✖


Jump to content

Геомагнитная буря

(Перенаправлено из Магнитная буря )

Эта статья о возмущениях в магнитосфере Земли. Чтобы узнать о других значениях слова «магнитная буря», см. Магнитная буря (значения) .
Изображение художника частиц солнечного ветра, взаимодействующих с магнитосферой Земли . Размеры не в масштабе.

Геомагнитная буря , также известная как магнитная буря , представляет собой временное возмущение вызванное магнитосферы Земли, ударной волной солнечного ветра .

Возмущением, которое вызывает магнитную бурю, может быть выброс солнечной корональной массы (CME) или (гораздо менее серьезно) область совращающегося взаимодействия (CIR), высокоскоростной поток солнечного ветра, исходящий из корональной дыры . [1] Частота геомагнитных бурь увеличивается и уменьшается в зависимости от цикла солнечных пятен . Во время солнечных максимумов геомагнитные бури случаются чаще, большинство из которых вызваны КВМ.

Увеличение давления солнечного ветра первоначально сжимает магнитосферу. Магнитное поле солнечного ветра взаимодействует с магнитным полем Земли и передает повышенную энергию в магнитосферу. Оба взаимодействия вызывают увеличение движения плазмы через магнитосферу (вызванное усилением электрических полей внутри магнитосферы) и увеличение электрического тока в магнитосфере и ионосфере . Во время основной фазы геомагнитной бури электрический ток в магнитосфере создает магнитную силу, которая раздвигает границу между магнитосферой и солнечным ветром.

Некоторые явления космической погоды, как правило, связаны с геомагнитной бурей или вызваны ею. К ним относятся явления солнечных энергетических частиц (SEP), геомагнитно-индуцированные токи (GIC), ионосферные бури и их возмущения, которые вызывают радио- и радиолокационные мерцания , нарушение навигации по магнитному компасу и полярные сияния на гораздо более низких широтах, чем обычно.

Самая крупная зарегистрированная геомагнитная буря, «Событие Кэррингтона» в сентябре 1859 года, разрушила части недавно созданной телеграфной сети США, вызвав пожары и нанеся электрошок телеграфистам. [2] В 1989 году геомагнитная буря вызвала наземные токи , которые нарушили распределение электроэнергии на большей части Квебека. [3] и вызвало полярные сияния на юге вплоть до Техаса . [4] Событие Кэррингтона было умеренным по сравнению с очень редкими экстремальными геомагнитными бурями, называемыми событиями Мияке , которые вызывают всплески радиоактивного углерода-14 в годичных кольцах.

Часть серии статей о
Гелиофизика
Гелиосферный токовый слой
Гелиосферный токовый слой
Основы
Межпланетная среда
Магнитосферика
Солнечные явления

Определение

[ редактировать ]

Геомагнитная буря определяется [5] по изменениям в Dst [6] Индекс (возмущение – время шторма). Индекс Dst оценивает глобальное усредненное изменение горизонтальной компоненты магнитного поля Земли на магнитном экваторе на основе измерений нескольких магнитометрических станций. Dst рассчитывается один раз в час и сообщается практически в реальном времени. [7] В спокойное время Dst составляет от +20 до −20 нано- Тесла (нТл). [ нужна ссылка ]

Геомагнитная буря имеет три фазы: начальную, основную и восстановительную. Начальная фаза характеризуется увеличением Dst (или его одноминутного компонента SYM-H) на 20–50 нТл за десятки минут. Начальную фазу также называют внезапным началом шторма (SSC). Однако не все геомагнитные бури имеют начальную фазу, и не все внезапные увеличения Dst или SYM-H сопровождаются геомагнитной бурей. Основная фаза геомагнитной бури определяется уменьшением Dst до уровня менее −50 нТл. Выбор −50 нТл для определения шторма несколько произволен. Минимальное значение во время шторма будет составлять от -50 до примерно -600 нТл. Продолжительность основной фазы обычно составляет 2–8 часов. Фаза восстановления — это когда Dst изменяется от минимального значения до значения времени покоя. Фаза восстановления может длиться от 8 часов до 7 дней. [5]

Северное сияние

Размер геомагнитной бури классифицируется как умеренная (-50 нТл > минимум Dst > -100 нТл), интенсивная (-100 нТл > минимум Dst > -250 нТл) или супербуря (минимум Dst < -250 нТл). . [8]

Измерение интенсивности

[ редактировать ]

Интенсивность геомагнитной бури сообщается несколькими различными способами, в том числе:

