KP指数は、ある時点で地球の磁場がどれだけ乱れているかを示す0から9までの数値で、NOAAの宇宙天気予報センター(SWPC)などの宇宙天気機関が発表しています。
要点
- KPは、地上の磁力計で測定した磁場の乱れを3時間ごとにまとめた値です。特定の1地点ではなく、地球全体を代表する「惑星」値です。
- NOAAはKP 5以上を地磁気嵐とみなしており、G1〜G5の嵐の等級はKP 5〜9にそのまま対応します。
- KPが示すのは地上での磁場の乱れです。GPS信号の品質やドローンのコンパス誤差を直接測った値ではありません。
- NOAAの推定KPは1分ごとに更新されます。確定値は別途、ドイツのGFZポツダムが作成します。
- 飛行計画では、現在値だけでなく予報と推移(上昇中か下降中か)を合わせて読みましょう。
KP指数はどこから来るのか
KP指数は、世界中に分布する地上磁力計ネットワークの測定値から導き出されます。3時間ごとにこれらの値をまとめて1つの「惑星」値にするため、「惑星KP指数」と呼ばれ、特定の1地点ではなく世界的な地磁気活動を反映します。
この指数は1949年にユリウス・バーテルスが導入しました。現在の公式KPは、ドイツのGFZポツダムが主に北半球の準オーロラ帯緯度にある13の観測所のデータから作成しています。各観測所はまず3時間ごとの局所K値を出します。これは磁場の水平成分の最大の変動に基づく値です。KPは、標準化した各観測所の値の平均です。尺度は準対数的で、3分の1刻みで表されるため、4-や5+のように整数でない表記を見かけることがあります。
NOAAは、より少数の磁力計を使った独自の速報推定値も出しています。同ページに挙げられているのは8地点で、シトカ、オタワ、ハートランド、ニーメック、キャンベラなどが含まれます。多くのダッシュボードがほぼリアルタイムで表示しているのはこの値です。両者は別の製品なので、速報の推定値と後で確定する値は少し異なることがあります。
尺度が意味すること
- KP 0〜3: 静穏〜やや不安定。通常の背景地磁気活動(GFZは0〜3を低活動と説明しています)
- KP 4: 活発。軽微な擾乱で、NOAAが嵐と呼ぶ水準には達せず、ほとんどのユーザーへの実質的な影響はなし
- KP 5〜6: 小〜中規模の地磁気嵐(NOAA嵐等級G1〜G2)
- KP 7〜9: 強〜極端な地磁気嵐(G3〜G5)、大規模な太陽現象に関連
NOAAの等級表には、各レベルが技術に及ぼしうる影響も載っています。下の表では、ナビゲーションに関わる部分だけを取り上げます。
| KP | NOAA等級 | NOAAが挙げるパイロットに関係する影響 |
|---|---|---|
| 5 | G1(小) | 高緯度でオーロラがよく見える。衛星測位への影響は記載なし |
| 6 | G2(中) | 高緯度で短波無線が弱まることがある。衛星測位への影響は記載なし |
| 7 | G3(強) | 衛星測位や低周波の無線航法で断続的な問題が起こりうる |
| 8(9-を含む) | G4(激甚) | 衛星測位が数時間にわたり劣化 |
| 9 | G5(極端) | 衛星測位が数日間劣化することがある |
なぜリアルタイムで発表されるのか
KP指数はコロナ質量放出(CME)や高速太陽風が地球の磁気圏と相互作用する太陽活動によって動き、数時間で急上昇することがあります。NOAAは製品によって数分から1時間間隔で惑星KP指数を更新し、地磁気の状態に影響を受ける人々に昨日の予報ではなくほぼリアルタイムの状況を提供します。NOAAのKPグラフのページでは、3時間ごとの推定KPのグラフが1分ごとに更新されます。
警告までの猶予時間は大きく変わります。NOAAによると、地球に向かう最速のCMEは早ければ15〜18時間で到達し、遅いものは数日かかります。また、L1点にある観測衛星からは、衝撃波が地球に到達する15〜60分前に警告できる程度であることが多いとされています。
