La Clasificación de las Llamaradas Solares en Rayos-X, o “Sopa de Letras de las Llamaradas Solares”. También denominada Fulguración solar.

De spaceweather.com

Una llamarada solar es una explosión en el Sol que ocurre cuando la energía almacenada en campos magnéticos torcidos (usualmente localizados encima de las manchas solares) es soltada repentinamente. Las llamaradas producen un estallido de radiación a través del espectro electromagnético, desde las ondas de radio hasta los rayos-X y los rayos-gamma.

Los científicos clasifican a las llamaradas solares de acuerdo a su brillo en rayos-X, en el intervalo de 1 a 8 Angstroms. Existen tres categorías: las llamaradas de clase X son grandes; son eventos de gran magnitud que pueden desatar apagones en las ondas de radio en todo el planeta así como tormentas de radiación de larga duración. Las llamaradas de clase M son de tamaño mediano; pueden generalmente causar ligeros apagones en el radio que afectan las regiones polares de la tierra. A veces hay tormentas de radiación menores tras de una llamarada de clase M. Comparados con los eventos de tipo X y M, las llamaradas de clase C son pequeñas y de consecuencias poco notorias aquí en la Tierra.

Esta figura muestra una serie de llamaradas solares detectadas por satélites del NOAA en Julio del 2000:

Cada categoría de llamaradas de rayos X tiene nueve subdivisiones que corren desde, p.ej., C1 a C9, M1 a M9, y X1 a X9. En esta figura, las tres llamaradas que se indican fueron registradas como X2, M5 y X6 (de derecha izquierda). La llamarada X6 desató una tormenta de radiación alrededor de la Tierra que fué apodada Evento del Día de la Bastilla.

Cada categoría de rayos X se divide en una escala logarítmica del 1 al 9. Por ejemplo: B1 a B9, C1 a C9, etc. Una bengala X2 es dos veces más poderosa que una bengala X1, y es cuatro veces más poderosa que una Bengala M5. La categoría de clase de clase X es ligeramente diferente y no se detiene en X9 sino que continúa. Las llamaradas solares de X10 o más fuertes a veces también se llaman “llamaradas solares de clase Súper X”.

Más información

Una llamarada o fulguración solar es una liberación súbita e intensa de radiación electromagnética en la Cromosfera del Sol, con una energía equivalente a las bombas de hidrógeno, de hasta 6 × 10²⁵ julios, las cuales aceleran partículas a velocidades cercanas a la de la luz y están asociadas como precursoras de las eyecciones de masa coronal. Las fulguraciones solares tienen lugar en la cromosfera solar, calentando plasma a decenas de millones de kelvin y acelerando los electrones, protones e iones más pesados resultantes a velocidades cercanas a la de la luz. Producen radiación electromagnética en todas las longitudes de onda del espectro electromagnético, desde largas ondas de radio a los más cortos rayos gamma. La mayoría de las fulguraciones suceden en las regiones activas asociadas a manchas solares, lazos y filamentos solares, donde emergen intensos campos magnéticos de la superficie del Sol hacia la corona. Las fulguraciones solares tienen duraciones de minutos¹​

Las fulguraciones solares se observaron por primera vez en el Sol en 1859. Se han observado erupciones estelares en otras estrellas.

La frecuencia de estos sucesos varía, de varios al día cuando el Sol está particularmente “activo” a menos de una semanal cuando está “tranquilo”. La actividad solar varía en un ciclo de 11 años (el ciclo solar). En la cúspide del ciclo suele haber más manchas en el Sol, y por lo tanto más fulguraciones solares.

Historia

Las primeras observaciones ópticas fueron realizadas por Richard Christopher Carrington que observó una llamarada por primera vez el 1 de septiembre de 1859., proyectando la imagen producida por un telescopio óptico, sin filtros. Era una extraordinariamente intensa white light (llamarada de luz blanca). Dado que las llamaradas producen copiosas cantidades de radiación en Hα, añadir un estrecho filtro de paso de banda (≈ 1 Å) centrado en esta longitud de onda en el telescopio óptico, permite la observación de las fulguraciones no muy brillantes con pequeños telescopios. Durante años Hα fue la principal, si no la única, fuente de información sobre las fulguraciones solares.

