upright=1.75|thumb|Representação artística de partículas de vento solar interagindo com a magnetosfera da Terra. Os tamanhos não estão em escala Uma tempestade geomagnética, também conhecida como tempestade magnética, é uma perturbação temporária da magnetosfera da Terra causada por uma onda de choque do vento solar e/ou nuvem de campo magnético que interage com o campo magnético da Terra.
A perturbação que impulsiona a tempestade magnética pode ser uma ejeção de massa coronal solar (CME) ou (muito menos severamente) uma região de interação corrotante (CIR), um fluxo de vento solar de alta velocidade originário de um buraco coronal.Corotating Interaction Regions, Corotating Interaction Regions Proceedings of an ISSI Workshop, 6–13 June 1998, Bern, Switzerland, Springer (2000), Hardcover, , Softcover, A frequência das tempestades geomagnéticas aumenta e diminui com o ciclo das manchas solares. Durante o máximo solar, as tempestades geomagnéticas ocorrem com mais frequência, sendo a maioria impulsionada por CMEs.
O aumento da pressão do vento solar inicialmente comprime a magnetosfera. O campo magnético do vento solar interage com o campo magnético da Terra e transfere uma energia aumentada para a magnetosfera. Ambas as interações causam um aumento no movimento do plasma através da magnetosfera (impulsionado pelo aumento dos campos elétricos dentro da magnetosfera) e um aumento na corrente elétrica na magnetosfera e na ionosfera. Durante a fase principal de uma tempestade geomagnética, a corrente elétrica na magnetosfera cria uma força magnética que empurra a fronteira entre a magnetosfera e o vento solar.
Vários fenômenos do clima espacial tendem a estar associados ou são causados por uma tempestade geomagnética. Isso inclui eventos de partículas energéticas solares (SEP), correntes induzidas geomagneticamente (GIC), distúrbios ionosféricos que causam cintilação de rádio e radar, interrupção da navegação por bússola magnética e exibições de auroras em latitudes muito mais baixas do que o normal.
A maior tempestade geomagnética registrada, o Evento Carrington em setembro de 1859, derrubou partes da recém-criada rede telegráfica dos Estados Unidos, iniciando incêndios e eletrocutando operadores de telégrafo. Uma tempestade geomagnética de março de 1989, energizou correntes terrestres induzidas que interromperam a distribuição de energia elétrica na maior parte de Quebec, Canadá e causaram auroras até o sul do Texas, Estados Unidos. No dia 14/05/2025, uma tempestade solar extrema atingiu a Europa, isso também aconteceu no dia 22 de maio, que foi de X 12,7 e pôde ser sentida nos locais não afetados. Em 2025, haverá tempestades solares constantes entre X1-X15 em maio, mas especialmente em junho. Também vai agitar o clima Tempestades solares de intensidade variável são esperadas quase todos os dias.
Em 23 de maio de 2025, uma tempestade solar de magnitude X7 atingiu todo o continente americano e causou grandes interrupções na infraestrutura em apenas 2 horas. Tempestades solares dessa magnitude ou mais fortes também podem ser comuns no final de maio e junho.
Definição Uma tempestade geomagnética é definidaGonzalez, W. D., J. A. Joselyn, Y. Kamide, H. W. Kroehl, G. Rostoker, B. T. Tsurutani, and V. M. Vasyliunas (1994), What is a Geomagnetic Storm?, J. Geophys. Res., 99(A4), 5771–5792. por mudanças no índice Dsthttp://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/dstdir/dst2/onDstindex.html Sugiura, M., and T. Kamei, Equatorial Dst index 1957–1986, IAGA Bulletin, 40, edited by A. Berthelier and M. Menville, ISGI Publ. Off., Saint. Maur-des-Fosses, France, 1991. (perturbação – tempo de tempestade). O índice Dst estima a mudança média global do componente horizontal do campo magnético da Terra no equador magnético com base em medições de algumas estações de magnetômetro. Dst é calculado uma vez por hora e relatado quase em tempo real.http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/wdc/Sec3.html World Data Center for Geomagnetism, Kyoto Durante os períodos de silêncio, Dst está entre +20 e −20 nano-Tesla (nT).
Uma tempestade geomagnética tem três fases: inicial, principal e de recuperação. A fase inicial é caracterizada por Dst (ou seu componente de um minuto SYM-H) aumentando de 20 a 50 nT em dezenas de minutos. A fase inicial também é conhecida como início súbito de tempestade (SSC). No entanto, nem todas as tempestades geomagnéticas têm uma fase inicial e nem todos os aumentos repentinos em Dst ou SYM-H são seguidos por uma tempestade geomagnética. A fase principal de uma tempestade geomagnética é definida por Dst diminuindo para menos de −50 nT. A seleção de −50 nT para definir uma tempestade é um tanto arbitrária. O valor mínimo durante uma tempestade será entre −50 e aproximadamente −600 nT. A duração da fase principal é tipicamente de 2 a 8 horas. A fase de recuperação é quando Dst muda de seu valor mínimo para seu valor de tempo de silêncio. A fase de recuperação pode durar apenas 8 horas ou até 7 dias.
thumb|Aurora boreal
O tamanho de uma tempestade geomagnética é classificado como moderado (−50 nT > mínimo de Dst > −100 nT), intenso (−100 nT > mínimo Dst > −250 nT) ou supertempestade (mínimo de Dst < −250 nT).