誰が、なぜ追跡しているのか
オーロラを追いかける人々だけでなく、衛星運用者、送電網運用者、短波無線利用者、そしてここで扱うドローンパイロットもKP指数を注視しています。地磁気活動が高まると、精密なナビゲーションが最も重要な瞬間に、まさにGPS測位精度が低下することがあるためです。
KPがドローンパイロットに教えること、教えないこと
KPは、地上で観測された磁気的な乱れの尺度です。一方、GPSの問題は主に電離層、つまり衛星信号が通過する上層大気の帯電した層で生じます。地磁気嵐によって電離層の電子密度が増えると、信号の遅延が変わります。NOAAによると、これは主に高緯度で起こりますが、大規模な嵐では中緯度でも大きな増加が生じることがあります。両者は関連していますが、KPは間接的な指標です。
実用上は次の2点が重要です。
- KPが高いことは注意すべき理由であって、特定のGPS誤差を予告するものではありません。誤差の大きさは、緯度、時間帯、受信機、電離層の擾乱の強さによって変わります。
- KPが低くてもGPSが良好とは限りません。電離層シンチレーション(信号の急速な変動)は、地磁気赤道付近で現地の日没後に最も強く、嵐の規模とはほぼ無関係です。そのため、KPの数値だけでその地域での飛行を安全と判断することはできません。
コンパスについては、GFZは、強い地磁気嵐の間、高緯度ではコンパスの針に数度程度のずれが観測されることがあると述べています。これは、コンパスキャリブレーションと磁気干渉のガイドで扱うコンパス不調の他の原因と比べると小さな影響です。
KPを実際に読むには
- 現在のKP値と、それが上昇中か下降中かを確認します。
- NOAAの3日間予報(毎日0030と1230 UTCに12時間ごとに発表される平易な文章の製品)を見て、飛行中に状況が変わりそうかを確認します。
- KPの区間はUTCで定義されているので、現地時間に換算します。
- 数値をG等級と照らし合わせます。その等級でNOAAが技術面にどんな影響を想定しているかが分かります。
- ダッシュボードで、風などの気象データと並べて現在値を確認します。
よくある間違い
- KP 4を嵐とみなす。NOAA自身の説明では、嵐の範囲はKP 5から始まります。
- KPをGPS精度の計器のように読む。警告のサインとして使い、飛行アプリで衛星数や測位の状態も必ず確認してください。
- 長時間の飛行で1回の値だけを使う。指数は3時間ごとに変わるため、朝の値は午後についてほとんど何も語りません。
- 嵐が影響するにはオーロラが見えるはずだと考える。オーロラは夜側の現象で、昼間や雲に隠れることがあります。
各レベルが飛行判断にどう関わるかは、NOAA宇宙天気スケールの解説と、KP指数がGPSとコンパスの信頼性に与える影響の記事も参照してください。
よくある質問
KPがいくつなら通常の状態ですか?
GFZはKP 0〜3を低活動と説明しており、NOAAの嵐の等級はKP 5から始まります。ほとんどの日は嵐の範囲を下回ります。
KP指数は地球上どこでも同じですか?
複数の観測所から作る惑星値なので、離陸地点の上空ではなく世界的な活動を表します。特に赤道域と極域では、局所的な影響が異なることがあります。
KPが高いとドローンはGPSを失いますか?
必ずしもそうではありません。NOAAはG1とG2では衛星測位への影響を挙げておらず、断続的な問題はG3(KP 7)以上で起こりうるとしています。高い値は追加の注意が必要なサインとして扱い、衛星数と測位状態を確認してください。
なぜKPは3時間刻みなのですか?
指数は3時間のUT区間ごとに定義され、各値はその区間で観測された最大の磁場変動を反映します。NOAAの推定版はより頻繁に更新されますが、あくまで3時間値の推定です。