История теории

[ редактировать ]

В 1930 году Сидней Чепмен и Винченцо Ферраро написали статью « Новая теория магнитных бурь» , в которой попытались объяснить это явление. [10] Они утверждали, что всякий раз, когда Солнце испускает солнечную вспышку , оно также испускает плазменное облако, известное теперь как корональный выброс массы . Они предположили, что эта плазма движется с такой скоростью, что достигает Земли за 113 дней, хотя теперь мы знаем, что это путешествие занимает от 1 до 5 дней. Они писали, что облако затем сжимает магнитное поле Земли и тем самым увеличивает это поле у ​​поверхности Земли. [11] Работа Чепмена и Ферраро основывалась, в частности, на работах Кристиана Биркеланда , который использовал недавно открытые электронно-лучевые трубки , чтобы показать, что лучи отклоняются к полюсам магнитной сферы. Он предположил, что подобное явление ответственно за полярные сияния , объясняя, почему они чаще встречаются в полярных регионах.

События

[ редактировать ]
Дополнительная информация: Список солнечных бурь.

Первое научное наблюдение последствий геомагнитной бури произошло в начале XIX века: с мая 1806 года по июнь 1807 года Александр фон Гумбольдт записывал направление магнитного компаса в Берлине. 21 декабря 1806 года он заметил, что его компас стал нестабильным во время яркого полярного сияния . [12]

1–2 сентября 1859 г. произошла крупнейшая зарегистрированная геомагнитная буря. С 28 августа по 2 сентября 1859 года на Солнце наблюдались многочисленные пятна и солнечные вспышки , самая крупная вспышка произошла 1 сентября. Это явление называется солнечной бурей 1859 года или событием Кэррингтона . Можно предположить, что массивный корональный выброс массы был запущен с Солнца и достиг Земли за восемнадцать часов — путешествие, которое обычно занимает три-четыре дня. Горизонтальное поле было уменьшено на 1600 нТл, как зафиксировано обсерваторией Колаба . Предполагается, что Dst составляла примерно -1760 нТл. [13] В телеграфных проводах как в США, так и в Европе наблюдалось повышение наведенного напряжения ( ЭДС ), в некоторых случаях даже приводившее к поражению телеграфистов электрическим током и возгоранию. Полярные сияния наблюдались даже на юге, на Гавайях, в Мексике, на Кубе и в Италии — явления, которые обычно видны только в полярных регионах. Ледяные керны свидетельствуют о том, что события аналогичной интенсивности повторяются в среднем примерно раз в 500 лет.

С 1859 года происходили менее сильные штормы, в частности, полярное сияние 17 ноября 1882 года и геомагнитная буря в мае 1921 года , как с нарушением телеграфной службы, так и с возникновением пожаров, а также с 1960 года, когда сообщалось о широкомасштабных сбоях в работе радиосвязи. [14]

ГОЭС-7 отслеживает условия космической погоды во время Великой геомагнитной бури в марте 1989 года. Московский нейтронный монитор зафиксировал прохождение КВМ как падение уровней, известное как форбуш-понижение . [15]

В начале августа 1972 года произошла серия вспышек и солнечных бурь, вспышка, по оценкам, около X20, вызвавшая самый быстрый из когда-либо зарегистрированных транзитов КВМ, а также сильная геомагнитная и протонная буря, которая нарушила наземные электрические и коммуникационные сети, а также спутники (по крайней мере, один из них был запущен). постоянно неработоспособен), а также самопроизвольно взорвал многочисленные морские мины магнитного воздействия ВМС США в Северном Вьетнаме. [16]

за Геомагнитная буря в марте 1989 года считанные секунды вызвала обрушение электросети Гидро-Квебека , поскольку реле защиты оборудования сработали в каскадной последовательности. [3] [17] Шесть миллионов человек остались без света на девять часов. Шторм вызвал полярные сияния даже на юге Техаса и Флориды . [4] Шторм, вызвавший это событие, был результатом выброса корональной массы Солнца 9 марта 1989 года. [18] Минимальное Dst составило -589 нТл.

14 июля 2000 года произошла вспышка класса X5 (известная как событие Дня взятия Бастилии ), и корональная масса была запущена прямо на Землю. 15–17 июля произошла геомагнитная супербуря; минимум индекса Dst составил −301 нТл. Несмотря на силу урагана, сбоев в электроснабжении не зафиксировано. [19] За событием Дня взятия Бастилии наблюдали «Вояджер-1» и «Вояджер-2» . [20] таким образом, это самая дальняя точка Солнечной системы, где наблюдалась солнечная буря.

