Cum afectează cu adevărat furtunile magnetice tehnologia și oamenii

Ce sunt furtunile magnetice

Furtuni magneticeA. D. Shevnin. Furtuni magnetice / Marea enciclopedie rusă - acestea sunt perturbări puternice ale câmpului magnetic al Pământului, care îi perturbă brusc cursul normal și durează de la câteva ore până la câteva zile. Când apar, ele sunt observate simultan pe întreaga planetă.

Furtunile magnetice sau, mai precis, geomagnetice fac parte din vremea spațială a Pământului. Ele provoacă aurore, potFurtunile geomagnetice / Centrul de predicție a vremii spațiale NOAA afectează negativ tehnologia orbitală și terestră, precum și starea unor oameni.

De ce au loc furtunile magnetice

Vântul solar - un flux de particule încărcate care emană de la Soare - afectează în mod constantFurtunile geomagnetice / Centrul de predicție a vremii spațiale NOAA spre partea exterioară, cea mai înaltă a câmpului magnetic al Pământului (magnetosferă). Din această cauză, ea este întotdeauna într-o stare atât de răsucită:

Cu toate acestea, fluxul vântului solar este departe de a fi întotdeauna stabil și poate fluctua. Perturbațiile sale sunt cauzate de găurile coronale și ejecțiile de masă (cele din urmă sunt adesea confundate cu erupții pe soare).

Furtunile provocate de viscol sunt cele mai severe. În timpul acestor fenomene, cea mai apropiată stea de noi eliberează miliarde de tone de plasmă. Arată caZiua în care Soarele a adus întuneric / NASA pentru a detona simultan mii de bombe nucleare. Dacă fluxul a fost îndreptat către Pământ, particulele pot ajunge la el. De obicei dureazăFurtunile geomagnetice / Centrul de predicție a vremii spațiale NOAA două sau trei zile, dar cu emisii puternice, plasma este capabilă să parcurgă o distanță de 150 de milioane de kilometri în 18 ore.

Când fluxul ajunge pe planeta noastră, provoacăA. D. Shevnin. Furtuni magnetice / Marea enciclopedie rusă o undă de șoc care comprimă magnetosfera Pământului. Ciocnirea protonilor vântului solar cu atomii de hidrogen din atmosfera noastră formează un curent electric. Treptat, pe măsură ce furtuna se descompune, magnetosfera revine la starea sa normală, iar curentul se descompune.

Găurile coronale au un principiu de acțiune ușor diferit. În aceste regiuni ale suprafeței solare, câmpul magnetic este mai slab decât în ​​restul stelei. Prin urmare, din ele iese un flux de vânt solar, care se mișcă mai repede decât de obicei: 500-800 de kilometri pe secundă în loc de 1. K. Vulpe. Găuri coronale și vânt solar rapid / NASA
2. Solar Wind / NOAA Space Weather Prediction Center 300–500. Un astfel de flux poate provoca furtuni magnetice ușoare. Cu toate acestea, ele durează uneoriFurtunile geomagnetice / Centrul de predicție a vremii spațiale NOAA mult mai mult și generează mai multă energie.

Prin urmare, frecvența furtunilor magnetice este direct legată de activitatea solară. Aceasta, la rândul său, crește și se estompează, formând cicluri care durează în medie 11 ani. Prin urmare, într-o lună maiA. D. Shevnin. Furtuni magnetice / Marea enciclopedie rusă se întâmplă până la opt furtuni magnetice în perioada de intensitate maximă sau nici una la minim. În același timp, activitatea solară ridicată este departe de a fi întotdeaunaV. N. Obridko. Despre așa-numitele „prognoze geomagnetice ale zilelor nefavorabile” / În apărarea științei nr. 2 conduce la perturbări geomagnetice puternice.