Clasificación de fulguraciones

Las fulguraciones solares se clasifican como A, B, C, M o X dependiendo del pico de flujo de rayos X. (en vatios por metro cuadrado, W/m²) de 100 a 800 picómetros en las inmediaciones de la Tierra, medidos en la nave GOES. Cada clase tiene un pico de flujo diez veces mayor que la anterior, teniendo las fulguraciones de clase X un pico del orden de 10^-4 W/m². Dentro de una clase hay una escala lineal de 1 a 9, así que una fulguración X2 tiene dos veces la potencia de una X1, y es cuatro veces más potente que una M5. Las clases más potentes, M y X, están asociadas a menudo con varios efectos en el entorno espacial cercano a la Tierra. Aunque se suele usar la clasificación GOES para indicar el tamaño de una fulguración, es solo una medición.

Dos de las fulguraciones GOES más grandes fueron los eventos X20 (2 mW/m²) registrados el 16 de agosto de 1989 y el 2 de abril de 2001. Sin embargo, estos dos eventos fueron eclipsados por una fulguración el 4 de noviembre de 2003, que ha sido la fulguración de rayos X más potente jamás registrada. Al principio se la clasificó como una X28 (2.8 mW/m²). Sin embargo, los detectores de GOES quedaron saturados durante el pico de la fulguración, y actualmente se piensa que realmente estuvo entre X40 (4.0 mW/m²) y X45 (4.5 mW/m²), basándose en la influencia del evento sobre la atmósfera terrestre.²​ La fulguración se originó en la región de manchas 10486, que se muestra en la ilustración anterior varios días después del evento.

Se cree que la fulguración más poderosa de los últimos 500 años sucedió en septiembre de 1859. Fue observada por el astrónomo británico Richard Carrington y dejó rastros en el hielo de Groenlandia en forma de nitratos y berilio-10, que permite medir su potencia aún hoy.³​

A & B-clases de erupciones solares

Las clases A y B son la clase más baja de erupciones solares. Son muy comunes y no muy interesantes. El flujo de fondo (cantidad de radiación emitida cuando no hay llamaradas) a menudo está en el rango B durante el máximo solar y en el rango A durante el mínimo solar.

C-clase de erupción solar

Las erupciones solares de clase C son erupciones solares menores que tienen poco o ningún efecto en la Tierra. Solo las erupciones solares de clase C de larga duración podrían producir una eyección de masa coronal, pero generalmente son lentas, débiles y rara vez causan una perturbación geomagnética significativa aquí en la Tierra. El flujo de fondo (cantidad de radiación emitida cuando no hay erupciones) puede estar en el rango inferior de la clase C cuando una región compleja de manchas solares habita el disco solar que mira hacia la Tierra.

M-clase de erupción solar

Las llamaradas solares de clase M son lo que llamamos llamaradas solares medianas y grandes. Causan apagones de radio pequeños (R1) a moderados (R2) en el lado de la Tierra a la luz del día. Algunas erupciones solares eruptivas de clase M también pueden causar tormentas de radiación solar. Las fuertes erupciones solares de clase M de larga duración son probablemente candidatas para lanzar una eyección de masa coronal. Si la erupción solar ocurre cerca del centro del disco solar que mira hacia la Tierra y lanza una eyección de masa coronal hacia nuestro planeta, existe una alta probabilidad de que la tormenta geomagnética resultante sea lo suficientemente fuerte como para ver la aurora en las latitudes medias.

