Jak burze magnetyczne naprawdę wpływają na technologię i ludzi
Miscellanea / / December 14, 2021
Są nawet obwiniani o upadek ZSRR.
Czym są burze magnetyczne
burze magnetyczneA. D. Szewnin. Burze magnetyczne / Wielka rosyjska encyklopedia - są to silne zaburzenia ziemskiego pola magnetycznego, które nagle zaburzają jej normalny przebieg i trwają od kilku godzin do kilku dni. Kiedy się pojawiają, obserwuje się je jednocześnie na całej planecie.
Burze magnetyczne, a dokładniej geomagnetyczne, są częścią ziemskiej pogody kosmicznej. Powodują zorze, mogąBurze geomagnetyczne / Centrum prognozowania pogody kosmicznej NOAA negatywnie wpływają na technologię orbitalną i naziemną, a także na stan niektórych osób.
Dlaczego zdarzają się burze magnetyczne
Wiatr słoneczny - strumień naładowanych cząstek emanujących ze Słońca - nieustannie oddziałujeBurze geomagnetyczne / Centrum prognozowania pogody kosmicznej NOAA do zewnętrznej, najwyższej części pola magnetycznego Ziemi (magnetosfery). Z tego powodu jest zawsze w takim pokręconym stanie:
Jednak strumień wiatru słonecznego nie zawsze jest stabilny i może się zmieniać. Jego zaburzenia są spowodowane dziurami koronalnymi i wyrzutami masy (te ostatnie są często mylone z flary na słońcu).
Burze wywołane zamiecią śnieżną są najpoważniejsze. Podczas tych zjawisk najbliższa nam gwiazda uwalnia miliardy ton plazmy. To wygląda jakDzień, w którym słońce przyniosło ciemność / NASA jednocześnie zdetonować tysiące bomb atomowych. Jeśli strumień był skierowany w stronę Ziemi, cząstki mogą do niej dotrzeć. To zwykle trwaBurze geomagnetyczne / Centrum prognozowania pogody kosmicznej NOAA dwa lub trzy dni, ale przy silnych emisjach, plazma jest w stanie pokonać dystans 150 milionów kilometrów w ciągu 18 godzin.
Kiedy strumień dociera do naszej planety, powodujeA. D. Szewnin. Burze magnetyczne / Wielka rosyjska encyklopedia fala uderzeniowa, która ściska magnetosferę Ziemi. Zderzenie protonów wiatru słonecznego z atomami wodoru naszej atmosfery tworzy prąd elektryczny. Stopniowo, gdy burza zanika, magnetosfera powraca do swojego normalnego stanu, a prąd zanika.
Dziury koronalne mają nieco inną zasadę działania. W tych rejonach powierzchni Słońca pole magnetyczne jest słabsze niż w pozostałej części gwiazdy. Dlatego wydobywa się z nich strumień wiatru słonecznego, który porusza się szybciej niż zwykle: 500-800 kilometrów na sekundę zamiast 1. K. Lis. Dziury koronalne i szybki wiatr słoneczny / NASA
2. Centrum prognozowania pogody w przestrzeni kosmicznej wiatru słonecznego / NOAA 300–500. Taki strumień może powodować łagodne burze magnetyczne. Jednak czasami trwająBurze geomagnetyczne / Centrum prognozowania pogody kosmicznej NOAA znacznie dłużej i generować więcej energii.
Dziura koronalna w słońcu. Zdjęcie: NASA / SDO / Wikimedia Commons
Pola magnetyczne słońca. Litera B oznacza otwór koronalny. Zdjęcie: Sebman81 / Wikimedia Commons
Dlatego częstotliwość burz magnetycznych jest bezpośrednio związana z aktywnością słoneczną. To z kolei unosi się i zanika, tworząc cykle trwające średnio 11 lat. Dlatego za miesiąc możeA. D. Szewnin. Burze magnetyczne / Wielka rosyjska encyklopedia wystąpić do ośmiu burz magnetycznych w okresie największej intensywności lub żadnej w minimalnym. Jednocześnie wysoka aktywność słoneczna jest daleka od zawszeV. N. Obridko. O tak zwanych „geomagnetycznych prognozach niesprzyjających dni” / W obronie nauki nr 2 prowadzi do silnych zaburzeń geomagnetycznych.