Este posibil să măsurați puterea unei furtuni magnetice

Se măsoară intensitatea furtunilor magneticeFurtunile geomagnetice / Centrul de predicție a vremii spațiale NOAA folosind indici speciali. Oamenii de știință folosesc în principal Dst: este calculat pe baza citirilor magnetometrelor de la mai multe stații situate la ecuatorul magnetic al Pământului. Datele sunt actualizate la fiecare oră. Într-un mediu calm, Dst variază de la -20 la 20 nanotesla. O furtună este considerată o situație când scade sub -50 nanotesla.

Este estimată cea mai puternică furtună magnetică înregistratăY. eu. Yermolaev, I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva și colab. Rata de apariție a furtunilor magnetice extreme / Journal of Geophysical Research: Space Physics la −1 760 nT conform Dst. Acesta este relativ mic. De exemplu, a forța broasca a levita, trebuie saM. V. Berry, A. K. Geim. De broaște zburătoare și levitroni / Jurnalul European de Fizică aproximativ 16 Tesla, adică 16 * 10⁹, sau 16.000.000.000 nanotesla.

Pentru oamenii obișnuiți, este mai ușor de înțeles indicele G, care evalueazăScale NOAA Space Weather / NOAA Space Weather Prediction Center furtunile magnetice în ceea ce privește pericolul lor. Cinci niveluri ies în evidență.

• G1 - furtuni magnetice minore. Apar de aproximativ 1.700 de ori pe ciclu solar. Ele pot provoca fluctuații slabe în rețeaua electrică, pot afecta ușor funcționarea sateliților și pot provoca aurore.
• G2 - moderată. Aproximativ 660 de ori pe ciclu. Uneori duc la supratensiuni și deteriorarea transformatoarelor la latitudinile nordice, efectuează ajustări la mișcarea navelor spațiale. Astfel de furtuni fac ca aurorele să apară mai departe de poli.
• G3 - puternic. Aproximativ 200 pe ciclu. Astfel de perturbări pot necesita ajustări ale tensiunii sistemului de alimentare. De asemenea, uneori se produce declanșarea falsă a siguranțelor, apar întreruperi în navigația prin satelit și comunicațiile radio. Aurorele sunt vizibile și mai aproape de ecuator.
• G4 - greu. Aproximativ 100 pe ciclu. Problemele de monitorizare a tensiunii și declanșarea eronată a dispozitivelor de protecție sunt frecvente. Astfel de furtuni pot crea curenți electrici în conducte și pot degrada comunicațiile radio și navigația prin satelit. Uneori aurore sunt observate la nivelul Teritoriului Krasnodar.
• G5 - extrem de puternic. Aproximativ 4 pe ciclu. Acestea pot duce la probleme la scară largă cu rețeaua de alimentare (unele sisteme eșuează sau se opresc complet), disfuncționalități grave în funcționarea sateliților. Ele pot forma curenți puternici în conducte, pot priva comunicațiile radio timp de câteva zile. Aurorele sunt posibile în zonele subtropicale precum Cairo.

Cum afectează furtunile magnetice tehnologia

Furtuni magnetice puternice obstrucționeazăFurtunile geomagnetice / Centrul de predicție a vremii spațiale NOAA propagarea semnalelor în ionosferă. De aceea, erorile și opririle de mai sus apar în funcționarea GPS-ului, a comunicațiilor radio de înaltă frecvență și a unor sisteme militare. depistare precoce.

În plus, furtunile magnetice pentru o perioadă scurtă de timp par să se extindăFurtunile geomagnetice / Centrul de predicție a vremii spațiale NOAA atmosfera. Acest lucru încetinește sateliții din apropierea Pământului și pot începe să piardă altitudine. Din acest motiv, de exemplu, sovieticul statie spatiala Salyut-7.

