Hvordan magnetiske stormer virkelig påvirker teknologi og mennesker
Miscellanea / / December 14, 2021
De får til og med skylden for Sovjetunionens sammenbrudd.
Hva er magnetiske stormer
Magnetiske stormerEN. D. Shevnin. Magnetiske stormer / Great Russian Encyclopedia – dette er sterke forstyrrelser av jordens magnetfelt, som brått forstyrrer dens normale kurs og varer fra flere timer til flere dager. Når de oppstår, blir de observert samtidig over hele planeten.
Magnetiske eller mer presist geomagnetiske stormer er en del av jordens romvær. De forårsaker nordlys, det kan deGeomagnetiske stormer / NOAA Space Weather Prediction Center negativt påvirke orbital og terrestrisk teknologi, samt tilstanden til noen mennesker.
Hvorfor oppstår magnetiske stormer
Solvinden – en strøm av ladede partikler som kommer fra Solen – påvirker hele tidenGeomagnetiske stormer / NOAA Space Weather Prediction Center til den ytre, høyeste delen av jordens magnetfelt (magnetosfæren). På grunn av dette er hun alltid i en slik vridd tilstand:
Solvindfluksen er imidlertid langt fra alltid stabil og kan svinge. Dens forstyrrelser er forårsaket av koronale hull og masseutkast (sistnevnte forveksles ofte med
bluss på solen).Snøstorm-provoserte stormer er mest alvorlige. Under disse fenomenene frigjør den nærmeste stjernen til oss milliarder av tonn plasma. Det ser ut somDagen solen brakte mørke / NASA å detonere tusenvis av atombomber samtidig. Hvis strømmen ble rettet mot jorden, kan partikler nå den. Det tar vanligvisGeomagnetiske stormer / NOAA Space Weather Prediction Center to eller tre dager, men med kraftige utslipp er plasmaet i stand til å dekke en avstand på 150 millioner kilometer på 18 timer.
Når strømmen når planeten vår, forårsaker detEN. D. Shevnin. Magnetiske stormer / Great Russian Encyclopedia en sjokkbølge som komprimerer jordens magnetosfære. Kollisjonen av solvindens protoner med hydrogenatomene i atmosfæren vår danner en elektrisk strøm. Gradvis, ettersom stormen avtar, går magnetosfæren tilbake til sin normale tilstand, og strømmen avtar.
Koronale hull har et litt annet handlingsprinsipp. I disse områdene av soloverflaten er magnetfeltet svakere enn i resten av stjernen. Derfor kommer det en strøm av solvind ut av dem, som beveger seg raskere enn vanlig: 500-800 kilometer i sekundet i stedet for 1. K. Rev. Koronale hull og rask solvind / NASA
2. Solvind / NOAA Space Weather Prediction Center 300–500. Slik fluks kan forårsake milde magnetiske stormer. Imidlertid varer de noen gangerGeomagnetiske stormer / NOAA Space Weather Prediction Center mye lenger og generere mer energi.
Koronalt hull i solen. Foto: NASA / SDO / Wikimedia Commons
De magnetiske feltene til solen. Bokstaven B står for et koronalt hull. Bilde: Sebman81 / Wikimedia Commons
Derfor er frekvensen av magnetiske stormer direkte relatert til solaktiviteten. Dette i sin tur stiger og falmer, og danner sykluser som varer i gjennomsnitt 11 år. Derfor, om en måned kanEN. D. Shevnin. Magnetiske stormer / Great Russian Encyclopedia skje opptil åtte magnetiske stormer i løpet av perioden med maksimal intensitet eller ingen på minimum. Samtidig er høy solaktivitet langt fra alltidV. N. Obridko. Om de såkalte "geomagnetiske prognosene for ugunstige dager" / In Defense of Science nr. 2 fører til sterke geomagnetiske forstyrrelser.
Er det mulig å måle styrken til en magnetisk storm
Intensiteten til magnetiske stormer målesGeomagnetiske stormer / NOAA Space Weather Prediction Center ved hjelp av spesielle indekser. Forskere bruker hovedsakelig Dst: det beregnes basert på avlesningene av magnetometre fra flere stasjoner som ligger ved jordens magnetiske ekvator. Dataene oppdateres hver time. I et rolig miljø varierer Dst fra -20 til 20 nanotesla. En storm regnes som en situasjon når den faller under -50 nanotesla.
Den kraftigste magnetiske stormen som er registrert er estimertY. JEG. Yermolaev, I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva et al. Forekomstfrekvens av ekstreme magnetiske stormer / Journal of Geophysical Research: Space Physics ved −1 760 nT i henhold til Dst. Dette er relativt lite. For eksempel å tvinge frosk å levitere, trenger åM. V. Berry, A. K. Geim. Av flygende frosker og levitroner / European Journal of Physics omtrent 16 Tesla, det vil si 16 * 10⁹, eller 16.000.000.000 nanotesla.
