Kako magnetne nevihte resnično vplivajo na tehnologijo in ljudi
Miscellanea / / December 14, 2021
Krivijo jih celo za razpad ZSSR.
Kaj so magnetne nevihte
Magnetne nevihteA. D. Ševnin. Magnetne nevihte / Velika ruska enciklopedija - gre za močne motnje zemeljskega magnetnega polja, ki nenadoma motijo njegov normalni potek in trajajo od nekaj ur do nekaj dni. Ko se pojavijo, jih hkrati opazujemo po vsem planetu.
Magnetne ali, natančneje, geomagnetne nevihte so del Zemljinega vesoljskega vremena. Povzročajo auroro, lahkoGeomagnetne nevihte / Center za napovedovanje vesoljskega vremena NOAA negativno vplivajo na orbitalno in zemeljsko tehnologijo, pa tudi na stanje nekaterih ljudi.
Zakaj nastanejo magnetne nevihte
Sončni veter - tok nabitih delcev, ki izhajajo iz Sonca - nenehno vplivaGeomagnetne nevihte / Center za napovedovanje vesoljskega vremena NOAA na zunanji, najvišji del zemeljskega magnetnega polja (magnetosfera). Zaradi tega je vedno v tako zvitem stanju:
Vendar tok sončnega vetra še zdaleč ni vedno stabilen in lahko niha. Njegove motnje povzročajo koronalne luknje in izmet mase (slednje se pogosto zamenjuje z
žarki na soncu).Najhujše so neurja, ki jih povzročajo metež. Med temi pojavi nam najbližja zvezda sprosti milijarde ton plazme. IzgledaDan, ko je sonce prineslo temo / NASA sočasno eksplodirati na tisoče jedrskih bomb. Če bi bil tok usmerjen proti Zemlji, ga lahko delci dosežejo. Običajno trajaGeomagnetne nevihte / Center za napovedovanje vesoljskega vremena NOAA dva ali tri dni, a z močnimi emisijami je plazma sposobna v 18 urah premagati razdaljo 150 milijonov kilometrov.
Ko tok doseže naš planet, povzročiA. D. Ševnin. Magnetne nevihte / Velika ruska enciklopedija udarni val, ki stisne zemeljsko magnetosfero. Trk protonov sončnega vetra z atomi vodika naše atmosfere tvori električni tok. Postopoma, ko nevihta razpada, se magnetosfera vrne v normalno stanje in tok razpade.
Koronalne luknje imajo nekoliko drugačen princip delovanja. V teh predelih sončne površine je magnetno polje šibkejše kot v preostalem delu zvezde. Zato iz njih izhaja tok sončnega vetra, ki se premika hitreje kot običajno: 500-800 kilometrov na sekundo namesto 1. K. Lisica. Koronalne luknje in hitri sončni veter / NASA
2. Sončni veter / Center za napovedovanje vesoljskega vremena NOAA 300–500. Takšen tok lahko povzroči blage magnetne nevihte. Vendar včasih trajajoGeomagnetne nevihte / Center za napovedovanje vesoljskega vremena NOAA veliko dlje in ustvari več energije.
Koronalna luknja na soncu. Foto: NASA / SDO / Wikimedia Commons
Magnetna polja sonca. Črka B pomeni koronalno luknjo. Slika: Sebman81 / Wikimedia Commons
Zato je pogostost magnetnih neviht neposredno povezana s sončno aktivnostjo. To pa se dviga in bledi ter tvori cikle, ki v povprečju trajajo 11 let. Zato lahko v enem mesecuA. D. Ševnin. Magnetne nevihte / Velika ruska enciklopedija zgodi do osem magnetnih neviht v obdobju največje intenzivnosti ali nobene pri najmanjši. Hkrati visoka sončna aktivnost še zdaleč ni vednoV. N. Obridko. O tako imenovanih "geomagnetnih napovedih neugodnih dni" / V zagovor znanosti št. vodi do močnih geomagnetnih motenj.
