Уважаемые пользователи Голос!
Сайт доступен в режиме «чтение» до сентября 2020 года. Операции с токенами Golos, Cyber можно проводить, используя альтернативные клиенты или через эксплорер Cyberway. Подробности здесь: https://golos.io/@goloscore/operacii-s-tokenami-golos-cyber-1594822432061
С уважением, команда “Голос”
GOLOS
RU
EN
UA
vp-cosmos
6 лет назад

Последствия магнитных бурь - реальные и мнимые

Магнитная буря - это, пожалуй, наиболее общеизвестный фактор космической погоды. Оно и понятно: солнечные вспышки, космические лучи, радиационные пояса Земли - это все далеко в космосе, а буря она, рядом. Но так ли страшны магнитные бури, как иногда нам пытаются представить?

Давайте попробуем разобраться.

Итак, буря произошла. Что и почему в результате этого может случиться на Земле?

Первым обычно принято называть возможные нарушения в работе телеграфных линий, трубопроводов, линий электропередач (ЛЭП) и энергосетей. Но почему же возникают эти нарушения?
Вариации магнитного поля во время магнитных бурь, особенно сильные в высоких широтах, согласно закону электромагнитной индукции, генерируют вторичные электрические токи в проводящих слоях земной литосферы, в воде и других искусственных и естественных проводниках. Наводимая разность потенциалов мала - он составляет несколько вольт на километр, но при большой протяженности проводников с низким сопротивлением каковыми и являются рельсы, ЛЭП, трубопроводы, полная сила индуцированных токов может достигать десятков и сотен ампер, что уже может создать существенные проблемы.

q1.png

На данном графике представлены зависимости геомагнитной активности (черная кривая - 1)числа аварий в энергосетях США в районах повышенного риска - близких к авроральной зоне (зелёная кривая -2), и число аварий в безопасных низкоширотных районах(розовая кривая - 3). Утверждается, что число аварий в высоких широтах возрастает вслед за геомагнитной активностью. То есть в годы минимума активности вероятности аварий в опасных и безопасных районах практически сравниваются (я бы не сказала, что корреляция стопроцентная, но зависимость явно имеет место).
К не менее распространенным последствиям магнитных бурь относятся и нарушения радиосвязи. Магнитные бури приводят к сильным возмущениям ионосферы, что может
практически полностью блокировать радиоэфир на длительное время. Как писал известный автор-исполнитель Юрий Иосифович Визбор, служивший радистом на Северном флоте,

«…коварные кружева полярных сияний, превращенные наушниками в равнодушный, ничем не пробиваемый шум…».

Так что, несмотря на всю красоту явления, моряки имели все основания не любить сияния - оказаться в штормящем северном море без связи не просто не слишком приятно, но зачастую и опасно.

http://0e33611cb8e6da737d5c-e13b5a910e105e07f9070866adaae10b.r15.cf1.rackcdn.com/Marcus-Rivers-a4_1513345840_lg.jpg
источник
Естественно, что при нарушениях связи страдают и другие сферы деятельности, зависящие от радиосвязи, например, авиасообщение, хотя в последние годы такая зависимость стала меньше.
Еще одна техническая опасность магнитных бурь - это проблемы с навигацией космических аппаратов. Во время магнитных бурь может произойти потеря ориентации искусственных спутников Земли, навигация которых осуществляется по геомагнитному полю - ведь во время бури магнитное поле Земли испытывает сильные возмущения.
Еще магнитные бури влияют и на радиационную безопасность космических полетов и трансполярных авиаперелетов, хотя казалось бы, радиационная опасность - это совсем другая проблема, но тем не менее.
Во-первых, во время солнечных протонных событий, совпадающих по времени с главной фазой магнитной бури, значительно повышается уровень радиационной опасности для экипажей и пассажиров высотных самолетов на полярных трассах в результате сдвига границы свободного проникновения солнечных протонов на более низкие широты.
Это реальная карта радиационных доз, полученная на Международной космической станции осенью 2005 года. Высокоширотные области повышенной радиации – результат попадания МКС в область открытых силовых линий во время главной фазы магнитной бури.