Dar cele mai tangibile probleme sunt cauzate de abilitateFurtunile geomagnetice / Centrul de predicție a vremii spațiale NOAA furtunile magnetice generează curenți electrici în toate obiectele metalice. Și cu cât aceasta din urmă este mai mare, de exemplu, o linie electrică sau o conductă, cu atât curenții sunt mai semnificativi. Trecând prin dispozitive, acestea le pot distruge: echipamentele se ard din cauza stresului excesiv. Transformatoarele suferă cel mai mult din cauza asta.

La ce au dus deja furtunile puternice

Cea mai mare furtună a timpului nostru în ceea ce privește consecințele sale (−589 nanotesla) a avut loc pe 13 martie 1989. Apoi a rămas întreaga provincie canadiană QuebecZiua în care Soarele a adus întuneric / NASA fara curent electric timp de 12 ore. Totodată, infrastructura s-a defectat în mai puțin de 2 minute.

Perturbarea magnetică a fost atât de puternică încât aurora boreală putea fi văzută chiar și în Cuba și Florida. Întreruperea rețelei și pierderi au fost observate în Statele Unite și Canada, deși nimeni nu a fost rănit în afară de Quebec.

Unii dintre sateliți au pierdut contactul cu Pământul timp de câteva ore. Probleme cu echipamentele au apărut și la nava spațială americană Discovery. În plus, difuzarea subterană a Radio Europa Liberă a fost întreruptă de ceva timp pe teritoriul URSS.

Și în 1972, a provocat o puternică furtună magneticăD. J. Knipp, B. J. Fraser, M. A. Shea și colab. Despre consecințele puțin cunoscute ale ejectării în masă coronale ultra-rapide din 4 august 1972: fapte, comentarii și apel la acțiune / vremea spațială întreruperi masive de curent și comunicații în Statele Unite. În Vietnam, din cauza acesteia, au explodat câteva zeci de mine marine cu siguranțe magnetice, plasate de armata americană.

O altă furtună violentă a avut loc în noiembrie 2003. Apoi, sistemul american de corecție a datelor GPS (WAAS) sa opritEvenimente severe de vreme spațială. Înțelegerea impactului societal și economic: un raport de atelier / Academiile Naționale de Științe, Inginerie, Medicină timp de 30 de ore, munca multor sateliți a fost întreruptă, iar ADEOS-2 japonez a primit complet daune grave.

Cea mai puternică furtună deja menționată din întreaga istorie a observațiilor (-1 760 nanotesla) a avut locA Super Solar Flare / NASA Science la fel în 1859. Ea a ars mai multe linii de telegraf în Statele Unite, aurore au fost observate la latitudini tropicale și, din cauza cerului strălucitor, era la fel de strălucitor ca ziua, noaptea. Acest eveniment a fost numit Carrington în onoarea astronomului Richard-Christopher Carrington, care a înregistrat totul.

La ce poate duce o furtună magnetică puternică astăzi

Probabilitatea ca vom fi loviți de o creștere a puterii similară cu evenimentul Carrington este destul de scăzută în curând.P. Riley. Cu privire la probabilitatea de apariție a evenimentelor meteorologice extreme din spațiu / Vremea spațială. Cu toate acestea, oamenii de știință nu exclud această posibilitate. Și nu au un consens asupra cât de grave vor fi consecințele.

Există, de exemplu, calcule conform cărora, numai în Statele Unite, o furtună precum cea Carrington este capabilă deEvenimente severe de vreme spațială. Înțelegerea impactului societal și economic: un raport de atelier / Academiile Naționale de Științe, Inginerie, Medicină duce la un prejudiciu de una până la două trilioane de dolari. Și asta doar în primul an. Repararea sistemelor deteriorate poate dura câțiva ani. Lipsa energiei electrice va furnizaB. Lassen. Producția de animale este pregătită pentru o lume paralizată electric? / Journal of the Science of Food and Agriculture punând în pericol sistemul alimentar.