Czy można zmierzyć siłę burzy magnetycznej?
Mierzona jest intensywność burz magnetycznychBurze geomagnetyczne / Centrum prognozowania pogody kosmicznej NOAA za pomocą specjalnych indeksów. Naukowcy używają głównie Dst: oblicza się go na podstawie odczytów magnetometrów z kilku stacji znajdujących się na równiku magnetycznym Ziemi. Dane są aktualizowane co godzinę. W spokojnym otoczeniu Dst waha się od -20 do 20 nanosli. Burza jest uważana za sytuację, gdy spada poniżej -50 nanotesli.
Szacuje się, że zarejestrowano najpotężniejszą burzę magnetycznąY. I. Jermolajew, ja. G. Lodkina, N. S. Nikołajewa i in. Częstotliwość występowania ekstremalnych burz magnetycznych / Journal of Geophysical Research: Space Physics przy -1 760 nT zgodnie z Dst. To jest stosunkowo niewielkie. Na przykład, aby wymusić żaba lewitować, potrzebowaćM. V. Jagoda, A. K. Geim. Latających żab i lewitronów / European Journal of Physics około 16 Tesli, czyli 16 * 10⁹, czyli 16 000 000 000 nanotesli.
Dla zwykłych ludzi indeks G jest bardziej zrozumiały, co oceniaSkala pogody kosmicznej NOAA / Centrum prognozowania pogody kosmicznej NOAA burze magnetyczne pod względem ich niebezpieczeństwa. Wyróżnia się pięć poziomów.
- G1 - drobne burze magnetyczne. Występują około 1700 razy na cykl słoneczny. Mogą wywoływać słabe wahania w sieci energetycznej, nieznacznie wpływać na działanie satelitów i powodować zorzę polarną.
- G2 - umiarkowany. Około 660 razy na cykl. Czasami prowadzą do skoków napięcia i uszkodzenia transformatorów na północnych szerokościach geograficznych, dostosowują ruch statków kosmicznych. Takie burze powodują, że zorze polarne pojawiają się dalej od biegunów.
- G3 - mocny. Około 200 na cykl. Takie zakłócenia mogą wymagać regulacji napięcia w systemie elektroenergetycznym. Zdarzają się również fałszywe zadziałania bezpieczników, przerwy w nawigacji satelitarnej i łączności radiowej. Zorze polarne widoczne są jeszcze bliżej równika.
- G4 - ciężki. Około 100 na cykl. Powszechne są problemy z monitorowaniem napięcia i błędne wyzwalanie urządzeń ochronnych. Takie burze mogą wytwarzać prądy elektryczne w rurociągach i pogarszać komunikację radiową i nawigację satelitarną. Czasami zorze polarne obserwuje się na poziomie Terytorium Krasnodarskiego.
- G5 - niezwykle silny. Około 4 na cykl. Mogą prowadzić do problemów z siecią energetyczną na dużą skalę (niektóre systemy całkowicie zawodzą lub wyłączają się), poważnych awarii w działaniu satelitów. Mogą tworzyć silne prądy w rurociągach, pozbawiać komunikacji radiowej na kilka dni. Zorze polarne są możliwe w obszarach podzwrotnikowych, takich jak Kair.
Jak burze magnetyczne wpływają na technologię
Potężne burze magnetyczne przeszkadzająBurze geomagnetyczne / Centrum prognozowania pogody kosmicznej NOAA propagacja sygnałów w jonosferze. Dlatego powyższe błędy i przerwy występują w działaniu GPS, radiokomunikacji wysokiej częstotliwości oraz niektórych systemów wojskowych. wczesne wykrycie.
Ponadto burze magnetyczne przez krótki czas wydają się rozszerzaćBurze geomagnetyczne / Centrum prognozowania pogody kosmicznej NOAA atmosfera. Spowalnia to satelity znajdujące się w pobliżu Ziemi i mogą zacząć tracić wysokość. Z tego powodu np. sowiecki stacja Kosmiczna Salut-7.
Ale najbardziej namacalne problemy są spowodowane umiejętnościąBurze geomagnetyczne / Centrum prognozowania pogody kosmicznej NOAA Burze magnetyczne generują prądy elektryczne we wszystkich metalowych przedmiotach. A im większy ten ostatni, na przykład linia energetyczna lub rurociąg, tym bardziej znaczące są prądy. Przechodząc przez urządzenia, mogą je zniszczyć: sprzęt wypala się z nadmiernego stresu. Najbardziej cierpią z tego powodu transformatory.