В период с 19 октября по 5 ноября 2003 года на Солнце произошло семнадцать крупных вспышек, включая, возможно, самую интенсивную вспышку, когда-либо измеренную датчиком GOES XRS, — огромную вспышку X28. [21] что привело к сильному отключению радиосвязи 4 ноября. Эти вспышки были связаны с событиями CME, вызвавшими три геомагнитные бури в период с 29 октября по 2 ноября, во время которых вторая и третья бури начались до того, как предыдущий период бурь полностью восстановился. Минимальные значения Dst составили -151, -353 и -383 нТл. Еще один шторм в этой последовательности произошел 4–5 ноября с минимальным Dst -69 нТл. Последняя геомагнитная буря была слабее предыдущих бурь, поскольку активная область на Солнце повернулась за меридиан, где центральная часть КВМ, созданная во время вспышки, перешла в сторону Земли. Вся эта последовательность стала известна как Хэллоуинская солнечная буря . [22] Глобальная система функционального дополнения (WAAS), которой управляет Федеральное управление гражданской авиации (FAA), была отключена примерно на 30 часов из-за урагана. [23] Из-за шторма был серьезно поврежден японский спутник ADEOS-2, а работа многих других спутников была прервана. [24]

Взаимодействие с планетарными процессами

[ редактировать ]
Магнитосфера в околоземном космическом пространстве.

Солнечный ветер также несет с собой магнитное поле Солнца. Это поле будет иметь ориентацию на север или юг. Если солнечный ветер имеет энергетические всплески, сжимающие и расширяющие магнитосферу, или если солнечный ветер принимает южную поляризацию , можно ожидать геомагнитных бурь. Южное поле вызывает магнитное пересоединение дневной магнитопаузы, быстро впрыскивая магнитную энергию и энергию частиц в магнитосферу Земли.

ионосферы F 2 Во время геомагнитной бури слой становится нестабильным, фрагментируется и может даже исчезнуть. В районах северного и южного полюсов Земли полярные сияния наблюдаются .

Инструменты

[ редактировать ]

Магнитометры контролируют авроральную зону, а также экваториальную область. два типа радаров Для исследования авроральной ионосферы используются : когерентного рассеяния и некогерентного рассеяния. Отражая сигналы от ионосферных неоднородностей, которые движутся вместе с силовыми линиями, можно проследить их движение и сделать вывод о магнитосферной конвекции.

К приборам космического корабля относятся:

  • Магнитометры, обычно феррозондового типа. Обычно они располагаются на концах стрел, чтобы защитить их от магнитных помех космического корабля и его электрических цепей. [25]
  • Электрические датчики на концах противоположных стрел используются для измерения разности потенциалов между отдельными точками и определения электрических полей, связанных с конвекцией. Лучше всего метод работает при высоких плотностях плазмы на низкой околоземной орбите; Вдали от Земли необходимы длинные стрелы, чтобы избежать экранирования электрических сил.
  • Радиозонды, установленные на земле, могут отражать радиоволны различной частоты от ионосферы и по времени их возвращения определять профиль электронной концентрации — вплоть до ее пика, после которого радиоволны больше не возвращаются. Радиозонды на низкой околоземной орбите на борту канадских кораблей «Алуэтт-1» (1962 г.) и «Алуэтт-2» (1965 г.) излучали радиоволны на Землю и наблюдали профиль электронной плотности «верхней ионосферы». В ионосфере были опробованы и другие методы радиозондирования (например, на IMAGE ).
  • Детекторы частиц включают счетчик Гейгера , который использовался для первоначальных наблюдений радиационного пояса Ван Аллена . сцинтилляционные детекторы Позже появились , а еще позже особенно широкое применение нашли электронные умножители «канальные троны» . различные конструкции масс-спектрографов Для определения зарядового и массового состава, а также энергий использовались . Для энергий примерно до 50 кэВ (которые составляют большую часть магнитосферной плазмы) широко используются времяпролетные спектрометры (например, конструкция «цилиндр»). [ нужна ссылка ]

