Milyen hatással vannak a mágneses viharok a technológiára és az emberekre

Mik azok a mágneses viharok

Mágneses viharokA. D. Shevnin. Mágneses viharok / Nagy orosz enciklopédia - ezek a Föld mágneses mezejének erős perturbációi, amelyek hirtelen megzavarják normál lefutását, és több órától több napig tartanak. Amikor előfordulnak, egyidejűleg figyelik őket az egész bolygón.

A mágneses, pontosabban a geomágneses viharok a Föld űridőjárásának részét képezik. Aurórákat okoznak, lehetGeomágneses viharok / NOAA Űridőjárás-előrejelző Központ negatívan befolyásolják az orbitális és földi technológiát, valamint egyes emberek állapotát.

Miért fordulnak elő mágneses viharok?

A napszél – a Napból kiáramló töltött részecskék áramlata – folyamatosan hatGeomágneses viharok / NOAA Űridőjárás-előrejelző Központ a Föld mágneses terének (magnetoszféra) külső, legmagasabb részére. Emiatt mindig olyan csavart állapotban van:

A napszél fluxusa azonban korántsem mindig stabil, és ingadozhat is. Perturbációit a koronalyukak és a tömeges kilökődés okozza (ez utóbbiakat gyakran összekeverik

fáklyák a napon).

A hóvihar okozta viharok a legsúlyosabbak. E jelenségek során a hozzánk legközelebbi csillag több milliárd tonna plazmát bocsát ki. Úgy néz kiA nap, amikor a nap sötétséget hozott / NASA hogy egyszerre több ezer atombombát robbantassunk fel. Ha az áramlás a Föld felé irányul, a részecskék elérhetik. Általában tartGeomágneses viharok / NOAA Űridőjárás-előrejelző Központ két-három nap, de erőteljes kibocsátással a plazma 18 óra alatt 150 millió kilométeres távolságot képes megtenni.

Amikor a patak eléri bolygónkat, okozA. D. Shevnin. Mágneses viharok / Nagy orosz enciklopédia lökéshullám, amely összenyomja a Föld magnetoszféráját. A napszél protonjainak ütközése légkörünk hidrogénatomjaival elektromos áramot képez. Fokozatosan, ahogy a vihar lecsillapodik, a magnetoszféra visszatér normál állapotába, és az áramerősség csökken.

A koronális lyukak működési elve kissé eltérő. A napfelszín ezen tartományaiban a mágneses tér gyengébb, mint a csillag többi részén. Ezért napszél patak tör ki belőlük, ami a szokásosnál gyorsabban halad: 500-800 kilométer/másodperc helyett 1. K. Róka. Koronális lyukak és gyors napszél / NASA
2. Solar Wind / NOAA Space Weather Prediction Center 300–500. Az ilyen fluxus enyhe mágneses viharokat okozhat. Néha azonban tartósakGeomágneses viharok / NOAA Űridőjárás-előrejelző Központ sokkal hosszabb ideig, és több energiát termelnek.

Ezért a mágneses viharok gyakorisága közvetlenül összefügg a naptevékenységgel. Ez pedig felemelkedik és elhalványul, átlagosan 11 évig tartó ciklusokat képezve. Ezért egy hónap múlva lehetA. D. Shevnin. Mágneses viharok / Nagy orosz enciklopédia maximum nyolc mágneses vihar fordulhat elő a maximális intenzitású időszakban, vagy legalább egy sem. Ugyanakkor a magas naptevékenység messze nem mindigV. N. Obridko. Az úgynevezett „kedvezőtlen napok geomágneses előrejelzéseiről” / In Defense of Science 2. sz. erős geomágneses zavarokhoz vezet.

Meg lehet-e mérni a mágneses vihar erősségét?