Do czego już doprowadziły silne burze
Największa burza naszych czasów pod względem skutków (-589 nanotesli) miała miejsce 13 marca 1989 roku. Potem pozostała cała kanadyjska prowincja QuebecDzień, w którym słońce przyniosło ciemność / NASA bez prądu przez 12 godzin. Jednocześnie infrastruktura była niesprawna w mniej niż 2 minuty.
Zakłócenie magnetyczne było tak silne, że zorzę polarną można było zobaczyć nawet na Kubie i Florydzie. Zakłócenia i straty w sieci zaobserwowano w całych Stanach Zjednoczonych i Kanadzie, chociaż nikt nie został ranny poza Quebec.
Niektóre satelity straciły kontakt z Ziemią na kilka godzin. Problemy ze sprzętem pojawiły się również na amerykańskim statku kosmicznym Discovery. Ponadto przerwano na pewien czas podziemną audycję Radia Wolna Europa na terenie ZSRR.
A w 1972 r. wywołała potężną burzę magnetycznąD. J. Knipp, B. J. Fraser, M. A. Shea i in. O mało znanych konsekwencjach ultraszybkiego koronalnego wyrzutu masy z 4 sierpnia 1972 r.: Fakty, komentarz i wezwanie do działania / Pogoda kosmiczna masowe przerwy w dostawie prądu i łączności w Stanach Zjednoczonych. W Wietnamie z tego powodu wybuchło kilkadziesiąt min morskich z zapalnikami magnetycznymi, podłożonymi przez wojsko amerykańskie.
Kolejna gwałtowna burza miała miejsce w listopadzie 2003 roku. Następnie amerykański system korekcji danych GPS (WAAS) został wyłączonyCiężkie zdarzenia pogodowe w kosmosie. Zrozumienie skutków społecznych i ekonomicznych: raport z warsztatów / Narodowe Akademie Nauk, Inżynierii, Medycyny na 30 godzin praca wielu satelitów została przerwana, a japoński ADEOS-2 otrzymał w sumie poważne uszkodzenia.
Wystąpiła wspomniana już najpotężniejsza burza w całej historii obserwacji (-1 760 nanotesli)Super rozbłysk słoneczny / Nauka NASA to samo w 1859 roku. Spaliła kilka linii telegraficznych w Stanach Zjednoczonych, zorze polarne zaobserwowano na tropikalnych szerokościach geograficznych, a ze względu na jasne niebo było tak jasne jak dzień w nocy. Wydarzenie to zostało nazwane Carrington na cześć astronoma Richarda-Christophera Carringtona, który wszystko zarejestrował.
Do czego może dziś doprowadzić potężna burza magnetyczna
Prawdopodobieństwo, że w najbliższym czasie dotknie nas gwałtowny wzrost mocy podobny do wypadku Carringtona, jest raczej niskie.P. Rileya. O prawdopodobieństwie wystąpienia ekstremalnych zjawisk pogody kosmicznej / Pogoda kosmiczna. Jednak naukowcy nie wykluczają tej możliwości. I nie mają zgody co do tego, jak poważne będą konsekwencje.
Istnieją np. obliczenia, według których w samych Stanach Zjednoczonych burza taka jak Carrington jest zdolnaCiężkie zdarzenia pogodowe w kosmosie. Zrozumienie skutków społecznych i ekonomicznych: raport z warsztatów / Narodowe Akademie Nauk, Inżynierii, Medycyny spowodować szkody od jednego do dwóch bilionów dolarów. I to dopiero w pierwszym roku. Naprawa uszkodzonych systemów może potrwać kilka lat. Brak prądu zapewni zasilanieB. Lassena. Czy produkcja zwierzęca jest przygotowana na świat sparaliżowany elektrycznie? / Czasopismo Nauki o Żywności i Rolnictwie zagrażające systemowi żywnościowemu.