Ali je mogoče izmeriti moč magnetne nevihte
Izmeri se intenzivnost magnetnih nevihtGeomagnetne nevihte / Center za napovedovanje vesoljskega vremena NOAA z uporabo posebnih indeksov. Znanstveniki uporabljajo predvsem Dst: izračuna se na podlagi odčitkov magnetometrov iz več postaj, ki se nahajajo na zemeljskem magnetnem ekvatorju. Podatki se posodabljajo vsako uro. V mirnem okolju se Dst giblje od -20 do 20 nanotesla. Nevihta se šteje za situacijo, ko pade pod -50 nanotesla.
Ocenjuje se najmočnejša zabeležena magnetna nevihtaY. JAZ. Jermolaev, I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva idr. Stopnja pojavljanja ekstremnih magnetnih neviht / Journal of Geophysical Research: Space Physics pri −1 760 nT po Dst. To je relativno majhno. Na primer, na silo žaba levitirati, moramM. V. Berry, A. K. Geim. O letečih žabah in levitronih / European Journal of Physics približno 16 tes, to je 16 * 10⁹ ali 16.000.000.000 nanotesla.
Za navadne ljudi je bolj razumljiv indeks G, ki ocenjujeNOAA vesoljske vremenske lestvice / Center za napovedovanje vesoljskega vremena NOAA magnetne nevihte glede na njihovo nevarnost. Izstopa pet stopenj.
- G1 - manjše magnetne nevihte. Pojavijo se približno 1700-krat na sončni cikel. Lahko izzovejo šibka nihanja v električnem omrežju, rahlo vplivajo na delovanje satelitov in povzročijo auroro.
- G2 - zmerno. Približno 660-krat na cikel. Včasih vodijo do napetostnih sunkov in poškodb transformatorjev v severnih zemljepisnih širinah, prilagodijo gibanje vesoljskih plovil. Takšne nevihte povzročajo, da se aurore pojavljajo dlje od polov.
- G3 - močan. Približno 200 na cikel. Takšne motnje lahko zahtevajo prilagoditev napetosti električnega sistema. Včasih pride tudi do napačnega izklopa varovalk, pride do motenj v satelitski navigaciji in radijskih komunikacijah. Aurore so vidne še bližje ekvatorju.
- G4 - težka. Približno 100 na cikel. Pogoste so težave z nadzorom napetosti in napačno izklop zaščitnih naprav. Takšne nevihte lahko povzročijo električne tokove v cevovodih in poslabšajo radijske komunikacije in satelitsko navigacijo. Včasih opazimo aurore na ravni Krasnodarskega ozemlja.
- G5 - izjemno močna. Približno 4 na cikel. Lahko povzročijo obsežne težave z električnim omrežjem (nekateri sistemi popolnoma odpovejo ali se izklopijo), resne okvare pri delovanju satelitov. V cevovodih lahko tvorijo močne tokove, več dni prikrajšajo radijsko komunikacijo. Aurore so možne v subtropskih območjih, kot je Kairo.
Kako magnetne nevihte vplivajo na tehnologijo
Močne magnetne nevihte ovirajoGeomagnetne nevihte / Center za napovedovanje vesoljskega vremena NOAA širjenje signalov v ionosferi. Zato se pri delovanju GPS, visokofrekvenčnih radijskih komunikacij in nekaterih vojaških sistemov pojavljajo zgornje napake in zastoji. zgodnje odkrivanje.
Poleg tega se zdi, da se magnetne nevihte za kratek čas širijoGeomagnetne nevihte / Center za napovedovanje vesoljskega vremena NOAA vzdušje. To upočasni satelite blizu Zemlje in lahko začnejo izgubljati višino. Iz tega razloga, na primer, sovjetski vesoljska postaja Saljut-7.