Компьютеры позволили объединить десятилетия изолированных магнитных наблюдений и извлечь средние закономерности электрических токов и средние реакции на межпланетные изменения. Они также моделируют глобальную магнитосферу и ее реакции, решая уравнения магнитогидродинамики ( МГД) на числовой сетке. Необходимо добавить соответствующие расширения, чтобы охватить внутреннюю магнитосферу, где необходимо учитывать магнитный дрейф и ионосферную проводимость. В полярных регионах, напрямую связанных с солнечным ветром , можно успешно моделировать крупномасштабные ионосферные аномалии даже во время геомагнитных супербурь. [26] В меньших масштабах (сопоставимых с широтой/долготой) результаты трудно интерпретировать, и необходимы определенные предположения о неопределенности воздействия на высоких широтах. [27]

Эффекты геомагнитной бури

[ редактировать ]

Нарушение работы электрических систем

[ редактировать ]

Было высказано предположение, что геомагнитная буря такого масштаба, как сегодняшняя солнечная буря 1859 года, нанесет миллиарды или даже триллионы долларов ущерба спутникам, электросетям и радиосвязи, а также может вызвать массовые отключения электроэнергии, которые, возможно, не были бы возможными. ремонтировались неделями, месяцами или даже годами. [23] Такие внезапные отключения электроэнергии могут поставить под угрозу производство продуктов питания. [28]

Главная электрическая сеть

[ редактировать ]

Когда магнитные поля движутся вблизи проводника, такого как провод, геомагнитно-индуцированный ток в проводнике создается . В больших масштабах это происходит во время геомагнитных бурь (тот же механизм влиял и на телефонные и телеграфные линии до оптоволокна, см. выше) на всех длинных линиях электропередачи. Таким образом, длинные линии электропередачи (длиной в несколько километров) могут быть повреждены в результате этого воздействия. Примечательно, что сюда в основном входят операторы в Китае, Северной Америке и Австралии, особенно в современных высоковольтных линиях с низким сопротивлением. Европейская сеть состоит в основном из более коротких цепей передачи, которые менее уязвимы к повреждениям. [29] [30]

(Почти постоянные) токи, индуцированные в этих линиях геомагнитными бурями, вредны для оборудования электропередачи, особенно для трансформаторов, сердечника вызывая насыщение , ограничивая их производительность (а также отключая различные защитные устройства) и вызывая нагрев катушек и сердечников. В крайних случаях это тепло может вывести их из строя или разрушить, даже вызвав цепную реакцию, которая может перегрузить трансформаторы. [31] [32] Большинство генераторов подключаются к сети через трансформаторы, изолируя их от наведенных в сети токов, что делает их гораздо менее восприимчивыми к повреждениям из-за геомагнитно-индуцированного тока . Однако трансформатор, который подвергается этому, будет действовать как несбалансированная нагрузка на генератор, вызывая ток обратной последовательности в статоре и, как следствие, нагрев ротора.

Исследование корпорации Metatech, проведенное в 2008 году, пришло к выводу, что ураган силой, сравнимой с штормом 1921 года, уничтожит более 300 трансформаторов и оставит без электричества более 130 миллионов человек в Соединенных Штатах, что будет стоить несколько триллионов долларов. [33] Масштабы сбоя обсуждаются, при этом некоторые показания Конгресса указывают на потенциально неопределенное отключение электроэнергии до тех пор, пока трансформаторы не будут заменены или отремонтированы. [34] Этим прогнозам противоречит отчет Североамериканской корпорации по надежности электроснабжения , в котором делается вывод о том, что геомагнитная буря вызовет временную нестабильность сети, но не приведет к повсеместному разрушению высоковольтных трансформаторов. В отчете отмечается, что широко цитируемый обвал электросети Квебека был вызван не перегревом трансформаторов, а почти одновременным отключением семи реле. [35] США В 2016 году Федеральная комиссия по регулированию энергетики приняла правила NEARC по тестированию оборудования для электроэнергетических компаний. Внедрение любых модернизаций, необходимых для защиты от воздействия геомагнитных бурь, требовалось в течение четырех лет, и правила также предписывали дальнейшие исследования. [36]

Помимо уязвимости трансформаторов к воздействию геомагнитной бури, электроэнергетические компании также могут косвенно пострадать от геомагнитной бури. Например, провайдеры интернет-услуг могут выйти из строя во время геомагнитных бурь (и/или оставаться неработоспособными долгое время после этого). У электроэнергетических компаний может быть оборудование, для работы которого требуется работающее подключение к Интернету, поэтому в период отсутствия интернет-провайдера электроэнергия также может не распределяться. [37]