A mágneses viharok intenzitását mérikGeomágneses viharok / NOAA Űridőjárás-előrejelző Központ speciális indexek segítségével. A tudósok elsősorban a Dst-t használják: a Föld mágneses egyenlítőjénél található több állomás magnetométereinek leolvasása alapján számítják ki. Az adatok óránként frissülnek. Nyugodt környezetben a Dst -20 és 20 nanotesla között mozog. Viharnak azt a helyzetet kell tekinteni, amikor -50 nanotesla alá süllyed.

Becslések szerint a legerősebb rögzített mágneses viharY. ÉN. Jermolajev, I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva et al. Extrém mágneses viharok előfordulási aránya / Journal of Geophysical Research: Space Physics -1 760 nT-nél a Dst. szerint. Ez viszonylag kicsi. Például kényszeríteni béka lebegni, kellM. V. Berry, A. K. Geim. Repülő békákról és levitronokról / European Journal of Physics körülbelül 16 Tesla, azaz 16 * 10⁹ vagy 16 000 000 000 nanotesla.

A hétköznapi emberek számára érthetőbb a G index, amely értékelNOAA Space Weather Scales / NOAA Space Weather Prediction Center a mágneses viharok veszélyességét tekintve. Öt szint emelkedik ki.

• G1 - kisebb mágneses viharok. Napciklusonként körülbelül 1700-szor fordul elő. Gyenge ingadozásokat válthatnak ki az elektromos hálózatban, kis mértékben befolyásolhatják a műholdak működését, és aurórát okozhatnak.
• G2 - mérsékelt. Körülbelül 660-szor ciklusonként. Néha feszültséglökésekhez és a transzformátorok károsodásához vezetnek az északi szélességi körökben, módosítják az űrhajók mozgását. Az ilyen viharok hatására az aurorák a sarkoktól távolabb jelennek meg.
• G3 - erős. Körülbelül 200 ciklusonként. Az ilyen zavarok miatt szükség lehet az elektromos rendszer feszültségének beállítására. Ezenkívül néha a biztosítékok hamis kioldása is előfordul, megszakad a műholdas navigáció és a rádiókommunikáció. Az egyenlítőhöz közelebbről is láthatók az aurórák.
• G4 - nehéz. Körülbelül 100 ciklusonként. Gyakoriak a feszültségfelügyeleti problémák és a védőberendezések hibás kioldása. Az ilyen viharok elektromos áramokat hozhatnak létre a csővezetékekben, és ronthatják a rádiókommunikációt és a műholdas navigációt. Néha az aurorák a Krasznodar Terület szintjén figyelhetők meg.
• G5 - rendkívül erős. Körülbelül 4 ciklusonként. Nagy léptékű problémákhoz vezethetnek az elektromos hálózatban (egyes rendszerek teljesen meghibásodnak vagy kikapcsolnak), súlyos meghibásodásokat okozhatnak a műholdak működésében. Erős áramokat képezhetnek a csővezetékekben, és több napig megfoszthatják a rádiókommunikációt. Az aurorák szubtrópusi területeken, például Kairóban lehetségesek.

Hogyan hatnak a mágneses viharok a technológiára

Erőteljes mágneses viharok akadályozzákGeomágneses viharok / NOAA Űridőjárás-előrejelző Központ jelek terjedése az ionoszférában. Éppen ezért a fenti hibák, leállások a GPS, a nagyfrekvenciás rádiókommunikáció és egyes katonai rendszerek működésében fordulnak elő. korai észlelés.

Ezenkívül a mágneses viharok egy rövid ideig kitágulni látszanakGeomágneses viharok / NOAA Űridőjárás-előrejelző Központ légkör. Ez lelassítja a földközeli műholdakat, és elkezdhetik elveszíteni a magasságot. Emiatt például a szovjet űrállomás Szaljut-7.

De a legkézzelfoghatóbb problémákat a képesség okozzaGeomágneses viharok / NOAA Űridőjárás-előrejelző Központ a mágneses viharok minden fémtárgyban elektromos áramot generálnak. És minél nagyobb az utóbbi, például egy elektromos vezeték vagy egy csővezeték, annál jelentősebbek az áramok. Az eszközökön áthaladva tönkretehetik azokat: a berendezések kiégnek a túlzott igénybevételtől. A transzformátorok szenvednek ettől a legjobban.