Singurul lucru liniștitor este că astfel de evenimente, în opinia fizicienilor RAS, au locY. eu. Yermolaev, I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva și colab. Rata de apariție a furtunilor magnetice extreme / Journal of Geophysical Research: Space Physics nu mai mult de aproximativ o dată la 500 de ani. La urma urmei, Soarele nu trage întotdeauna fluxuri de plasmă în direcția Pământului. Deci, o lovitură puternicăNear Miss: The Solar Superstorm din iulie 2012 / NASA Science în iulie 2012 tocmai a lansat particule în spațiu și nu a provocat furtuni magnetice semnificative pe Pământ.

În plus, nu toate scandalurile puternice duc la consecințe catastrofale. De exemplu, în iulie 2000 a existatEvenimente extreme și pericole naturale: perspectiva complexității o furtună cu o capacitate de -300 nanotesla, dar nu a afectat în niciun fel sistemul de alimentare.

Adevărat, noua furtună poate fi chiar mai puternică decât cea a lui Carrington. Deci, datele analizei cu radiocarbon a cedrilor japonezi antici au arătat că în 774 perturbarea câmpului magnetic a fostYU. N. Efremov. Amenințări din spațiu / În apărarea științei nr. 12 De 20 de ori mai puternic decât în ​​1859.

Cum afectează furtunile magnetice oamenii

Se crede că furtunile magnetice sunt de vină pentru schimbările de dispoziție, agresivitatea, depresia și problemele de sănătate. Ei sunt creditați cu riscul ridicat de dezastre și chiar cu unele evenimente istorice.

Și furtunile afectează unii oameni. Deși nu este ușor de observatV. N. Obridko. Despre așa-numitele „prognoze geomagnetice ale zilelor nefavorabile” / În apărarea științei nr. 2. Acest lucru necesită o gamă largă de date statistice, iar rezultatele pot fi distorsionate de un număr mare de factori.

În prezent, există mai multe studii care au confirmat efectul tulburărilor magnetice asupra sistemului cardiovascular. De exemplu, în timpul unei furtuni, oamenii pot avea hipertensiune arterială.S. Ghione, L. Mezzasalma, C. Del Seppia et al. Perturbațiile geomagnetice de origine solară afectează tensiunea arterială? / Journal of Human Hypertension si frecventaA. Alabdulgader, R. McCraty, M. Atkinson și colab. Studiu pe termen lung al răspunsurilor variabilității ritmului cardiac la schimbările din mediul solar și geomagnetic / Rapoarte științifice ritm cardiac. O analiză a rapoartelor spitalelor din Noua Zeelandă, Australia, Regatul Unit, Franța și Suedia timp de 23 de ani a arătat, de asemenea,V. L. Feigin, P. G. Parmar, S. Barker-Collo şi colab. Furtunile geomagnetice pot declanșa accident vascular cerebral / accident vascular cerebralcă ejecţiile coronare cresc riscul de accident vascular cerebral cu 19%. Iar autorii studiului, realizat în 263 de orașe din SUA, credC. L. Zilli Vieira, D. Alvares, A. Blomberg şi colab. Perturbațiile geomagnetice determinate de activitatea solară sporesc riscul de mortalitate totală și cardiovasculară în 263 de S.U.A. orașe / Sănătatea mediuluică activitatea geomagnetică crescută crește mortalitatea cauzată de boli cardiovasculare și infarcte.

Prin urmare, persoanele cu boli cardiovasculare în timpul furtunilor geomagnetice ar trebuiYU. N. Efremov. Amenințări din spațiu / În apărarea științei nr. 12 fii pregătit: aprovizionați cu medicamentele prescrise de medicul dumneavoastră, țineți telefonul la dumneavoastră sau avertizați-i pe cei dragi.

Dar legătura furtunilor magnetice cu alte probleme de sănătate, precum depresiaR. W. Kay. Furtunile geomagnetice: asocierea cu incidența depresiei măsurată prin internarea la spital / The British Journal of Psychiatry, oamenii de știință nu au putut găsi.