Получая оповещения и предупреждения о геомагнитных штормах (например, от Центра прогнозирования космической погоды ; через спутники космической погоды, такие как SOHO или ACE), энергетические компании могут минимизировать ущерб оборудованию передачи электроэнергии, мгновенно отключая трансформаторы или вызывая временные отключения электроэнергии. Также существуют профилактические меры, в том числе предотвращение попадания ГИТ в сеть через соединение «нейтраль-земля». [29]

Коммуникации

[ редактировать ]

Высокочастотные (3–30 МГц) системы связи используют ионосферу для отражения радиосигналов на большие расстояния. Ионосферные бури могут повлиять на радиосвязь на всех широтах. Некоторые частоты поглощаются, а другие отражаются, что приводит к быстрому изменению сигналов и неожиданным путям распространения . Телевизионные и коммерческие радиостанции мало подвержены влиянию солнечной активности, но вещание «земля-воздух», «корабль-берег», коротковолновое вещание и любительское радио (в основном в диапазонах ниже 30 МГц) часто нарушается. Радисты, использующие ВЧ-диапазоны, полагаются на солнечные и геомагнитные оповещения, чтобы поддерживать работоспособность своих цепей связи.

Военные системы обнаружения или раннего предупреждения, работающие в высокочастотном диапазоне, также подвержены влиянию солнечной активности. Загоризонтный радар отражает сигналы от ионосферы для наблюдения за запуском самолетов и ракет с больших расстояний. Во время геомагнитных бурь работе этой системы могут серьезно помешать радиопомехи. Кроме того, некоторые системы обнаружения подводных лодок используют магнитные сигнатуры подводных лодок в качестве входных данных для своих схем определения местоположения. Геомагнитные бури могут маскировать и искажать эти сигналы.

Федеральное управление гражданской авиации регулярно получает оповещения о всплесках солнечной радиации, чтобы они могли распознать проблемы со связью и избежать ненужного обслуживания. Когда самолет и наземная станция ориентированы на Солнце, на радиочастотах управления воздушным движением может возникать высокий уровень шума. [ нужна ссылка ] Это также может произойти при спутниковой связи УВЧ и СВЧ , когда земная станция, спутник и Солнце находятся на одной линии . Чтобы предотвратить ненужное обслуживание систем спутниковой связи на борту самолетов, AirSatOne обеспечивает прямую трансляцию геофизических событий из Центра прогнозирования космической погоды NOAA . [38] позволяет пользователям просматривать наблюдаемые и прогнозируемые космические бури. Геофизические оповещения важны для летных экипажей и обслуживающего персонала, поскольку они позволяют определить, влияет ли какая-либо предстоящая деятельность или история на спутниковую связь, GPS-навигацию и ВЧ-связь.

Телеграфные линии в прошлом подвергались воздействию геомагнитных бурь. В телеграфах для линии передачи данных использовался один длинный провод, простирающийся на многие мили, с использованием земли в качестве обратного провода и питанием постоянным током от батареи; это сделало их (вместе с упомянутыми ниже линиями электропередачи) восприимчивыми к колебаниям, вызванным кольцевым током . Напряжение/ток, вызванное геомагнитной бурей, могло привести к уменьшению сигнала при вычитании из полярности батареи или к чрезмерно сильным и ложным сигналам при добавлении к нему; некоторые операторы научились отключать аккумулятор и использовать индуцированный ток в качестве источника питания. В крайних случаях наведенный ток был настолько велик, что катушки на приемной стороне загорались, или операторы получали удары током. Геомагнитные бури влияют также на телефонные линии дальней связи, включая подводные кабели, если они не являются оптоволоконными . [39]

Повреждение спутников связи может привести к нарушению внеземной телефонной, телевизионной, радио- и интернет-связи. [40] В 2008 году Национальная академия наук сообщила о возможных сценариях широкомасштабного нарушения солнечного пика в 2012–2013 годах. [41] Солнечная суперураган может вызвать масштабные глобальные отключения Интернета на несколько месяцев . В исследовании описываются потенциальные меры по смягчению последствий и исключения, такие как ячеистые сети , управляемые пользователями, соответствующие одноранговые приложения и новые протоколы, а также анализируется надежность существующей интернет-инфраструктуры . [42] [43] [44]

[ редактировать ]

Глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS) и другие навигационные системы, такие как LORAN и ныне несуществующая OMEGA, подвергаются неблагоприятному воздействию, когда солнечная активность нарушает распространение их сигнала. Система OMEGA состояла из восьми передатчиков, расположенных по всему миру. Самолеты и корабли использовали очень низкочастотные сигналы этих передатчиков для определения своего положения. Во время солнечных явлений и геомагнитных бурь система выдавала навигаторам информацию, которая была неточной на несколько миль. Если бы штурманы были предупреждены о протонном событии или геомагнитной буре, они могли бы переключиться на резервную систему.

