Zemljino tečno rastopljeno spoljašnje jezgro, sastavljeno uglavnom od gvožđa i nikla, ispoljava elektromagnetno polje koje se proteže od severnog i južnog pola koje štiti planetu od štetnog zračenja sunčevih čestica.
Fluktuacije u jačini Zemljinog magnetnog polja — uzrokovane svakodnevnim promenama u strukturi solarnog vetra i povremenim solarnim olujama — mogu uticati na upotrebu modela geomagnetnog polja koji su neophodni za navigaciju u satelitima, avionima, brodovima i automobilima.
Modeli magnetnog polja razlikuju se u zavisnosti od lokacije prikupljanja podataka—bilo na površini Zemlje ili blizu nje ili satelita u niskoj Zemljinoj orbiti. Prošla istraživanja su pripisivala razlike u modelima nivoima aktivnosti u svemiru, ali je nedavna analiza šestogodišnjih modela Zemljinog i satelitskog magnetnog polja otkrila da su odstupanja modela takođe vođena greškama u modeliranju, a ne samo geofizičkim fenomenima. Rezultati su objavljeni u časopisu za geofizička istraživanja: Svemirska fizika.
Istraživački tim Univerziteta u Mičigenu procenio je razlike između posmatranja sa satelita misije Svarm u niskoj orbiti i modela Zemljinog magnetnog polja, trinaeste generacije Međunarodnog geomagnetnog referentnog polja ili IGRF-13. Oni su se fokusirali na razlike tokom niskih do umerenih geomagnetnih uslova koji obuhvataju 98,1% vremena između 2014. i 2020. godine.
Satelitska posmatranja prikupljena na različitim lokacijama iznad Zemlje su osetljiva na fluktuacije magnetnog polja, dok modeli magnetnog polja Zemlje koriste posmatranja za procenu unutrašnjeg magnetnog polja Zemlje bez uzimanja u obzir uticaja solarnih oluja. Modeli unutrašnjeg magnetnog polja kao što je IGRF-13 se koriste za praćenje promena u magnetnim polovima Zemlje, kao što je pomeranje severnog pola od oko 45 km severno-severozapadno svake godine.
Razumevanje ovih velikih razlika je važno za rad satelita kada se koristi IGRF-13 kao referenca i za istraživanje fizike Zemljine magnetosfere, jonosfere i termosfere.
Neizvesnost modela bila je najveća u severnom i južnom polarnom regionu, a statistička analiza je otkrila da je asimetrija između severnog i južnog polarnog regiona glavni faktor koji pokreće razlike u modelima.
„Često pretpostavljamo da postoji skoro simetrično magnetno polje između severnog i južnog polarnog regiona, ali oni su zapravo veoma različiti“, rekao je Jining Ši, pomoćnik naučnika na Univerzitetu u Mičigenu za nauku i inženjerstvo o klimi i svemiru i odgovarajući autor studije. .
Dva geografska pola mapiraju se u različite geomagnetne koordinate. Severni pol se mapira na oko 84° Magnetne geografske širine (MLAT) i 169° Magnetne dužine (MLON), a Južni pol mapira na oko -74° MLAT i 19° MLON.
Trag polarnih orbita satelita Svarm stvara pristrasnost uzorkovanja sa visokom koncentracijom merenja oko geografskih polova, što pogoršava razlike u modelima.
„Razumevanje da je ono što se pripisuje geofizičkim poremećajima zaista posledica asimetrije Zemljinog magnetnog polja pomoći će nam da bolje kreiramo modele geomagnetnog polja, kao i pomoć u satelitskoj i avio navigaciji“, rekao je Mark Moldvin, profesor Arthura F Turnaua. Klimatske i svemirske nauke i inženjerstvo na U-M i autor studije.
Još jedno pitanje koje izaziva zabrinutost navigacijske zajednice je da se polarno magnetno polje brzo menjalo tokom protekle decenije.
„Ovo dodaje dodatnu složenost stvaranju tačnih modela magnetnog polja“, rekao je Moldvin.