X-clase de erupción solar

Las erupciones solares de clase X son las más grandes y fuertes de todas. En promedio, las erupciones solares de esta magnitud ocurren aproximadamente 10 veces al año y son más comunes durante el máximo solar que durante el mínimo solar. Los apagones de radio de fuertes a extremos (R3 a R5) ocurren en el lado de la luz del día de la Tierra durante la erupción solar. Si la erupción solar es eruptiva y tiene lugar cerca del centro del disco solar que mira hacia la Tierra, podría causar una tormenta de radiación solar fuerte y duradera y liberar una eyección de masa coronal significativa que puede causar de severa (G4) a extrema (G5). asalto geomagnético en la Tierra.

Consecuencias

Las fulguraciones solares están asociadas a eyecciones de masa coronal (CME), las cuales influyen mucho nuestra meteorología solar local. Producen flujos de partículas muy energéticas en el viento solar y la magnetosfera terrestre que pueden presentar peligros por radiación para naves espaciales y astronautas. El flujo de rayos X de la clase X de fulguraciones incrementa la ionización de la atmósfera superior, y esto puede interferir con las comunicaciones de radio en onda corta, y aumentar el rozamiento con los satélites en órbita baja, que lleva a decaimiento orbital. La presencia de estas partículas energéticas en la magnetosfera contribuyen a la aurora boreal y a la aurora austral.

Las fulguraciones solares liberan una cascada enorme de partículas de alta energía conocida como tormenta de protones. Los protones pueden atravesar el cuerpo humano, provocando daño bioquímico. La mayoría de estas tormentas tardan dos o más horas en llegar a la Tierra tras su detección visual. Una fulguración ocurrida el 20 de enero de 2005 liberó la concentración de protones más alta medida directamente, que tardó solo 15 minutos en llegar a la Tierra tras su observación.

El riesgo de irradiación que suponen las fulguraciones solares y CME es una de las mayores preocupaciones en cuanto a las misiones tripuladas a Marte o a la Luna. Se necesitaría algún tipo de blindaje físico o magnético para proteger a los astronautas. Al principio se creía que éstos tendrían dos horas para alcanzar algún refugio. Basándose en el evento del 20 de enero de 2005, podrían tener tan poco como 15 minutos para hacerlo.

Existen diversas escalas, que no hay que confundir con la presente. Por ejemplo: existe una escala sobre las frecuencias más altas afectadas por los flujos de rayos X; Existe una escala de las NOAA que utiliza un sistema de cinco niveles llamado escala R, para indicar la gravedad de un apagón de radio relacionado con los rayos X. También existe una escala sobre las manchas solares, etc.

Los daños que un tsunami puede provocar en las áreas costeras, depende siempre de la existencia y características de los asentamientos humanos presentes, por lo cual, a semejanza de la escala Mercalli que mide la intensidad de un sismo de acuerdo a los daños causados; para los maremotos existe la escala Inamura (en 1949) que en función de la altura de la ola y los daños que estas producen en la costa clasifica el impacto y la intensidad de los tsunamis.

Mientras que, al igual que la escala de Richter que mide la energía liberada en un sismo, la escala Iida (en 1963) propone una graduación para los tsunamis relacionando la altura máxima que alcanza en tierra la ola (runup = R), medida sobre el nivel medio del mar; y la energía de los tsunamis correspondiente a diferentes grados de intensidad.

Esquema de la escala Fujita, diseñado por el propio Dr. Tetsuya Fujita.

La Escala Fujita-Pearson, también llamada Escala de Fujita, es una escala para medir y clasificar la intensidad de un tornado. Se basa en la destrucción ocasionada a las estructuras construidas por el hombre y a la vegetación. Es la más aceptada universalmente.^{[cita requerida]} Fue elaborada en 1971 por Tetsuya Fujita y Allan Pearson de la Universidad de Chicago.

Nótese que esta escala no se basa en el tamaño, diámetro o velocidad del tornado, sino que se basa en los daños causados por él. La evaluación oficial se lleva a cabo por meteorólogos e ingenieros civiles. Algunos medios auxiliares de la evaluación del daño son seguimientos por radar, testimonios visuales, reportes periodísticos, fotogrametría y videogrammetría.