Același lucru este și cu influența activității geomagnetice asupra comportamentului uman. Toate acestea sunt doar ficțiune. De exemplu, unii susținători ai acestui punct de vedere susțin că Pământul și Soarele, ca ființe vii, au participat la evenimentele din august 1991, când Comitetul de Stat de Urgență nu a reușit să oprească prăbușirea URSS. Se presupune că, atunci a existat o creștere puternică a activității solare. El a fost cu adevărat observatV. N. Obridko. Despre așa-numitele „prognoze geomagnetice ale zilelor nefavorabile” / În apărarea științei nr. 2. Dar nu numai în august, ci timp de patru luni întregi: din iunie până în octombrie. Și câmpul geomagnetic în această perioadă a fost complet calm.

Cum să te protejezi de furtunile magnetice

NASA, împreună cu Administrația Națională Oceanică și Atmosferică (NOAA), Agenția Federală pentru Managementul Urgențelor din SUA și altele, au dezvoltatS-au lansat strategia națională de vreme în spațiu și planul de acțiune / Centrul de predicție a vremii spațiale din SUA strategie și plan de acțiune în caz de deteriorare a vremii spațiale. Trebuia să întărească protecția populației și a instalațiilor energetice împotriva impulsurilor electromagnetice.

De exemplu, în cazul unei defecțiuni a componentelor rețelei,Recovery Transformer (RecX) / Departamentul de Securitate Internă al SUA se folosesc transformatoare mobile de rezervă. Datorită acestora, va fi posibilă restabilirea rapidă a funcționării rețelei electrice în timpul reparației dispozitivului staționar distrus.

Obiectele critice pot fi protejate împotriva spargerii folosind dispozitive speciale. De exemplu, baterii de condensatoare care stochează excesul de energie sau celule Faraday care o disipează.

Dar o întrerupere de curent în timp util și o avertizare vor ajuta cel mai bine. meteorologice oameni. Și pentru asta trebuie să poți prezice activitatea solară.

Este posibil să preziceți furtunile magnetice

Da, poti. De exemplu, în SUA acest lucru se face deCiclul solar 25 este aici. Oamenii de știință de la NASA, NOAA explică ce înseamnă asta / NASA Centrul de predicție a vremii spațiale (SWPC). Face parte din NOAA. Angajații SWPC și NOAA folosesc date de la sateliții Pământului și observațiile corpurilor spațiale pentru prognoze. Oamenii de știință creează și îmbunătățesc modele predictive pentru a-i ajuta să prezică vremea în spațiu, la fel cum fac meteorologii.

Cu toate acestea, trebuie să înțelegeți că nu sunt posibile prognoze geomagnetice săptămânale sau lunare.V. N. Obridko. Despre așa-numitele „prognoze geomagnetice ale zilelor nefavorabile” / În apărarea științei nr. 2, pentru că situația de pe steaua noastră se poate schimba în câteva minute. Și chiar dacă oamenii de știință știu că a avut loc o ejecție în masă, nu pot afirma cu mare precizie dacă va intra pe Pământ sau nu.

Prognoza pe termen lung - 27 de zile - se bazează pe perioada de revoluție a Soarelui în jurul axei sale. El nu indicăV. N. Obridko. Despre așa-numitele „prognoze geomagnetice ale zilelor nefavorabile” / În apărarea științei nr. 2 data și ora furtunii, dar informează doar despre probabilitatea ca zone potențial periculoase să fie direcționate către planeta noastră.

Se fac cele mai precise prognoze geomagneticeV. N. Obridko. Despre așa-numitele „prognoze geomagnetice ale zilelor nefavorabile” / În apărarea științei nr. 2 cu o zi sau cu câteva ore înainte ca furtuna să lovească Pământul. Acestea se bazează pe date de la sateliții astronomici care înregistrează perturbațiile vântului solar. Informațiile actuale pot fi vizualizate pe site-uri NOAA și FIAN - Institutul de Fizică al Academiei Ruse de Științe.