Mihez vezettek már az erős viharok

Korunk következményeit tekintve legnagyobb vihara (−589 nanotesla) 1989. március 13-án volt. Aztán az egész kanadai Quebec tartomány megmaradtA nap, amikor a nap sötétséget hozott / NASA áram nélkül 12 órán keresztül. Ugyanakkor az infrastruktúra alig 2 perc alatt meghibásodott.

A mágneses zavar olyan erős volt, hogy még Kubában és Floridában is lehetett látni az északi fényt. Az Egyesült Államokban és Kanadában hálózatkimaradásokat és veszteségeket figyeltek meg, bár Quebecen kívül senki sem sérült meg.

Néhány műhold több órára elvesztette a kapcsolatot a Földdel. Berendezési problémák a Discovery amerikai űrszondán is jelentkeztek. Ezen kívül a Szabad Európa Rádió földalatti adása egy ideig megszakadt területén a Szovjetunió.

1972-ben pedig hatalmas mágneses vihart váltott kiD. J. Knipp, B. J. Fraser, M. A. Shea és mtsai. Az 1972. augusztus 4-i ultragyors koronális tömegkidobás kevéssé ismert következményeiről: Tények, kommentárok és cselekvésre ösztönzés / Űridőjárás hatalmas áramkimaradások és kommunikáció az Egyesült Államokban. Vietnamban emiatt több tucat, az amerikai hadsereg által elhelyezett, mágneses biztosítékkal ellátott tengeri akna szállt ki.

2003 novemberében újabb heves vihar tört ki. Ezután az amerikai GPS adatjavító rendszer (WAAS) leálltSúlyos űr időjárási események. A társadalmi és gazdasági hatások megértése: műhelyjelentés / The National Academies of Sciences, Engineering, Medicine 30 órára sok műhold munkája megszakadt, és a japán ADEOS-2 összességében komoly károkat szenvedett.

A már említett legerősebb vihar a megfigyelések teljes történetében (-1 760 nanotesla) következett beSzuper napkitörés / NASA Tudomány ugyanez 1859-ben. Több távíróvonalat égetett fel az Egyesült Államokban, a trópusi szélességi körökön megfigyelték az aurórákat, és a ragyogó égbolt miatt olyan fényes volt, mint a nappal. Ez az esemény a Carrington nevet kapta Richard-Christopher Carrington csillagász tiszteletére, aki mindent rögzített.

Milyen erős mágneses viharhoz vezethet ma

Annak a valószínűsége, hogy hamarosan a carringtoni eseményhez hasonló erejű hullám ér minket, meglehetősen kicsi.P. Riley. A szélsőséges űridőjárási események bekövetkezésének valószínűségéről / Space Weather. A tudósok azonban nem zárják ki ezt a lehetőséget. És nincs konszenzusuk abban, hogy milyen súlyos következményekkel járnak.

Vannak például számítások, amelyek szerint egyedül az Egyesült Államokban képes egy olyan vihar, mint a Carrington.Súlyos űr időjárási események. A társadalmi és gazdasági hatások megértése: műhelyjelentés / The National Academies of Sciences, Engineering, Medicine egy-két billió dolláros kárt okoz. És ez csak az első évben. A sérült rendszerek javítása több évig is eltarthat. Az áram hiánya ellátjaB. Lassen. Felkészült-e az állattenyésztés az elektromosan bénult világra? / Élelmiszer- és Mezőgazdaságtudományi Folyóirat veszélyezteti az élelmiszerrendszert.