Uspokaja jedynie, że takie zdarzenia, zdaniem fizyków RAS, mają miejsceY. I. Jermolajew, ja. G. Lodkina, N. S. Nikołajewa i in. Częstotliwość występowania ekstremalnych burz magnetycznych / Journal of Geophysical Research: Space Physics nie częściej niż raz na 500 lat. W końcu Słońce nie zawsze wystrzeliwuje strumienie plazmy w kierunku Ziemi. A więc potężny ciosNear Miss: The Solar Superstorm of July 2012 / NASA Science w lipcu 2012 r. właśnie wystrzelił cząstki w kosmos i nie spowodował znaczących burz magnetycznych na Ziemi.
Ponadto nie wszystkie silne oburzenia prowadzą do katastrofalnych konsekwencji. Na przykład w lipcu 2000 r. byłoZdarzenia ekstremalne i zagrożenia naturalne: perspektywa złożoności burza o pojemności -300 nanosli, ale w żaden sposób nie wpłynęła na system elektroenergetyczny.
To prawda, że nowa burza może być nawet silniejsza niż burza Carringtona. Tak więc dane z analizy radiowęglowej starożytnych cedrów japońskich wykazały, że w 774 r. zakłócenie pola magnetycznego byłoYU. N. Jefremow. Zagrożenia z kosmosu / W obronie nauki nr 12 20 razy mocniejszy niż w 1859 roku.
Jak burze magnetyczne wpływają na ludzi
Uważa się, że burze magnetyczne są odpowiedzialne za wahania nastroju, agresywność, depresję i problemy zdrowotne. Przypisuje się im wysokie ryzyko katastrof, a nawet niektórych wydarzenia historyczne.
A burze dotykają niektórych ludzi. Chociaż nie jest to łatwe do zauważeniaV. N. Obridko. O tak zwanych „geomagnetycznych prognozach niesprzyjających dni” / W obronie nauki nr 2. Wymaga to dużej liczby danych statystycznych, a wyniki mogą być zniekształcone przez ogromną liczbę czynników.
W chwili obecnej istnieje kilka badań, które potwierdziły wpływ zaburzeń magnetycznych na układ sercowo-naczyniowy. Na przykład podczas burzy ludzie mogą mieć wysokie ciśnienie krwi.S. Ghione, L. Mezzasalma, C. Del Seppia i in. Czy zaburzenia geomagnetyczne pochodzenia słonecznego wpływają na ciśnienie tętnicze krwi? / Journal of Human Hypertension i częstotliwośćA. Alabdulgader, R. McCraty, M. Atkinson i in. Długoterminowe badanie odpowiedzi zmienności rytmu serca na zmiany w środowisku słonecznym i geomagnetycznym / Raporty naukowe tętno. Analiza raportów szpitalnych z Nowej Zelandii, Australii, Wielkiej Brytanii, Francji i Szwecji za 23 lata również wykazałaV. L. Feigin, P. G. Parmar, S. Barker-Collo i in. Burze geomagnetyczne mogą wywołać udar / udarże wyrzuty koronalne zwiększają ryzyko udar o 19%. A autorzy badania, przeprowadzonego w 263 miastach USA, uważająC. L. Zilli Vieira, D. Alvares, A. Blomberg i in. Zaburzenia geomagnetyczne wywołane aktywnością słoneczną zwiększają ryzyko zgonu całkowitego i sercowo-naczyniowego w 263 USA miasta / Zdrowie środowiskoweże zwiększona aktywność geomagnetyczna zwiększa śmiertelność z powodu chorób układu krążenia i zawałów serca.
Dlatego osoby z chorobami układu krążenia podczas burz geomagnetycznych powinnyYU. N. Jefremow. Zagrożenia z kosmosu / W obronie nauki nr 12 bądź przygotowany: zaopatrz się w leki przepisane przez lekarza, miej przy sobie telefon lub ostrzegaj bliskich.
Ale związek burz magnetycznych z innymi problemami zdrowotnymi, takimi jak depresjaR. W. Kay. Burze geomagnetyczne: związek z występowaniem depresji mierzonym przy przyjęciu do szpitala / The British Journal of Psychiatry, naukowcy nie mogli znaleźć.
