampak bagi kehidupan di bumi. Radiasi sinar X dan sinar ultraviolet dapat membahayakan astronot yang sedang berada di luar angkasa. Besarnya radiasi juga mengakibatkan perubahan kerapatan dan temperatur atmosfer. Partikel bermuatan dari peristiwa CME akan berinteraksi dengan medan magnet bumi hingga menyebabkan badai geomagnet kemudian dapat menyebabkan gangguan arus listrik yang disebut dengan Geomagnetically Induced Current (GIC) serta gangguan pada pengamatan bidang geologi yang memanfaatkan medan magnet bumi. 

Partikel-partikel bermuatan dan medan magnet matahari yang terbawa CME melakukan dua jenis pergerakan dengan bantuan angin surya (solar wind) yang diilustrasikan pada Gambar 2.12. Jika partikel bermuatan CME bergerak menuju utara maka energi dari partikel tersebut hanya mengelilingi bumi. Hal itu dikarenakan arah gerak medan magnet matahari yang terbawa CME searah dengan pergerakan medan magnet bumi dimana medan magnet bumi berasal dari kutub utara magnet yang berada pada kutub selatan geografis bumi menuju ke kutub selatan magnet yang berada pada kutub utara geografis bumi. Sebaliknya, jika medan magnet yang terbawa CME bergerak ke selatan, dapat menyatu dengan medan magnet bumi yang mengarah ke utara (mengalami rekoneksi) dan membuka jalan bagi masuknya plasma dalam angin surya ke magnetosfer. 


Selain rekoneksi antara medan magnet matahari dan medan magnet bumi, juga terjadi rekoneksi antar medan magnet bumi karena pergerakan medan magnet matahari yang terbawa CME terus bergerak menuju medan magnet bumi (www.nasa.gov, 2015). Rekoneksi-rekoneksi tersebut penyebab terjadinya badai geomagnetik atau gangguan geomagnetik (Geomagnetic Disturbance).


Badai geomagnetik adalah gangguan medan magnet bumi yang disebabkan oleh induksi partikel bermuatan listrik dari CME yang sampai pada permukaan bumi pada saat matahari aktif, yaitu berupa lontaran massa korona (Thompson, 1989). Pada saat bertemu dengan magnetosfer bumi maka akan terjadi transfer energi dan momentum ke dalam magnetosfer melalui mekanisme rekoneksi yang selanjutnya memicu timbulnya perubahan sistem arus listrik di dalam magnetosfer dan juga ionosfer. 

Perubahan arus tersebut menyebabkan peningkatan aktivitas magnetik di seluruh permukaan bumi. Dengan demikian, gangguan geomagnet sangat dikendalikan oleh perilaku kopling angin surya-magnetosfer bumi pada sebelum dan saat badai geomagnet berlangsung. Gangguan geomagnet akan semakin intens bersamaan dengan kondisi medan magnet antar planet yang cenderung mengarah ke selatan (Burton et al., 1975; Gonzales et al., 1994; Nagatsuma, 2002; Ballatore and Gonzales, 2003; Maltsev, 2003).


Pada saat aktivitas matahari maksimum, aktivitas matahari didominasi oleh flare dan CME. CME berkecepatan tinggi yang berasal dari matahari bergerak menuju ruang antar planet dengan membawa medan magnet berintensitas tinggi. Pada saat matahari minimum, pengaruh lubang korona sangat dominan pada medium antar planet. Lubang korona tersebut akan bermigrasi dari daerah polar ke lintang yang lebih rendah bahkan kadang-kadang sampai ke ekuator matahari (Jakson, 1997). Aliran plasma yang berasal dari lubang tersebut berkecepatan 750-800 km/s. Pada saat lubang korona bermigrasi ke lintang yang lebih rendah, aliran plasma yang berasal dari lubang korona menerpa magnetosfer bumi dengan interval yang periodik dapat menyebabkan badai geomagnetik berulang (recurrent geomagnetic storm).

untuk Pembahasan lebih lengkap tentang Badai Geomagnetik bisa kalian lihat dalam makalah Seminar Fisika yang dapat kalian download di Makalah Badai Geomagnetik

Sekian , semoga bermanfaat


EmoticonEmoticon