Az egyetlen megnyugtató, hogy a RAS fizikusai szerint ilyen események előfordulnakY. ÉN. Jermolajev, I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva et al. Extrém mágneses viharok előfordulási aránya / Journal of Geophysical Research: Space Physics legfeljebb 500 évente egyszer. Hiszen a Nap nem mindig lő plazmafolyamokat a Föld irányába. Szóval erős ütésNear Miss: A 2012. júliusi napszupervihar / NASA Science 2012 júliusában csak részecskéket bocsátott ki az űrbe, és nem okozott jelentős mágneses vihart a Földön.

Ráadásul nem minden erős felháborodás vezet katasztrofális következményekhez. Például 2000 júliusában voltExtrém események és természeti veszélyek: A komplexitás perspektívája -300 nanotesla kapacitású vihar, de ez semmilyen módon nem érintette az áramrendszert.

Igaz, az új vihar még Carringtonnál is erősebb lehet. Tehát az ősi japán cédrusok radiokarbon elemzésének adatai azt mutatták, hogy 774-ben a mágneses tér zavarásaYU. N. Efremov. Veszélyek az űrből / A tudomány védelmében 12. sz 20-szor erősebb, mint 1859-ben.

Hogyan hatnak a mágneses viharok az emberekre

Úgy tartják, hogy a mágneses viharok felelősek a hangulati ingadozásokért, az agresszivitásért, a depresszióért és az egészségügyi problémákért. Nekik tulajdonítják a katasztrófák és még néhány nagy kockázatát is történelmi események.

És a viharok bizonyos embereket érintenek. Bár nem könnyű észrevenniV. N. Obridko. Az úgynevezett „kedvezőtlen napok geomágneses előrejelzéseiről” / In Defense of Science 2. sz.. Ehhez nagyszámú statisztikai adatra van szükség, és az eredményeket számos tényező torzíthatja.

Jelenleg több tanulmány is megerősítette a mágneses zavarok szív- és érrendszerre gyakorolt ​​hatását. Például vihar idején az embereknek magas lehet a vérnyomása.S. Ghione, L. Mezzasalma, C. Del Seppia et al. Befolyásolják-e az artériás vérnyomást a szoláris eredetű geomágneses zavarok? / Journal of Human Hypertension és gyakoriságaA. Alabdulgader, R. McCraty, M. Atkinson és mtsai. A szívfrekvencia-változékonyság válaszainak hosszú távú vizsgálata a napenergia és a geomágneses környezet változásaira / Tudományos jelentések pulzusszám. Az Új-Zélandról, Ausztráliából, Nagy-Britanniából, Franciaországból és Svédországból 23 évre szóló kórházi jelentések elemzése szintén azt mutatta,V. L. Feigin, P. G. Parmar, S. Barker-Collo és mtsai. A geomágneses viharok ütést/löketet válthatnak kihogy a koronális kilökődés növeli annak kockázatát stroke 19%-kal. A 263 amerikai városban végzett tanulmány szerzői pedig úgy vélikC. L. Zilli Vieira, D. Alvares, A. Blomberg et al. A naptevékenység által kiváltott geomágneses zavarok növelik a teljes és a szív- és érrendszeri halálozási kockázatot 263 USA-ban városok / Environmental Healthhogy a megnövekedett geomágneses aktivitás növeli a szív- és érrendszeri betegségek és a szívinfarktus okozta halálozást.

Ezért a geomágneses viharok idején szív- és érrendszeri betegségben szenvedőknek kellYU. N. Efremov. Veszélyek az űrből / A tudomány védelmében 12. sz készüljön fel: töltse fel az orvosa által felírt gyógyszereket, tartsa magánál a telefonját, vagy figyelmeztesse szeretteit.

De a mágneses viharok kapcsolata más egészségügyi problémákkal, például a depresszióvalR. W. Kay. Geomágneses viharok: összefüggés a depresszió előfordulásával a kórházi felvétel alapján / The British Journal of Psychiatry, a tudósok nem találták meg.