На сигналы GNSS влияют, когда солнечная активность вызывает внезапные изменения плотности ионосферы, в результате чего спутниковые сигналы мерцают ( как мерцающая звезда). Мерцание спутниковых сигналов во время ионосферных возмущений изучается в HAARP в ходе экспериментов по модификации ионосферы. Его также изучали в Радиообсерватории Хикамарка .

Одной из технологий, позволяющих приемникам GNSS продолжать работу при наличии некоторых сбивающих с толку сигналов, является автономный мониторинг целостности приемника (RAIM), используемый GPS. Однако RAIM основан на предположении, что большая часть группировки GPS работает правильно, и поэтому она гораздо менее полезна, когда вся группировка подвергается воздействию глобальных воздействий, таких как геомагнитные бури. Даже если в этих случаях RAIM обнаружит потерю целостности, он может оказаться не в состоянии предоставить полезный и надежный сигнал.

Повреждение спутникового оборудования

[ редактировать ]

Геомагнитные бури и повышенное солнечное ультрафиолетовое излучение нагревают верхние слои атмосферы Земли, заставляя ее расширяться. Нагретый воздух поднимается вверх, и плотность на орбите спутников высотой примерно до 1000 км (600 миль) значительно увеличивается. Это приводит к увеличению сопротивления , в результате чего спутники замедляются и слегка меняют орбиту . Спутники на низкой околоземной орбите , которые неоднократно не выводятся на более высокие орбиты, медленно падают и в конечном итоге сгорают. Разрушение Скайлэба в 1979 году является примером преждевременного входа космического корабля в атмосферу Земли в результате более высокой, чем ожидалось, солнечной активности. [45] Во время великой геомагнитной бури в марте 1989 года четыре навигационных спутника ВМС США пришлось вывести из эксплуатации на срок до недели, Космическому командованию США пришлось разместить новые орбитальные элементы для более чем 1000 затронутых объектов, а Солнечная Спутник Maximum Mission сошёл с орбиты в декабре того же года. [46]

Уязвимость спутников зависит и от их положения. Южно -Атлантическая аномалия — опасное место для прохождения спутника из-за необычно слабого геомагнитного поля на низкой околоземной орбите. [47]

Трубопроводы

[ редактировать ]

Быстро меняющиеся геомагнитные поля могут создавать геомагнитно-индуцированные токи в трубопроводах . Это может вызвать множество проблем у инженеров-трубопроводчиков. Расходомеры трубопровода могут передавать ошибочную информацию о расходе, и скорость коррозии трубопровода может резко возрасти. [48] [49]

Радиационная опасность для человека

[ редактировать ]

Атмосфера и магнитосфера Земли обеспечивают адекватную защиту на уровне земли, но космонавты подвержены потенциально смертельному радиационному отравлению . Проникновение частиц высокой энергии в живые клетки может вызвать повреждение хромосом , рак и другие проблемы со здоровьем. Большие дозы могут привести к немедленному летальному исходу. солнечные протоны с энергией более 30 МэВ . Особенно опасны [50]

Солнечные протоны также могут вызывать повышенную радиацию на борту самолетов, летающих на больших высотах. Хотя эти риски невелики, летные экипажи могут подвергаться многократному облучению, а мониторинг событий с солнечными протонами с помощью спутниковых приборов позволяет отслеживать и оценивать воздействие, а в конечном итоге корректировать траектории полета и высоту для снижения поглощенной дозы. [51] [52] [53]

Улучшения на уровне земли , также известные как события на уровне земли или GLE, происходят, когда событие, связанное с солнечными частицами, содержит частицы с достаточной энергией, чтобы оказать воздействие на уровне земли, что в основном обнаруживается как увеличение количества нейтронов, измеренных на уровне земли. Было показано, что эти события влияют на дозу радиации, но они не повышают существенно риск развития рака. [54]

Влияние на животных

[ редактировать ]

Существует большой, но противоречивый объем научной литературы о связи между геомагнитными бурями и здоровьем человека. Началось это с российских работ, а впоследствии эту тему начали изучать западные ученые. Теории причины включают участие криптохрома , мелатонина , шишковидной железы и циркадного ритма . [55]