Toda najbolj oprijemljive težave povzroča sposobnostGeomagnetne nevihte / Center za napovedovanje vesoljskega vremena NOAA magnetne nevihte ustvarjajo električne tokove v vseh kovinskih predmetih. In večji kot je slednji, na primer daljnovod ali cevovod, pomembnejši so tokovi. Ko gredo skozi naprave, jih lahko uničijo: oprema izgori zaradi pretiranega stresa. Pri tem najbolj trpijo transformatorji.
Do česa so že pripeljale močne nevihte
Največja nevihta našega časa po svojih posledicah (−589 nanotesla) se je zgodila 13. marca 1989. Potem je ostala celotna kanadska provinca QuebecDan, ko je sonce prineslo temo / NASA brez elektrike 12 ur. Hkrati je infrastruktura v manj kot 2 minutah odpadla.
Magnetna motnja je bila tako močna, da se je severni sij videl celo na Kubi in Floridi. Motnje omrežja in izgube so opazili po vsej ZDA in Kanadi, čeprav razen Quebeca ni bil nihče poškodovan.
Nekateri sateliti so za več ur izgubili stik z Zemljo. Težave z opremo so se pojavile tudi na ameriškem vesoljskem plovilu Discovery. Poleg tega je bilo podzemno oddajanje Radia Svobodna Evropa za nekaj časa prekinjeno na ozemlju l ZSSR.
In leta 1972 je izzvala močna magnetna nevihtaD. J. Knipp, B. J. Fraser, M. A. Shea et al. O malo znanih posledicah ultrahitrega izmeta koronalne mase 4. avgusta 1972: dejstva, komentarji in poziv k dejanju / vesoljsko vreme množični izpadi električne energije in komunikacij v Združenih državah. V Vietnamu je zaradi tega ugasnilo več deset morskih min z magnetnimi vžigalniki, ki jih je postavila ameriška vojska.
Novembra 2003 se je zgodila še ena silovita nevihta. Nato se je ameriški sistem za popravljanje podatkov GPS (WAAS) ugasnilHudi dogodki v vesolju. Razumevanje družbenih in gospodarskih vplivov: poročilo delavnice / Nacionalne akademije znanosti, inženiringa, medicine za 30 ur je bilo delo številnih satelitov prekinjeno, japonski ADEOS-2 pa je bil v celoti poškodovan.
Zgodila se je že omenjena najmočnejša nevihta v vsej zgodovini opazovanj (-1 760 nanotesla).Super sončni izbruh / NASA Science enako leta 1859. V Združenih državah Amerike je zažgala več telegrafskih vodov, na tropskih zemljepisnih širinah so opazili polarni sij in zaradi svetlega neba je bilo svetlo kot dan ponoči. Ta dogodek so poimenovali Carrington v čast astronoma Richarda-Christopherja Carringtona, ki je vse posnel.
Do kakšne močne magnetne nevihte lahko danes pripelje
Verjetnost, da nas bo prizadel val moči, podoben dogodku Carrington, je kmalu precej nizka.P. Riley. O verjetnosti pojava ekstremnih vesoljskih vremenskih dogodkov / Space Weather. Vendar znanstveniki te možnosti ne izključujejo. In nimajo soglasja o tem, kako resne bodo posledice.
Obstajajo na primer izračuni, po katerih je samo v ZDA nevihta, kot je Carringtonova, sposobnaHudi dogodki v vesolju. Razumevanje družbenih in gospodarskih vplivov: poročilo delavnice / Nacionalne akademije znanosti, inženiringa, medicine povzročijo škodo za enega do dva bilijona dolarjev. In to šele v prvem letu. Popravilo poškodovanih sistemov lahko traja več let. Pomanjkanje električne energije bo zagotoviloB. Lassen. Ali je živinoreja pripravljena na električno paraliziran svet? / Časopis za znanost o hrani in kmetijstvu ogrožajo prehranski sistem.