Aunque la escala abarca teóricamente 13 grados, todos los tornados registrados están comprendidos en los 6 inferiores:

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La escala Fujita mejorada, o simplemente escala EF (Enhanced Fujita, ‘Fujita mejorada’), es una escala usada en Estados Unidos para catalogar la fuerza estimada de los tornados según el daño que provocan.
Se elaboró para sustituir a la escala Fujita-Pearson de 1971, y empezó a usarse desde el 1 de febrero de 2007. La escala tiene el mismo diseño que la escala original de Fujita, con seis niveles que van del 0 al 5 representando el incremento en porcentaje de la virulencia de los daños dentro de la misma categoría sin cambiar de dicha categoría.
El National Weather Service (Servicio nacional para el tiempo) hizo pública esta escala en una conferencia de la American Meteorological Society (Sociedad Estadounidense de Meteorología) en Atlanta el 2 de febrero de 2006. Fue desarrollada entre los años 2000 y 2004 por el Fujita Scale Enhancement Project del Wind Science and Engineering Research Center (Centro de Investigación de la Ciencia y la Ingeniería del Viento) en la Universidad de Texas Tech.
La escala se utilizó por primera vez un año después de hacerse pública, cuando en algunas zonas del centro de Florida fueron golpeadas por varios tornados, el más fuerte registró con la nueva escala una categoría EF3. El primer tornado EF5 evaluado fue uno sucedido en Greensburg (Kansas), el 4 de mayo de 2007.
Niveles
A continuación se enumeran las seis categorías de la escala EF, en orden ascendente de intensidad. Aunque la velocidad del viento y los daños aparentes se actualizaron, las descripciones son las mismas que la anterior escala Fujita, que más o menos tienen la misma exactitud. Aunque la para evaluar la escala real en la actualidad se tiene que observar los indicadores de daños (en cada tipo de estructura dañada) y consultar la escala de daños relativa a ese indicador particular.

Diferencias con la anterior escala Fujita

La actual escala toma en cuenta la calidad de la construcción y cataloga los diferentes tipos de estructuras en lugar de basarse sólo en la velocidad del viento. Las velocidades el viento de la escala original fueron consideradas por meteorólogos e ingenieros demasiado altas ya que algunos estudios indicaban que vientos con menos velocidad de la estimada en una escala podían causar tales daños. La nueva escala cataloga un tornado EF5 como aquel con una velocidad igual o superior a 200 mph (324 km/h), con fuerza suficiente para producir los daños anteriormente adjudicados al nivel F5 de la escala de velocidades del viento. Ningún tornado registrado antes del 31 de enero de 2007 se recatalogaría.

Esencialmente no hay diferencias funcionales en el modo de catalogar los tornados. Los niveles antiguos y nuevos están relacionados por una fórmula lineal. Las únicas diferencias son algunos reajustes en las velocidades de los vientos, algunas medidas que no se consideraban en los niveles anteriores, y una descripción de los daños más precisa, con niveles estandarizados que hacen más fácil catalogar tornados que golpean a menos estructuras. En la actual escala hay 28 indicadores de daños, distintos tipos de estructuras de construcciones o vegetales, y varios grados del daño en cada estructura para estimar las escalas.

Comparación de las escalas Fujita y Saffir-Simpson

Cuando se compara la escala Fujita para tornados con la escala de huracanes de Saffir-Simpson, un tornado EF0 sería más o menos equivalente según la velocidad de sus vientos a una tormenta tropical de grado superior (66-73 mph) o un huracán de categoría 1 (74–85 mph). Un tornado EF1 equivaldría a un huracán de categoría 1 de grado superior (86-95 mph) hasta a uno de categoría 2 (96–110 mph). Un tornado EF2 sería equivalente a los huracanes de la categoría 3 (111-130 mph) hasta a uno de categoría 4 de nivel bajo (132-135 mph). Un tornado EF3 sería más o menos como un huracán de categoría 4 de grado superior (136-155 mph) o uno de categoría 5 de nivel bajo (156-165 mph). Los tornados de fuerza EF4 serían equivalentes a los huracanes de categoría 5 de grado máximo (más de 166 mph).