Ugyanez vonatkozik a geomágneses tevékenységnek az emberi viselkedésre gyakorolt ​​hatására is. Mindez csak fikció. Ennek a nézetnek egyes támogatói például azzal érvelnek, hogy a Föld és a Nap élőlényként részt vett az 1991. augusztusi eseményekben, amikor az Állami Vészhelyzeti Bizottságnak nem sikerült megállítania a Szovjetunió összeomlását. Állítólag ekkor erős megugrás volt a naptevékenységben. Valóban megfigyeltékV. N. Obridko. Az úgynevezett „kedvezőtlen napok geomágneses előrejelzéseiről” / In Defense of Science 2. sz.. De nemcsak augusztusban, hanem négy teljes hónapon keresztül: júniustól októberig. És a geomágneses tér ebben az időszakban teljesen nyugodt volt.

Hogyan védekezzünk a mágneses viharok ellen

A NASA a Nemzeti Óceán- és Légköri Hatósággal (NOAA), az Egyesült Államok Szövetségi Vészhelyzet-kezelési Ügynökségével és másokkal közösen kifejlesztetteMegjelent a nemzeti űridőjárási stratégia és cselekvési terv / US Space Weather Prediction Center stratégia és cselekvési terv az űridőjárás romlása esetén. A lakosság és az energetikai létesítmények elektromágneses impulzusokkal szembeni védelmét kellett volna erősítenie.

Például a hálózati összetevők meghibásodása esetén,Recovery Transformer (RecX) / Amerikai Egyesült Államok Belbiztonsági Minisztériuma készenléti mobil transzformátorokat használnak. Nekik köszönhetően a megsemmisült helyhez kötött eszköz javítása során gyorsan helyreállítható az elektromos hálózat működése.

A kritikus objektumok speciális eszközökkel védhetők a töréstől. Például kondenzátor bankok, amelyek a felesleges energiát tárolják, vagy Faraday cellák, amelyek elvezetik azt.

De az időben történő áramszünet és figyelmeztetés a legjobban segít. meteorológiai emberek. Ehhez pedig meg kell tudni előre jelezni a naptevékenységet.

Megjósolható-e a mágneses vihar

Igen tudsz. Például az USA-ban ezt azMegérkezett a 25. napelemciklus. A NASA, a NOAA tudósai elmagyarázzák, mit jelent ez / NASA Space Weather Prediction Center (SWPC). A NOAA része. Az SWPC és a NOAA alkalmazottai a földi műholdak adatait és az űrtestek megfigyeléseit használják az előrejelzésekhez. A tudósok előrejelző modelleket készítenek és fejlesztenek, hogy segítsenek előre jelezni az időjárást az űrben, akárcsak a meteorológusok.

Azonban meg kell értenie, hogy nem lehetséges heti vagy havi geomágneses előrejelzés.V. N. Obridko. Az úgynevezett „kedvezőtlen napok geomágneses előrejelzéseiről” / In Defense of Science 2. sz., mert sztárunkon percek alatt változhat a helyzet. És még ha a tudósok tudják is, hogy tömeges kilökődés történt, nem tudják nagy pontossággal megmondani, hogy bejut-e a Földre vagy sem.

A leghosszabb távú – 27 napos – előrejelzés a Nap tengelye körüli forgásának időszakán alapul. Nem jelziV. N. Obridko. Az úgynevezett „kedvezőtlen napok geomágneses előrejelzéseiről” / In Defense of Science 2. sz. a vihar dátumát és időpontját, de csak arról tájékoztat, hogy a potenciálisan veszélyes zónák bolygónkra irányulhatnak.

A legpontosabb geomágneses előrejelzések készülnekV. N. Obridko. Az úgynevezett „kedvezőtlen napok geomágneses előrejelzéseiről” / In Defense of Science 2. sz. egy nappal vagy néhány órával azelőtt, hogy a vihar eléri a Földet. A napszél zavarait rögzítő csillagászati ​​műholdak adatain alapulnak. Az aktuális információk megtekinthetők az oldalakon NOAA és FIAN - Az Orosz Tudományos Akadémia Fizikai Intézete.