Некоторые учёные предполагают, что солнечные бури заставляют китов выходить на берег. [56] [57] Некоторые предполагают, что мигрирующие животные, использующие магниторецепцию для навигации, такие как птицы и медоносные пчелы, также могут пострадать. [58]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Коротирующие области взаимодействия, Коротирующие области взаимодействия, Материалы семинара ISSI, 6–13 июня 1998 г., Берн, Швейцария, Springer (2000), Твердый переплет, ISBN   978-0-7923-6080-3 , мягкая обложка, ISBN   978-90-481-5367-1
  2. ^ Чой, Чарльз (5 сентября 2022 г.). «Что, если сегодня произойдет событие Кэррингтона, самая большая солнечная буря, когда-либо зарегистрированная?» . ЖиваяНаука . Будущие США . Проверено 26 февраля 2023 г.
  3. ^ Jump up to: а б «Ученые исследуют северное сияние со всех сторон» . ЦБК . 22 октября 2005 г.
  4. ^ Jump up to: а б «Земля уклоняется от магнитной бури» . Новый учёный . 24 июня 1989 года.
  5. ^ Jump up to: а б Гонсалес В.Д., Дж.А. Джоселин, Ю. Камид, Х.В. Кроль, Г. Ростокер, Б.Т. Цурутани и В.М. Василиунас (1994), Что такое геомагнитная буря?, J. Geophys. Рез., 99(А4), 5771–5792.
  6. ^ Сугиура, М.; Камей, Т. (1991). А. Бертелье; М. Менвилл (ред.). «Экваториальный индекс Dst 1957–1986» . Бюллетень IAGA (40). Святой. Мор-де-Фосс, Франция: ISGI Publ. Выключенный.
  7. ^ «Мировой центр данных по геомагнетизму, Киото» .
  8. ^ Кандер, ЛР; Михайлович, SJ (1 января 1998 г.). «Прогнозирование структуры ионосферы во время великих геомагнитных бурь» . Журнал геофизических исследований: Космическая физика . 103 (А1): 391–398. Бибкод : 1998JGR...103..391C . дои : 10.1029/97JA02418 . ISSN   2156-2202 .
  9. ^ «Шкалы космической погоды NOAA» . Проверено 31 мая 2021 г.
  10. ^ С. Чепмен; СВК Ферраро (1930). «Новая теория магнитных бурь». Природа . 129 (3169): 129–130. Бибкод : 1930Natur.126..129C . дои : 10.1038/126129a0 . S2CID   4102736 .
  11. ^ СВК Ферраро (1933). «Новая теория магнитных бурь: критический обзор». Обсерватория . 56 : 253–259. Бибкод : 1933Obs....56..253F .
  12. ^ Рассел, Рэнди (29 марта 2010 г.). «Геомагнитные бури» . Окна во Вселенную . Национальная ассоциация учителей наук о Земле . Проверено 4 августа 2013 г.
  13. ^ Цурутани, БТ; Гонсалес, WD; Лахина, Г.С.; Алекс, С. (2003). «Сильнейшая магнитная буря 1–2 сентября 1859 года» . Дж. Геофиз. Рез . 108 (A7): 1268. Бибкод : 2003JGRA..108.1268T . дои : 10.1029/2002JA009504 .
  14. ^ «Подготовка спутниковой инфраструктуры к солнечной супербуре» . наук. Являюсь . Архивировано из оригинала 17 ноября 2008 года.
  15. ^ «Экстремальные космические погодные явления» . Национальный центр геофизических данных .
  16. ^ Книпп, Делорес Дж.; Би Джей Фрейзер; М. А. Ши ; ДФ Смарт (2018). «О малоизвестных последствиях сверхбыстрого коронального выброса массы 4 августа 1972 года: факты, комментарии и призыв к действию» . Космическая погода . 16 (11): 1635–1643. Бибкод : 2018SpWea..16.1635K . дои : 10.1029/2018SW002024 .
  17. ^ Болдук 2002
  18. ^ «Геомагнитные бури могут угрожать электросетям» . Земля в космосе . 9 (7): 9–11. Март 1997 г. Архивировано из оригинала 11 июня 2008 г.
  19. ^ Стаунинг, П. (2002). «Нарушения в высоковольтных электросетях во время геомагнитных бурь». В Угетте Савайя-Лакост (ред.). Материалы второй Евроконференции по солнечному циклу и космической погоде, 24–29 сентября 2001 г. Вико Эквенсе, Италия: Нордвейк: Отдел публикаций ЕКА. стр. 521–524. ISBN  92-9092-749-6 . ЭКА СП-477.