No existe una categoría 6 en la escala para huracanes Saffir-Simpson comparable a un tornado EF5 de vientos superiores a 200 mph. El huracán más fuerte de categoría 5 registrado fue el huracán Gilbert de 1988, con vientos sostenidos de 215 mph. En comparación el tornado más fuerte que se ha registrado fue el F5 que asoló Oklahoma en 1999, con vientos de 318 mph, que eclipsó fácilmente el anterior récord del tornado F5 de 1993, también en Oklahoma, que registró vientos de 257 y 268 mph.

La escala sismológica de magnitud de momento (MW) es una escala logarítmica usada para medir y comparar seísmos. Está basada en la medición de la energía total que se libera en un terremoto. Fue introducida en 1979 por Thomas C. Hanks y Hiroo Kanamori como la sucesora de la escala de Richter.
Una ventaja de la escala de magnitud de momento es que no se satura cerca de valores altos.1 Es decir, a diferencia de otras escalas, ésta no tiene un valor por encima del cual todos los terremotos más grandes reflejen magnitudes muy similares.
Otra ventaja que posee esta escala es que coincide y continúa con los parámetros de la escala de Richter.
Por estas razones, la escala de magnitud de momento es la más usada por sismólogos para medir y comparar terremotos de grandes proporciones. El Centro Nacional de Información Sísmica (National Earthquake Information Center) de los Estados Unidos, dependiente del Servicio Geológico de EE.UU. (USGS) usa esta escala para la medición de terremotos de una magnitud superior a 3,5.
A pesar de lo anterior, la escala de Richter es la que goza de más popularidad en la prensa. Luego, es común que la prensa comunique la magnitud de un terremoto en «escala de Richter» cuando éste ha sido en realidad medido con la escala de magnitud de momento. En algunos casos esto no constituye un error, dada la coincidencia de parámetros de ambas escalas, aunque se recomienda indicar simplemente «magnitud» y evitar la coletilla «escala de Richter» para evitar errores.
Los sismos superiores a 3,5 grados son medidos con esta escala, sin embargo, los de esta magnitud se calculan normalmente con la escala de Richter. Todos los sismos superiores a los 6,9 grados deben medirse con la escala sismológica de magnitud de momento.
Magnitud de momento sísmico
La magnitud de momento sísmico (Mw) resume en un único número la cantidad de energía liberada por el terremoto (llamada momento sísmico, M0). La “w” en el subíndice del símbolo «Mw», proviene de la palabra inglesa «work», que significa «trabajo».
Mw coincide con las estimaciones obtenidas mediante otras escalas, como por ejemplo la escala de Richter. Es decir, Mw permite entender la cantidad de energía liberada por el terremoto (M0) en términos del resto de las escalas sísmicas. Es por esto que se usa Mw en vez de M0 como parámetro de la escala.
Los períodos de oscilación de las ondas sísmicas grandes son proporcionales al momento sísmico (M0). Es por esto que se suele medir la magnitud de momento Mw a través de los períodos de oscilación por medio de sismógrafos.
• La relación entre Mw y M0 está dada por una fórmula desarrollada por Hiroo Kanamori en el Instituto de Sismología de California.
Comparación con la energía sísmica irradiada
La energía potencial es acumulada en el borde de la falla en la forma de tensión. Durante un terremoto la energía almacenada se transforma y resulta en:
• Ruptura y deformación de las rocas
• Calor
• Energía sísmica irradiada
El momento sísmico es una medida de la cantidad total de energía que se transforma durante el terremoto. Solo una pequeña fracción del momento sísmico es convertida en Energía Sísmica Irradiada , que es la que los sismógrafos registran.
Usando la relación estimada:

