오로라 예보는 어떻게 만들어질까

Kp 지수

Kp는 전 지구적인 지자기 교란을 3시간 단위로 측정하며, 0부터 9까지 3분의 1 단위(2−, 2o, 2+ …)로 나타내요. 중위도 관측소의 자력계 데이터로 산출하고 포츠담의 GFZ 헬름홀츠 센터가 발표해요. NOAA는 실시간 추정치와 3일 예보를 발표해요.

Kp가 높을수록 오로라 오벌이 극에서 멀리 확장돼요. 하지만 Kp는 3시간 동안의 전 지구 평균이라서, 'Kp 3'인 밤에도 짧은 폭발로 멋진 오로라가 나타날 수 있고, 고위도 지역에서는 Kp 0에서도 오로라를 볼 수 있어요.

NOAA의 G 등급

지자기 폭풍은 G1(Kp 5)부터 G5(Kp 9)까지 등급이 매겨져요. G1–G2 폭풍이면 스코틀랜드, 스칸디나비아 남부, 미국 북부에서도 오로라가 보이고, G4–G5 폭풍이면 2024년 5월과 10월처럼 중위도까지 내려올 수 있어요.

태양풍과 Bz: 다음 한 시간

태양 쪽으로 약 150만 km 떨어진 우주선이 태양풍을 지구에 도달하기 전, 보통 30–60분 앞서 측정해요. 속도, 밀도, 그리고 특히 Bz(행성간 자기장의 남북 방향)가 지구 자기장으로 들어오는 에너지의 양을 결정해요.

Bz가 남쪽(음수)을 향하면 태양풍이 자기권과 결합해요. 몇 나노테슬라 정도의 남향 Bz가 30분 이상 이어지면 곧 오로라가 나타날 가장 좋은 단기 신호예요.

OVATION 모델

NOAA의 OVATION 모델은 측정한 태양풍 데이터를 향후 30분 동안 눈에 보이는 오로라가 나타날 확률 지도로 바꿔 줘요. 저희는 이 지도를 모든 장소 페이지에 보여 주고, 현재 시간의 점수 계산에도 사용해요.

며칠, 몇 주 앞의 예보

코로나 질량 방출(CME)은 지구에 도달하기까지 1–3일이 걸려서, 3일 예보는 이미 관측된 폭발에 달려 있어요. 코로나 구멍에서 나오는 고속 태양풍은 태양의 자전에 따라 27일마다 돌아오는 경우가 많아, 몇 주 앞의 대략적인 전망을 할 수 있어요. 그보다 먼 앞날은 계절적 참고 자료일 뿐이에요.

예보가 빗나가는 이유

CME의 도착 시간은 여러 시간의 오차가 있고, 자기장 방향은 우주선을 지나갈 때에야 알 수 있어요. 그래서 예보된 '폭풍'이 흐지부지되기도 하고, 조용할 것으로 예보된 밤에 뜻밖의 오로라가 나타나기도 해요.