For vanlige mennesker er G-indeksen mer forståelig, som evaluererNOAA Space Weather Scales / NOAA Space Weather Prediction Center magnetiske stormer med tanke på deres fare. Fem nivåer skiller seg ut.
- G1 - mindre magnetiske stormer. Oppstår omtrent 1700 ganger per solsyklus. De kan provosere svake svingninger i strømnettet, påvirke driften av satellitter litt og forårsake nordlys.
- G2 - moderat. Omtrent 660 ganger per syklus. Noen ganger fører de til spenningsstøt og skader på transformatorer på nordlige breddegrader, gjør justeringer av romfartøyets bevegelse. Slike stormer fører til at nordlys dukker opp lenger fra polene.
- G3 - sterk. Ca 200 per syklus. Slike forstyrrelser kan kreve justeringer av strømsystemets spenning. Noen ganger oppstår også falsk utløsning av sikringer, det er avbrudd i satellittnavigasjon og radiokommunikasjon. Auroras er synlige enda nærmere ekvator.
- G4 - tungt. Ca 100 per syklus. Spenningsovervåkingsproblemer og feilutløsning av verneinnretninger er vanlig. Slike stormer kan skape elektriske strømmer i rørledninger og forringe radiokommunikasjon og satellittnavigasjon. Noen ganger observeres nordlys på nivået av Krasnodar-territoriet.
- G5 - ekstremt sterk. Ca 4 per syklus. De kan føre til store problemer med strømnettet (noen systemer svikter fullstendig eller slår seg av), alvorlige funksjonsfeil i driften av satellitter. De kan danne sterke strømmer i rørledninger, frata radiokommunikasjon i flere dager. Auroras er mulig i subtropiske områder som Kairo.
Hvordan magnetiske stormer påvirker teknologi
Kraftige magnetiske stormer hindrerGeomagnetiske stormer / NOAA Space Weather Prediction Center forplantning av signaler i ionosfæren. Det er grunnen til at ovennevnte feil og stopp oppstår i driften av GPS, høyfrekvent radiokommunikasjon og noen militære systemer. tidlig oppdagelse.
I tillegg ser magnetiske stormer for en kort stund ut til å utvide segGeomagnetiske stormer / NOAA Space Weather Prediction Center atmosfære. Dette bremser satellittene nær jorden, og de kan begynne å miste høyde. Av denne grunn, for eksempel Sovjet romstasjon Salyut-7.
Men de mest håndgripelige problemene er forårsaket av evnenGeomagnetiske stormer / NOAA Space Weather Prediction Center magnetiske stormer genererer elektriske strømmer i alle metalliske gjenstander. Og jo større sistnevnte, for eksempel en kraftledning eller en rørledning, jo mer betydningsfulle er strømmene. Når de passerer gjennom enheter, kan de ødelegge dem: utstyr brenner ut av overdreven stress. Transformatorer lider mest av dette.
Hva har sterke stormer allerede ført til
Den største stormen i vår tid når det gjelder dens konsekvenser (−589 nanotesla) skjedde 13. mars 1989. Da gjensto hele den kanadiske provinsen QuebecDagen solen brakte mørke / NASA uten strøm i 12 timer. Samtidig var infrastrukturen ute av drift på under 2 minutter.
Den magnetiske forstyrrelsen var så sterk at nordlyset kunne sees selv på Cuba og Florida. Nettforstyrrelser og tap ble observert i hele USA og Canada, selv om ingen andre ble skadet enn Quebec.
Noen av satellittene mistet kontakten med jorden i flere timer. Det oppsto også utstyrsproblemer på det amerikanske romfartøyet Discovery. I tillegg ble den underjordiske kringkastingen av Radio Free Europe avbrutt i noen tid på territoriet til USSR.
Og i 1972 provoserte en kraftig magnetisk stormD. J. Knipp, B. J. Fraser, M. EN. Shea et al. Om de lite kjente konsekvensene av 4. august 1972 Ultra-Fast Coronal Mass Ejecta: Facts, Commentary, and Call to Action / Space Weather massive strømbrudd og kommunikasjon i USA. I Vietnam, på grunn av det, gikk flere dusin sjøminer med magnetsikringer, plassert av det amerikanske militæret, av.
En annen voldsom storm skjedde i november 2003. Deretter ble det amerikanske GPS Data Correction System (WAAS) stengtAlvorlige romværhendelser. Forstå samfunnsmessige og økonomiske konsekvenser: en verkstedrapport / The National Academies of Sciences, Engineering, Medicine i 30 timer ble arbeidet til mange satellitter avbrutt, og den japanske ADEOS-2 fikk alvorlig skade totalt.