Choy y Boatwright definieron en 1995 la magnitud de energía

Comparación con explosiones nucleares
La energía liberada por armas nucleares es tradicionalmente expresada en términos de la energía almacenada en un kilotón o megatón del explosivo convencional trinitrotolueno (TNT).
Muchos académicos aseveran que una explosión de 1kt TNT es más o menos equivalente a un terremoto de magnitud 4 (regla de uso común en sismología). Esto lleva a la siguiente ecuación:
.
Donde es la masa del explosivo de TNT que es citado para fines comparativos.
Tal comparación no es muy significativa. En los terremotos, al igual que las explosiones de armas nucleares subterráneas, sólo una pequeña fracción de la cantidad total de energía transformada termina siendo radiada como energía sísmica. Luego, una eficiencia sísmica debe ser elegida para una bomba que es citada como comparación. Usando la energía específica del TNT (4.184 MJ/kg), la fórmula indicada anteriormente implica el asumir el hecho de que alrededor del 0,5% de la energía de la bomba es convertida en energía sísmica irradiada . Para verdaderas pruebas nucleares subterráneas, la actual eficiencia sísmica obtenida varía significativamente y depende del los parámetros de diseño y el lugar de la prueba llevada a cabo

Los climas de la Tierra se pueden clasificar de diversas maneras, en este apartado se utilizan criterios sencillos y de fácil comprensión.

La Escala Macrosísmica Europea (EMS) es la base para la evaluación de la intensidad sísmica en los países europeos y, además, en uso en la mayoría de los otros continentes. Publicada en 1998 como actualización de la versión que se había venido depurando desde 1992, la escala se denomina oficialmente EMS-98.
La historia del EMS se inició en 1988, cuando la Comisión Sismológica Europea (CES) decidió revisar y actualizar la escala Medvedev-Sponheuer-Karnik (MSK-64) o Escala Macrosísmica Internacional, que venía siendo utilizada en su forma básica en Europa durante casi un cuarto de siglo . Después de más de cinco años de intensa investigación y desarrollo y un período de cuatro años de pruebas, nació la nueva escala. En 1996, la XXV Asamblea General de la CES aprobó en Reykjavik una resolución recomendando la adopción de la nueva escala por los países miembros de la Comisión Sismológica Europea.
A diferencia de las escalas sísmicas de magnitud, que expresan la energía sísmica liberada por un terremoto, EMS-98 indica el grado en que un terremoto afecta a un lugar específico. La Escala Macrosísmica Europea contempla 12 grados, que son los siguientes:

La Comunidad Europea de la Escala macrosísmica EMS-98 es la primera escala de intensidad destinadas a fomentar la cooperación entre los ingenieros y sismólogos, en lugar de ser para uso de los sismólogos solo. Viene con un manual detallado, que incluye directrices, ilustraciones y ejemplos de aplicación.

La Escala Douglas es una escala que clasifica los diferentes estados del mar en 10 grados tomando como referencia el tamaño de las olas. Fue creada por el vicealmirante inglés Henry Percy Douglas en 1917 cuando dirigía el Servicio Meteorológico de la Armada Británica.

La escala tiene dos códigos, uno para estimar el estado del mar y otro para describir la altura de las olas. Esta escala se adaptó internacionalmente recurriendo en la mayoría de los países a los nombres tradicionales que describían los diferentes estados del mar.

El mar de viento es el movimiento de las olas (oleaje) generado por el viento al soplar directamente sobre el área del mar observada o en sus inmediaciones.

El mar de fondo es el oleaje que se propaga fuera de la zona donde se ha generado, pudiendo llegar a lugares muy alejados. También recibe el nombre de mar tendida o mar de leva. Las olas del mar de fondo se caracterizan por su período regular y sus crestas suaves.

Oleaje

Clasificación

• Ola corta 100 m –
• Ola media 100 – 200 m
• Ola larga 201 m +

• Ola baja 2 m –
• Ola moderada 2 – 4 m
• Ola alta 4,01 m +