To samo dotyczy wpływu aktywności geomagnetycznej na zachowanie człowieka. Wszystko to jest tylko fikcją. Na przykład niektórzy zwolennicy tego poglądu twierdzą, że Ziemia i Słońce jako żywe istoty uczestniczyły w wydarzeniach z sierpnia 1991 r., kiedy to Państwowemu Komitetowi ds. Wyjątków nie udało się powstrzymać rozpadu ZSRR. Podobno nastąpił wtedy silny wzrost aktywności słonecznej. Był naprawdę obserwowanyV. N. Obridko. O tak zwanych „geomagnetycznych prognozach niesprzyjających dni” / W obronie nauki nr 2. Ale nie tylko w sierpniu, ale przez całe cztery miesiące: od czerwca do października. A pole geomagnetyczne w tym okresie było całkowicie spokojne.
Jak uchronić się przed burzami magnetycznymi
NASA wraz z Narodową Administracją Oceaniczną i Atmosferyczną (NOAA), Federalną Agencją Zarządzania Kryzysowego USA i innymi, opracowałaWydano krajową strategię i plan działania w zakresie pogody kosmicznej / Centrum Prognozowania Pogody Kosmicznej w USA strategia i plan działania na wypadek pogorszenia pogody kosmicznej. Miało to wzmocnić ochronę ludności i obiektów energetycznych przed impulsami elektromagnetycznymi.
Na przykład w przypadku awarii elementów sieci,Transformator odzyskiwania (RecX) / Departament Bezpieczeństwa Wewnętrznego Stanów Zjednoczonych Stosowane są przenośne transformatory rezerwowe. Dzięki nim możliwe będzie szybkie przywrócenie pracy sieci energetycznej podczas naprawy zniszczonego urządzenia stacjonarnego.
Obiekty krytyczne można chronić przed stłuczeniem za pomocą specjalnych urządzeń. Na przykład baterie kondensatorów, które przechowują nadmiar energii lub ogniwa Faradaya, które ją rozpraszają.
Ale przerwa w dostawie prądu i ostrzeżenie w odpowiednim czasie pomogą najlepiej. meteorologiczny ludzie. A do tego musisz być w stanie przewidzieć aktywność słoneczną.
Czy można przewidzieć burze magnetyczne?
Tak, możesz. Na przykład w USA robi to25. Cykl Słoneczny już tu jest. NASA, NOAA Naukowcy wyjaśniają, co to oznacza / NASA Centrum Przewidywania Pogody Kosmicznej (SWPC). Jest częścią NOAA. Pracownicy SWPC i NOAA wykorzystują do prognoz dane z satelitów Ziemi i obserwacji ciał kosmicznych. Naukowcy tworzą i ulepszają modele predykcyjne, aby pomóc im przewidywać pogodę w kosmosie, tak jak robią to meteorolodzy.
Musisz jednak zrozumieć, że nie są możliwe żadne tygodniowe ani miesięczne prognozy geomagnetyczne.V. N. Obridko. O tak zwanych „geomagnetycznych prognozach niesprzyjających dni” / W obronie nauki nr 2, bo sytuacja na naszej gwieździe może się zmienić w kilka minut. I nawet jeśli naukowcy wiedzą, że doszło do wyrzutu masy, nie są w stanie stwierdzić z dużą dokładnością, czy wejdzie on w Ziemię, czy nie.
Najdłuższa prognoza - 27-dniowa - opiera się na okresie obrotu Słońca wokół własnej osi. On nie wskazujeV. N. Obridko. O tak zwanych „geomagnetycznych prognozach niesprzyjających dni” / W obronie nauki nr 2 data i godzina burzy, ale tylko informuje o prawdopodobieństwie skierowania potencjalnie niebezpiecznych stref na naszą planetę.
Tworzone są najdokładniejsze prognozy geomagnetyczneV. N. Obridko. O tak zwanych „geomagnetycznych prognozach niesprzyjających dni” / W obronie nauki nr 2 dzień lub kilka godzin przed uderzeniem burzy w Ziemię. Opierają się na danych z satelitów astronomicznych, które rejestrują zakłócenia wiatru słonecznego. Aktualne informacje można przeglądać na stronach NOAA oraz FIAN - Instytut Fizyczny Rosyjskiej Akademii Nauk.
Przeczytaj także☀️✨🌍
- 14 najlepszych aplikacji dla miłośników astronomii
- 6 zaskakujących faktów o planecie Ziemia, w które trudno uwierzyć
- Ile wody potrzeba do zgaszenia słońca
- 9 możliwych katastrof, które mogą zniszczyć ludzkość na zawsze
- 10 błędnych przekonań na temat przestrzeni, w które wstydzisz się uwierzyć