Den allerede nevnte kraftigste stormen i hele observasjonshistorien (-1 760 nanotesla) skjeddeEn Super Solar Flare / NASA Science det samme i 1859. Hun brente flere telegraflinjer i USA, nordlys ble observert i tropiske breddegrader, og på grunn av den lyse himmelen var det like lyst som dag om natten. Denne begivenheten ble kalt Carrington til ære for astronomen Richard-Christopher Carrington, som registrerte alt.
Hva en kraftig magnetisk storm kan føre til i dag
Sannsynligheten for at vi vil bli rammet av en bølge som ligner på Carrington-arrangementet, er ganske lav om kort tid.P. Riley. Om sannsynligheten for forekomst av ekstreme romværhendelser / Romvær. Forskere utelukker imidlertid ikke denne muligheten. Og de har ingen konsensus om hvor alvorlige konsekvensene vil bli.
Det finnes for eksempel beregninger som viser at en storm som Carrington alene i USA er i stand til åAlvorlige romværhendelser. Forstå samfunnsmessige og økonomiske konsekvenser: en verkstedrapport / The National Academies of Sciences, Engineering, Medicine resultere i skader på én til to billioner dollar. Og dette er bare det første året. Å reparere skadede systemer kan ta flere år. Mangelen på strøm vil forsyne segB. Lassen. Er husdyrproduksjonen forberedt på en elektrisk lammet verden? / Journal of Science of Food and Agriculture sette matsystemet i fare.
Det eneste betryggende er at slike hendelser, etter RAS-fysikeres mening, forekommerY. JEG. Yermolaev, I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva et al. Forekomstfrekvens av ekstreme magnetiske stormer / Journal of Geophysical Research: Space Physics ikke mer enn omtrent en gang hvert 500. år. Tross alt skyter ikke solen alltid plasmastrømmer i retning av jorden. Altså et kraftig slagNear Miss: The Solar Superstorm of July 2012 / NASA Science i juli 2012 sendte nettopp partikler ut i verdensrommet og forårsaket ikke betydelige magnetiske stormer på jorden.
I tillegg fører ikke alle sterke overgrep til katastrofale konsekvenser. For eksempel var det i juli 2000Ekstreme hendelser og naturfarer: kompleksitetsperspektivet en storm med en kapasitet på -300 nanotesla, men den påvirket ikke kraftsystemet på noen måte.
Riktignok kan den nye stormen til og med være sterkere enn Carringtons. Så dataene fra radiokarbonanalyse av eldgamle japanske sedertre viste at i 774 var forstyrrelsen av magnetfeltetYU. N. Efremov. Trusler fra verdensrommet / Til forsvar for vitenskapen nr. 12 20 ganger kraftigere enn i 1859.
Hvordan magnetiske stormer påvirker mennesker
Magnetiske stormer antas å være skyld i humørsvingninger, aggressivitet, depresjon og helseproblemer. De er kreditert med den høye risikoen for katastrofer og til og med noen historiske hendelser.
Og stormer påvirker noen mennesker. Selv om det ikke er lett å få øye påV. N. Obridko. Om de såkalte "geomagnetiske prognosene for ugunstige dager" / In Defense of Science nr. 2. Dette krever et stort utvalg av statistiske data, og resultatene kan forvrenges av et stort antall faktorer.
For øyeblikket er det flere studier som har bekreftet effekten av magnetiske forstyrrelser på det kardiovaskulære systemet. For eksempel, under en storm, kan folk ha høyt blodtrykk.S. Ghione, L. Mezzasalma, C. Del Seppia et al. Påvirker geomagnetiske forstyrrelser av solenergi arterielt blodtrykk? / Journal of Human Hypertension og frekvensEN. Alabdulgader, R. McCraty, M. Atkinson et al. Langtidsstudie av hjertefrekvensvariabilitetsresponser på endringer i solenergi og geomagnetisk miljø / Vitenskapelige rapporter puls. En analyse av sykehusrapporter fra New Zealand, Australia, Storbritannia, Frankrike og Sverige i 23 år viste ogsåV. L. Feigin, P. G. Parmar, S. Barker-Collo et al. Geomagnetiske stormer kan utløse slag/slagat koronale utkast øker risikoen for slag med 19 %. Og forfatterne av studien, utført i 263 amerikanske byer, trorC. L. Zilli Vieira, D. Alvares, A. Blomberg et al. Geomagnetiske forstyrrelser drevet av solaktivitet øker risikoen for total og kardiovaskulær dødelighet i 263 U.S.A. byer / Miljøhelseat økt geomagnetisk aktivitet øker dødeligheten av hjerte- og karsykdommer og hjerteinfarkt.