Medindo a intensidade A intensidade da tempestade geomagnética é relatada de várias maneiras diferentes, incluindo:
Índice-K Índice-A A escala G usada pela Administração Oceânica e Atmosférica Nacional dos Estados Unidos, que classifica a tempestade de G1 a G5 (ou seja, G1, G2, G3, G4, G5 em ordem), onde G1 é a classificação de tempestade mais fraca (correspondente a um valor Kp de 5), e G5 é o mais forte (correspondente a um valor de Kp de 9).
História da teoria Em 1931, Sydney Chapman e Vincenzo C. A. Ferraro escreveram um artigo, A New Theory of Magnetic Storms (Uma Nova Teoria das Tempestades Magnéticas), que buscava explicar o fenômeno. Eles argumentaram que sempre que o Sol emite uma erupção solar, também emite uma nuvem de plasma, agora conhecida como ejeção de massa coronal. Eles postularam que esse plasma viaja a uma velocidade tal que atinge a Terra em 113 dias, embora agora saibamos que essa jornada leva de 1 a 5 dias. Eles escreveram que a nuvem então comprime o campo magnético da Terra e, assim, aumenta esse campo na superfície da Terra. O trabalho de Chapman e Ferraro baseou-se no de, entre outros, Kristian Birkeland, que usou tubos de raios catódicos recentemente descobertos para mostrar que os raios eram desviados para os polos de uma esfera magnética. Ele teorizou que um fenômeno semelhante era responsável pelas auroras, explicando por que elas são mais frequentes nas regiões polares.
Ocorrências A primeira observação científica dos efeitos de uma tempestade geomagnética ocorreu no início do século XIX: de maio de 1806 a junho de 1807, Alexander von Humboldt registrou o rumo de uma bússola magnética em Berlim, Reino da Prússia. Em 21 de dezembro de 1806, ele notou que sua bússola havia se tornado errática durante um brilhante evento de aurora.
De 1 a 2 de setembro de 1859, ocorreu a maior tempestade geomagnética registrada. De 28 de agosto até 2 de setembro de 1859, numerosas manchas solares e erupções solares foram observadas no Sol, com a maior erupção em 1 de setembro. Isso é conhecido como a tempestade solar de 1859 ou o evento Carrington. Pode-se presumir que uma enorme ejeção de massa coronal (CME) foi lançada do Sol e atingiu a Terra em dezoito horas, uma viagem que normalmente leva de três a quatro dias. O campo horizontal foi reduzido em 1600 nT conforme registrado pelo Observatório Colaba. Estima-se que Dst teria sido aproximadamente −1760 nT. Fios de telégrafo nos Estados Unidos e na Europa experimentaram aumentos de tensão induzidos (emf), em alguns casos até causando choques aos operadores de telégrafo e iniciando incêndios. As auroras foram observadas no extremo sul do Havaí, México, Cuba e Itália, fenômenos que geralmente são visíveis apenas nas regiões polares. Núcleos de gelo mostram evidências de que eventos de intensidade semelhante se repetem a uma taxa média de aproximadamente uma vez a cada 500 anos.
Desde 1859, ocorreram tempestades menos severas, notadamente a aurora de 17 de novembro de 1882 e a tempestade geomagnética de maio de 1921, ambas com interrupção do serviço telegráfico e início de incêndios, e 1960, quando foi relatada a interrupção generalizada do rádio.
thumb|upright=1.85|GOES-7 monitora as condições do clima espacial durante a Grande Tempestade Geomagnética de março de 1989, o monitor de nêutrons de Moscou, Rússia registrou a passagem de uma CME como uma queda nos níveis conhecida como redução de Forbush.
No início de agosto de 1972, uma série de erupções e tempestades solares atinge o pico com uma erupção estimada em torno de X20, produzindo o trânsito CME mais rápido já registrado e uma forte tempestade geomagnética e de prótons que interrompeu as redes elétricas e de comunicações terrestres, bem como satélites (pelo menos um feito permanentemente inoperante) e detonou espontaneamente numerosas minas marítimas de influência magnética da Marinha dos Estados Unidos no Vietnã do Norte.
A tempestade geomagnética de março de 1989 causou o colapso da rede elétrica Hydro-Québec em segundos, quando os relés de proteção do equipamento dispararam em uma sequência em cascata. 6 milhões de pessoas ficaram sem energia por 9 horas. A tempestade causou auroras tão ao sul quanto o Texas, Estados Unidos. A tempestade que causou este evento foi o resultado de uma massa coronal ejetada do Sol em 9 de março de 1989. O Dst mínimo foi de −589 nT.
Em 14 de julho de 2000, uma erupção da classe X5 (conhecida como o evento do Dia da Bastilha) e uma massa coronal foi lançada diretamente na Terra. Uma supertempestade geomagnética ocorreu de 15 a 17 de julho; o mínimo do índice Dst foi −301 nT. Apesar da força da tempestade, nenhuma falha na distribuição de energia foi relatada.High-voltage power grid disturbances during geomagnetic storms Stauning, P., Proceedings of the Second Solar Cycle and Space Weather Euroconference, 24–29 September 2001, Vico Equense, Italy. Editor: Huguette Sawaya-Lacoste. ESA SP-477, Noordwijk: ESA Publications Division, , 2002, p. 521–524 O evento do Dia da Bastilha foi observado pelas Voyager 1 e Voyager 2, portanto, é o ponto mais distante do Sistema Solar em que uma tempestade solar foi observada.