Local K-index scales correction for the high-latitude magnetic stations

• Published in: Arctic and Antarctic Research
• Main Authors: A. Frank-Kamenetsky V., V. Nikolaeva D., N. Stepanov A., A. Kalishin S., А. Франк-Каменецкий В., В. Николаева Д., Н. Степанов А., А. Калишин С.
• Other Authors: The work was performed within the framework of the RI Roshydromet research and technological working plan, p. 6.1. “Development and modernization of technologies for the geophysical situation monitoring over the Russian Federation and the Arctic territory”., Работа выполнена в рамках плана научно-исследовательских и технологических работ НИУ Росгидромета, п. 6.1. «Развитие и модернизация технологий мониторинга геофизической обстановки над территорией Российской Федерации и Арктики».
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт 2021
• Subjects: auroral zone;geomagnetic disturbances;geophysical observations;K-index;magnetic field; авроральная зона;геомагнитные возмущения;геофизические наблюдения;K-индекс;магнитное поле; Arctic
• Online Access: https://www.aaresearch.science/jour/article/view/341; https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-89-99

To assess the magnetic activity, various indices (numerical characteristics of the planetary and local disturbance of the Earth’s magnetic field) are used. Most widely used for various purposes are the planetary Kp-index and the local K-index, proposed by Bartels. The K-index characterizes the Earth’s magnetic field disturbance in a 3-hour interval (0–3, 3–6, etc. UTC) and is defined in a range from 0 to 9 by the amplitude of the horizontal component deviation from the quiet level. K = 0 indicates the absence of geomagnetic activity, and K = 9 corresponds to a strong geomagnetic storm. The lower limit of K = 9 is the amplitude of magnetic field horizontal component variation above which the K-index is assigned the maximum value of 9. This limit is selected individually for each station, depending on its geomagnetic latitude. The latest scales of the K-indices boundaries for the Russian Arctic stations were determined in the middle of the last century and have not been corrected since then. The significant discrepancy between the K-indices calculated using these scales and the planetary Kp-index shows that they had to be refined, and in some cases, they must be re-selected. The local indices lower boundaries (K = 9) for stations in the Arctic Russian sector were determined. K-indices lower boundaries were received for the strong magnetic storm according to the IAGA procedure. It is shown that for different magnetic field horizontal component variation values K-indices for different observation points practically coincide with the Kp-index. The lower value K = 9 dependence on the observation point geomagnetic latitude is presented. This relation can be used to obtain the lower boundary of K = 9 for any magnetic station. A table with local K-index scales for Russian Arctic magnetic stations has been compiled. Для оценки уровня геомагнитной возмущенности в каждом пункте магнитных наблюдений рассчитывается собственный K-индекс. Нижняя граница балла K = 9 — это значение амплитуды вариации горизонтальной компоненты магнитного поля, при превышении которой К-индексу присваивается максимальное значение, равное 9. Эта граница подбирается индивидуально для каждой станции в зависимости от ее геомагнитной широты. Последний раз шкалы К-индексов для российских станций были установлены в середине прошлого века и с тех пор не корректировались. Существенное расхождение K-индексов, вычисленных по этим шкалам, с планетарным Kp-индексом показывает, что они нуждаются в уточнении, а в некоторых случаях их необходимо определять заново. Составлена таблица шкал локальных K-индексов для пунктов магнитных наблюдений в Российской Арктике, и получена зависимость нижнего значения балла K = 9 от геомагнитной широты пункта наблюдений. Новые шкалы К-индексов могут быть использованы при оперативной работе на сети высокоширотных станций магнитных наблюдений Росгидромета.