Derfor bør personer med hjerte- og karsykdommer under geomagnetiske stormerYU. N. Efremov. Trusler fra verdensrommet / Til forsvar for vitenskapen nr. 12 vær forberedt: fyll opp medisiner foreskrevet av legen din, ha telefonen med deg eller advar dine kjære.
Men forbindelsen av magnetiske stormer med andre helseproblemer, for eksempel depresjonR. W. Kay. Geomagnetic Storms: Association with Incident of Depression as Measured by Hospital Admission / The British Journal of Psychiatry, kunne forskerne ikke finne.
Det samme er med påvirkningen av geomagnetisk aktivitet på menneskelig atferd. Alt dette er bare fiksjon. For eksempel hevder noen tilhengere av dette synet at jorden og solen som levende vesener deltok i hendelsene i august 1991, da den statlige nødkomiteen ikke klarte å stoppe sammenbruddet av Sovjetunionen. Angivelig var det da en sterk økning i solaktiviteten. Han ble virkelig observertV. N. Obridko. Om de såkalte "geomagnetiske prognosene for ugunstige dager" / In Defense of Science nr. 2. Men ikke bare i august, men i fire hele måneder: fra juni til oktober. Og det geomagnetiske feltet i denne perioden var helt rolig.
Hvordan beskytte deg mot magnetiske stormer
NASA utviklet sammen med National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), US Federal Emergency Management Agency og andreNasjonal romværstrategi og handlingsplan utgitt / US Space Weather Prediction Center strategi og handlingsplan ved forverring i romvær. Det var ment å styrke beskyttelsen av befolkningen og energianleggene mot elektromagnetiske impulser.
For eksempel, i tilfelle feil på nettverkskomponenter,Recovery Transformer (RecX) / US Department of Homeland Security standby mobile transformatorer brukes. Takket være dem vil det være mulig å raskt gjenopprette driften av strømnettet under reparasjonen av den ødelagte stasjonære enheten.
Kritiske gjenstander kan beskyttes mot brudd ved hjelp av spesielle enheter. For eksempel kondensatorbanker som lagrer overflødig energi, eller Faraday-celler som sprer den.
Men et rettidig strømbrudd og advarsel vil hjelpe det beste. meteorologisk mennesker. Og for dette må du være i stand til å forutsi solaktivitet.
Er det mulig å forutsi magnetiske stormer
Ja det kan du. For eksempel i USA gjøres dette avSolsyklus 25 er her. NASA, NOAA-forskere forklarer hva det betyr / NASA Space Weather Prediction Center (SWPC). Det er en del av NOAA. SWPC- og NOAA-ansatte bruker data fra jordsatellitter og observasjoner av romkropper for prognoser. Forskere lager og forbedrer prediktive modeller for å hjelpe dem med å forutsi vær i rommet, akkurat som meteorologer gjør.
Du må imidlertid forstå at ingen ukentlige eller månedlige geomagnetiske prognoser er mulige.V. N. Obridko. Om de såkalte "geomagnetiske prognosene for ugunstige dager" / In Defense of Science nr. 2, fordi situasjonen på stjernen vår kan endre seg på få minutter. Og selv om forskerne vet at det har skjedd en masseutkast, kan de ikke si med høy nøyaktighet om den vil komme inn i jorden eller ikke.
Den lengste prognosen - 27 dager - er basert på perioden for solens revolusjon rundt sin akse. Han indikerer ikkeV. N. Obridko. Om de såkalte "geomagnetiske prognosene for ugunstige dager" / In Defense of Science nr. 2 datoen og klokkeslettet for stormen, men informerer bare om sannsynligheten for at potensielt farlige soner kan bli rettet mot planeten vår.
De mest nøyaktige geomagnetiske prognosene er lagetV. N. Obridko. Om de såkalte "geomagnetiske prognosene for ugunstige dager" / In Defense of Science nr. 2 et døgn eller noen timer før stormen treffer jorden. De er basert på data fra astronomiske satellitter som registrerer solvindforstyrrelser. Aktuell informasjon kan sees på sidene NOAA og FIAN - Fysisk institutt ved det russiske vitenskapsakademiet.
Les også☀️✨🌍
- 14 beste apper for astronomielskere
- 6 oppsiktsvekkende fakta om planeten Jorden som er vanskelig å tro
- Hvor mye vann skal til for å slukke solen
- 9 mulige katastrofer som kan ødelegge menneskeheten for alltid
- 10 misoppfatninger om verdensrommet du skammer deg over å tro