Efectos de la precipitación de partículas energéticas de origen solar en la atmosfera de la tierra

Abstract

La Tierra es continuamente “bombardeada” por partículas energéticas cargadas procedentes del espacio exterior que penetran en la atmósfera y pueden influir en una variedad de procesos atmosféricos. El Sol emite ondas de radio, rayos X y partículas energéticas, además de la luz visible. El transporte de energía desde el Sol hacia la Tierra se produce de dos formas: (1) radiación electromagnética, que emite alrededor de 4 x 1033 erg/s irradiando la Tierra con 1,37x 10 3 W m-2 y (2) radiación corpuscular (el viento solar con el campo magnético interplanetario “congelado” en él y cualquier partícula solar energética que puede estar presente). El ingreso de partículas energéticas solares a la magnetosfera de la Tierra produce efectos sobre las especies químicas de la atmosfera alta y media cuando precipitan en las zonas aurorales de ambos hemisferios guiadas por el campo geomagnético. La ionosfera, como parte del entorno meteorológico espacial, juega un papel crucial a través de la modulación del circuito electrodinámico global, su acoplamiento a la magnetosfera y como medio clave para la comunicación, el sondeo y la navegación. Por tanto, una comprensión profunda de su variabilidad en todas las escalas de tiempo es un importante aporte al estudio de la meteorología espacial. Como consecuencia de la intensificación de la precipitación de partículas durante periodos de tormenta geomagnética, se produce un aumento de la ionización, la creación de nitrógeno impar (NOx) y de hidrógeno impar (HOx) en la atmósfera superior, afectando la química del ozono estratosférico. Por otro lado, los campos eléctricos de origen magnetosférico, las perturbaciones atmosféricas viajeras, la circulación termosférica, y los cambios de composición química, explican las características ionosféricas de la densidad electrónica durante las distintas fases de tormentas geomagnéticas y en diferentes latitudes.

The Earth is continuously "bombarded" by energetic charged particles from outer space that penetrate the atmosphere and can influence a variety of atmospheric processes. The Sun emits radio waves, X-rays and energetic particles in addition to visible light. The energy transport from the Sun to the Earth occurs in two forms: (1) electromagnetic radiation, which emits about 4 x 1033 erg/s irradiating the Earth with 1.37x 10 3 W m-2 and (2) corpuscular radiation (the solar wind with the interplanetary magnetic field "frozen" into it and any energetic solar particles that may be present). The inflow of solar energetic particles into the Earth's magnetosphere produces effects on chemical species in the high and middle atmosphere as they precipitate into the auroral zones of the two hemispheres guided by the geomagnetic field. The ionosphere, as part of the space weather environment, plays a crucial role through modulation of the global electrodynamic circuitry, its coupling to the magnetosphere, and as a key medium for communication, sounding, and navigation. Therefore, a deep understanding of its variability on all time scales is an important contribution to the study of space weather. As a consequence of intensified particle precipitation during periods of geomagnetic storms, there is an increase in ionization, the creation of odd nitrogen (NOx) and odd hydrogen (HOx) in the upper atmosphere, affecting the chemistry of stratospheric ozone. Also, electric fields of magnetospheric origin, circulating atmospheric disturbances, thermospheric circulation, and chemical composition changes explain the ionospheric characteristics of the electron density during different phases of geomagnetic storms and at different latitudes.