Магнітна буря. Особливо інтенсивні магнітні збурення, що розповсюджуються на всю земну кулю, називають магнітними бурями. Деякі магнітні бурі починаються несподівано і майже одночасно по всій Землі, а інші розвиваються поступово. Ознакою магнітної бурі, що раптово починається, служить різка зміна всіх трьох магнітних елементів на магнітограмі. Горизонтальна компонента H раптово збільшує інтенсивність, чому іноді передує невеликий негативний імпульс. При раптовому початку бурі амплітуда варіації максимальна в авроральных зонах і зменшується у напрямку до екватора; збільшення Sq і L спостерігається в межах вузького пояса на магнітному екваторі в денні години.

Після раптового початку бурі лінія запису горизонтального компоненту H протягом декількох годин звичайно розташовується вище за рівень, що передував бурі; цей етап (позитивних значень) розглядається як перша або початкова фаза. Значення H складають від 10 до 20 гамм в середніх широтах. За цією фазою слідує суттєве зменшення до значень значно нижче за нормальні. Падіння амплітуди на декілька десятків гамм під час бурі середньої інтенсивності відповідає її головній фазі. Максимальне відхилення досягається через 12 ч. Вслід за цим значним зменшенням відбувається повільне повернення до нормального рівня, яке звичайно триває декілька днів. Ці особливості є усередненими характеристиками магнітних бурь в середніх і низьких широтах; характеристики окремих бурь можуть істотно відрізнятися від середніх. Потужні магнітні бурі проходять ці фази швидше, ніж слабі.

У міру наближення до авроральной зони на зміни магнітного поля, пов'язані з магнітною бурею, накладаються магнітні бухти. Зміни поля тут набагато більш нерегулярні і інтенсивні, ніж в низьких широтах; варіації під час бурь можуть досягати декількох тисяч гамм. В межах полярних шапок (навколополярні області всередині авроральної зони) ступінь збурення дещо менше ніж в авроральній зоні, але набагато більш сильна, ніж на низьких широтах.

Варіації у високих широтах свідчать про існування інтенсивних і концентрованих авроральних електроджетів, які зазвичай направлені на схід перед «магнітною північчю» і на захід – після неї. Магнітна північ визначається як час, коли Сонце розташовується над магнітним меридіаном, протилежним тому, на якому розташовується станція; відмінність між локальною північчю і магнітною північчю залежить від положення станції (і в деякій мірі від пори року), ця відмінність незначна в низьких широтах, але у високих широтах може досягати більше однієї години. Електроджет, направлений на захід, набагато сильніше за орієнтований на схід; загальна сила струму для бурі середньої інтенсивності складає 300 000 ампер і навіть більше під час максимуму після магнітної півночі.

Часто магнітні бурі відбуваються через 1–2 дні після сонячного спалаху в напрямку проходження Землі через потік частинок, викинутих Сонцем. Виходячи з часу запізнювання, швидкість такого корпускулярного потоку оцінюють в декілька мільйонів км/ч.

Теорія магнітних бурь була розвинута С.Чапменом, В.Ферраро, Х.Альфвеном, С.Зінгером, А.Десслером, Е.Паркером і іншими. Коли на деякій відстані від Землі потік сонячних частинок – протонів і електронів – стикається із земним магнітним полем, це викликає «магнітний удар», який у вигляді сильної гідромагнітної ударної хвилі проходить через оточуючий Землю електропровідний газ. Раптовий початок магнітної бурі означає прихід гідромагнітної ударної хвилі.

Сонячний газ, обволікаючи Землю, стискає її магнітне поле і, отже, збільшує його інтенсивність. Зростання магнітного поля в початковій фазі магнітної бурі відбувається як наслідок цього ефекту. Деякі з сонячних частинок захоплюються земним магнітним полем на відстані більше від Землі. Коли рух зарядженої частинки в магнітному полі орієнтований косо по відношенню до магнітної силової лінії, вона переміщається по спіралі навкруги цієї лінії. У міру того, як вона вторгається в область з інтенсивним магнітним полем, складова її швидкості, паралельна вектору напруженості поля, поступово зменшується, а швидкість обертання зростає, при цьому загальна швидкість залишається постійною. Коли паралельна полю складова швидкості стає нульовою, частинка як би відображається і починає рухатися назад уздовж силової лінії, продовжуючи обертання навкруги неї (крапка, де відбувається віддзеркалення, називається «точкою магнітного дзеркала», по аналогії із звичайним оптичним дзеркалом, що відображає світло). Таким чином, захоплені магнітним полем заряджені частинки, обертаючись по спіралі навкруги силових ліній, коливаються між двома дзеркальними точками, одна з яких розташована в північному, а інша – в південній півкулі.

Сумарна швидкість дрейфу залежить від енергії частинки і кута, утвореного вектором її швидкості з силовою лінією, коли частинка перетинає екватор. Ці два чинники лежать в деякому діапазоні, тому частинки мають різні швидкості дрейфу і, захоплені земним магнітним полем, швидко розподіляються, формуючи оболонку навкруги Землі. Західний дрейф протонів і східний дрейф електронів є не що інше, як електричний струм, «розмазаний» по оболонці. Цей струм, що має всюди західний напрямок, генерує магнітне поле, направлене так, що воно послаблює магнітне поле Землі. Цим можна пояснити особливості головної фази магнітної бурі.

Магнітні бурі впливають на багато областей діяльності людини, з яких можна виділити порушення зв'язку, систем навігації космічних кораблів, виникнення поверхневих зарядів на трансформаторах, трубопроводах, руйнування енергетичних систем і, головне, на здоров'я і самопочуття людини.