q2.png

На орбите МКС это не так страшно, но если наклонение орбиты будет выше, то космонавты получат дополнительную дозу облучения. Она не очень велика, но суммарно может дать достаточно существенный вклад.
Эта же проблема возникает у экипажей и пассажиров трансполярных лайнеров - если началась буря, а потоки солнечных протонов еще велики, то они попадают в опасную зону повышенной радиации. Поэтому сейчас некоторые зарубежные авиакомпании учитывают прогнозы протонных событий и магнитных бурь.
А во-вторых, на фазе восстановления магнитной бури повышается вероятность отказа электронного оборудования космических аппаратов, поскольку во время фазы восстановления примерно в половине случаев происходит значительный (иногда до двух порядков величины) рост потока релятивистских электронов внешнего радиационного пояса Земли. Эти электроны могут вызвать одиночные сбои микросхем, за что в англоязычной литературе их еще называют «электронами-киллерами».

q3.png

На этой картинке показан поток электронов с энергией >3.5 МэВ о на разных L- оболочек электронов с энергией >3.5 МэВ полученный нами в эксперименте на КА «Университетский–Татьяна» за период апрель-сентябрь 2005 г на верхней панели и Dst-вариация, характеризующая бури - на нижней панели. Видно, что возрастания потоков электронов на L=3.5-4.5 наблюдаются не только после солнечных вспышек в мае, августе, сентябре, но и после бурь в апреле и июне.
Отдельно следует отметить роль суббурь в плане их влияния на техносферу. Поскольку наведенное индукционное поле пропорционально величине и скорости изменения напряженности магнитного поля, то наводимая суббурей электродвижущая сила может оказаться на два порядка выше, чем вызванная кольцевым током сильной магнитной бури. Например, что в августе 1972 года магнитная буря была умеренной (-50 нТл), а авроральная активность - высокой.
Тем не менее, в результате этой бури вышел из строя сетевой трансформатор в Британской Колумбии, расположенной в авроральной зоне Канады. Но так как сильные суббуревые возмущения происходят и во время мощных мировых магнитных бурь, оценка их вклада отдельно зачастую не рассматривается , а зря.
Ну и пожалуй, самая животрепещущая тема, связанная с магнитными бурями - это ухудшение самочувствия людей во время бурь. Влияние магнитных бурь на здоровье – широчайшее поле для спекуляций. Да, на данный момент имеются результаты научных исследований, показывающие наличие реакции людей на геомагнитные возмущения. Предположительно определен и наиболее вероятный источник воздействия на человека - пульсации магнитного поля. Но при этом не стоит забывать, что с большой вероятностью тут немаловажную роль играет возраст и состояние здоровья конкретного человека. А на бытовом уровне – еще и его степень внушаемости. Ведь если СМИ сообщают, что вот-вот на Земле разразится страшная магнитная буря и всем будет плохо, то можно ли считать ухудшение самочувствие части людей только результатом воздействия той самой бури? Так что иногда полезно не читать газет, как советовал профессор Преображенский (а также не слушать радио и не смотреть телевизор, так как уже от одной фразы, с которой начинались новости в октябре 2003 года: "На Солнце снова произошла сильнейшая магнитная буря" впечатлительному человеку может стать нехорошо).

Но, тем не менее, как видно из всего сказанного выше, проблема влияния магнитных бурь и суббурь на человеческую деятельность реально существует, а значит, возникает задача их изучения и прогнозирования, чем и занимается НИИЯФ МГУ с большим или меньшим успехом


Ваша Кошка- @maksina

407
164.057 GOLOS
На Golos с October 2017
Комментарии (8)
Сортировать по:
Сначала старые