Edina pomirjujoča stvar je, da se takšni dogodki po mnenju fizikov RAS dogajajoY. JAZ. Jermolaev, I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva idr. Stopnja pojavljanja ekstremnih magnetnih neviht / Journal of Geophysical Research: Space Physics največ enkrat na 500 let. Navsezadnje Sonce ne strelja vedno plazemskih tokov v smeri Zemlje. Torej močan udarecV bližini: Sončna nevihta julija 2012 / NASA Science julija 2012 le izstrelil delce v vesolje in ni povzročil večjih magnetnih neviht na Zemlji.
Poleg tega vsi močni napadi ne vodijo do katastrofalnih posledic. Na primer, julija 2000 je biloEkstremni dogodki in naravne nevarnosti: perspektiva kompleksnosti nevihta z zmogljivostjo -300 nanotesl, a na elektroenergetski sistem nikakor ni vplivala.
Res je, nova nevihta je morda celo močnejša od Carringtonove. Tako so podatki radiokarbonske analize starodavnih japonskih ceder pokazali, da je bila leta 774 motnja magnetnega poljaYU. N. Efremov. Grožnje iz vesolja / V obrambo znanosti št. 12 20-krat močnejši kot leta 1859.
Kako magnetne nevihte vplivajo na ljudi
Za nihanje razpoloženja, agresivnost, depresijo in zdravstvene težave naj bi bile krive magnetne nevihte. Pripisujejo jim veliko tveganje za nesreče in celo nekatere zgodovinskih dogodkov.
In nevihte prizadenejo nekatere ljudi. Čeprav ni enostavno opazitiV. N. Obridko. O tako imenovanih "geomagnetnih napovedih neugodnih dni" / V zagovor znanosti št.. To zahteva velik nabor statističnih podatkov, rezultate pa lahko popači ogromno dejavnikov.
Trenutno obstaja več študij, ki so potrdile vpliv magnetnih motenj na srčno-žilni sistem. Na primer, med nevihto imajo ljudje lahko visok krvni tlak.S. Ghione, L. Mezzasalma, C. Del Seppia et al. Ali geomagnetne motnje sončnega izvora vplivajo na arterijski krvni tlak? / Journal of Human Hypertension in frekvencoA. Alabdulgader, R. McCraty, M. Atkinson et al. Dolgoročna študija odzivov variabilnosti srčnega utripa na spremembe v sončnem in geomagnetnem okolju / Znanstvena poročila srčni utrip. Analiza bolnišničnih poročil iz Nove Zelandije, Avstralije, Združenega kraljestva, Francije in Švedske za 23 let je pokazala tudiV. L. Feigin, P. G. Parmar, S. Barker-Collo et al. Geomagnetne nevihte lahko sprožijo možgansko kapda koronalni izmet poveča tveganje za možganska kap za 19 %. In avtorji študije, izvedene v 263 mestih ZDA, verjamejoC. L. Zilli Vieira, D. Alvares, A. Blomberg et al. Geomagnetne motnje, ki jih poganja sončna aktivnost, povečajo tveganje za skupno in srčno-žilno smrtnost v 263 ZDA. mesta / Zdravje okoljada povečana geomagnetna aktivnost poveča umrljivost zaradi srčno-žilnih bolezni in srčnih napadov.
Zato bi morali ljudje s srčno-žilnimi boleznimi med geomagnetnimi nevihtamiYU. N. Efremov. Grožnje iz vesolja / V obrambo znanosti št. 12 bodite pripravljeni: založite se z zdravili, ki vam jih je predpisal zdravnik, imejte telefon pri sebi ali opozorite svoje bližnje.
Toda povezava magnetnih neviht z drugimi zdravstvenimi težavami, kot je depresijaR. W. Kay. Geomagnetne nevihte: povezava s pojavnostjo depresije, merjeno s sprejemom v bolnišnico / The British Journal of Psychiatry, znanstveniki niso mogli najti.
Enako je z vplivom geomagnetne aktivnosti na človekovo vedenje. Vse to je le fikcija. Nekateri zagovorniki tega stališča na primer trdijo, da sta Zemlja in Sonce kot živa bitja sodelovala v dogodkih avgusta 1991, ko Državnemu odboru za izredne razmere ni uspelo ustaviti razpada ZSSR. Menda je takrat prišlo do močnega porasta sončne aktivnosti. Bil je res opazenV. N. Obridko. O tako imenovanih "geomagnetnih napovedih neugodnih dni" / V zagovor znanosti št.. A ne samo avgusta, ampak cele štiri mesece: od junija do oktobra. In geomagnetno polje v tem obdobju je bilo popolnoma mirno.
Kako se zaščititi pred magnetnimi nevihtami
NASA je skupaj z National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Zvezno agencijo za upravljanje v sili ZDA in drugimi razvilaIzdana nacionalna strategija in akcijski načrt za vesoljsko vreme / Center za napovedovanje vesoljskega vremena ZDA strategija in načrt ukrepanja v primeru poslabšanja vesoljskega vremena. Okrepiti naj bi zaščito prebivalstva in energetskih objektov pred elektromagnetnimi impulzi.
V primeru okvare omrežnih komponent npr.Recovery Transformer (RecX) / Ministrstvo za domovinsko varnost ZDA uporabljajo se mobilni transformatorji v pripravljenosti. Zahvaljujoč njim bo mogoče hitro obnoviti delovanje električnega omrežja med popravilom uničene stacionarne naprave.
Kritične predmete je mogoče zaščititi pred zlomom s posebnimi napravami. Na primer kondenzatorske banke, ki hranijo odvečno energijo, ali Faradayeve celice, ki jo razpršijo.
Toda pravočasen izpad električne energije in opozorilo bosta najboljše pomagala. meteoroloških ljudi. In za to morate biti sposobni napovedati sončno aktivnost.
Ali je mogoče napovedati magnetne nevihte
Ja lahko. Na primer, v ZDA to počneSončni cikel 25 je tukaj. Znanstveniki NASA, NOAA pojasnjujejo, kaj to pomeni / NASA Center za napovedovanje vesoljskega vremena (SWPC). Je del NOAA. Zaposleni v SWPC in NOAA za napovedi uporabljajo podatke zemeljskih satelitov in opazovanja vesoljskih teles. Znanstveniki ustvarjajo in izboljšujejo napovedne modele, ki jim pomagajo napovedati vreme v vesolju, tako kot meteorologi.
Vendar morate razumeti, da tedenske ali mesečne geomagnetne napovedi niso možne.V. N. Obridko. O tako imenovanih "geomagnetnih napovedih neugodnih dni" / V zagovor znanosti št., saj se situacija na naši zvezdi lahko spremeni v nekaj minutah. In tudi če znanstveniki vedo, da je prišlo do množičnega izmeta, ne morejo z visoko natančnostjo trditi, ali bo vstopil v Zemljo ali ne.
Najdaljša napoved - 27-dnevna - temelji na obdobju vrtenja Sonca okoli svoje osi. Ne nakazujeV. N. Obridko. O tako imenovanih "geomagnetnih napovedih neugodnih dni" / V zagovor znanosti št. datum in čas nevihte, vendar le obvešča o verjetnosti, da se potencialno nevarna območja lahko usmerijo na naš planet.
Narejene so najbolj natančne geomagnetne napovediV. N. Obridko. O tako imenovanih "geomagnetnih napovedih neugodnih dni" / V zagovor znanosti št. dan ali nekaj ur preden neurje zadene Zemljo. Temeljijo na podatkih astronomskih satelitov, ki beležijo motnje sončnega vetra. Aktualne informacije si lahko ogledate na spletnih mestih NOAA in FIAN - Fizični inštitut Ruske akademije znanosti.
Preberite tudi☀️✨🌍
- 14 najboljših aplikacij za ljubitelje astronomije
- 6 osupljivih dejstev o planetu Zemlja, ki jim je težko verjeti
- Koliko vode je potrebno, da ugasnemo sonce
- 9 možnih katastrof, ki lahko za vedno uničijo človeštvo
- 10 napačnih predstav o vesolju, ki jih je sram verjeti