  20. ^ Уэббер, WR; Макдональд, ФБ; Локвуд, Дж.А.; Хейккила, Б. (2002). «Влияние солнечной вспышки «День взятия Бастилии» 14 июля 2000 года на галактические космические лучи >70 МэВ, наблюдаемые в V1 и V2 в далекой гелиосфере» . Геофиз. Рез. Летт . 29 (10): 1377–1380. Бибкод : 2002GeoRL..29.1377W . дои : 10.1029/2002GL014729 .
  21. ^ Томсон, Северная Каролина; Роджер, CJ; Дауден, Р.Л. (2004). «Ионосфера дает размер величайшей солнечной вспышки» . Геофиз. Рез. Летт . 31 (6): L06803. Бибкод : 2004GeoRL..31.6803T . дои : 10.1029/2003GL019345 .
  22. ^ «Хэллоуинские космические погодные бури 2003 года» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 28 июля 2011 года . Проверено 17 мая 2011 г. Хэллоуинские штормы космической погоды 2003 г., Технический меморандум NOAA OAR SEC-88, Центр космической среды, Боулдер, Колорадо, июнь 2004 г.
  23. ^ Jump up to: а б Суровые явления космической погоды – понимание социальных и экономических последствий – отчет о семинаре, Национальный исследовательский совет национальных академий (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. 2008.
  24. ^ «Геомагнитные бури» (PDF) (отчет). CENTRA Technology, Inc. 14 января 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 29 мая 2023 г. Подготовлено для Управления управления рисками и анализа Министерства внутренней безопасности США.
  25. ^ Снэр, Роберт К. «История векторной магнитометрии в космосе» . Калифорнийский университет. Архивировано из оригинала 20 мая 2012 года . Проверено 18 марта 2008 г.
  26. ^ Похотелов Д.; и др. (2021). «Полярный язык ионизации во время геомагнитной супербури» (PDF) . Энн. Геофиз . 39 (5): 833–847. Бибкод : 2021АнГео..39..833P . дои : 10.5194/angeo-39-833-2021 .
  27. ^ Педателла Н.; и др. (2018). «Влияние неопределенности воздействия высоких широт на ионосферу низких и средних широт». Дж. Геофиз. Рез . 123 (1): 862–882. Бибкод : 2018JGRA..123..862P . дои : 10.1002/2017JA024683 . S2CID   133846779 .
  28. ^ Лассен, Б. (2013). «Готово ли животноводство к электрически парализованному миру?» . J Sci Food Agric . 93 (1): 2–4. Бибкод : 2013JSFA...93....2L . дои : 10.1002/jsfa.5939 . ПМИД   23111940 .
  29. ^ Jump up to: а б «Идеальный шторм планетарных масштабов» . IEEE-спектр . Февраль 2012. Архивировано из оригинала 27 января 2012 года . Проверено 13 февраля 2012 г.
  30. ^ Журнал Natural Science & Technology, июнь 2009 г.
  31. ^ «Солнечный прогноз: Впереди буря» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 сентября 2008 года.
  32. ^ «НАСА — Суровая космическая погода — социальные и экономические последствия» . 24 января 2009 г. Архивировано из оригинала 24 января 2009 г. Проверено 27 июня 2023 г.
  33. ^ Суровые явления космической погоды: понимание социальных и экономических последствий: отчет семинара . Вашингтон, округ Колумбия: Национальные академии, 2008. 15 ноября 2011. стр. 78, 105, 106. doi : 10.17226/12507 . ISBN  978-0-309-12769-1 .
  34. ^ «Свидетельство Фонда устойчивого общества перед Федеральной комиссией по регулированию энергетики» (PDF) .
  35. ^ «Промежуточный отчет специальной оценки надежности за 2012 год: Влияние геомагнитных возмущений на энергосистему» ​​(PDF) . Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения. Февраль 2012 г. Архивировано из оригинала (PDF) 8 сентября 2015 г. . Проверено 19 января 2013 г.
  36. ^ Федеральная комиссия по регулированию энергетики (30 сентября 2016 г.). «Стандарт надежности правил для плановых характеристик системы передачи в случае геомагнитных возмущений» .
  37. ^ Журнал Kijk, 6/2017, упоминается Марселем Спитом из Консультативного центра по защите жизненно важной инфраструктуры]
  38. ^ «Прямая трансляция AirSatOne» .
  39. ^ «image.gsfc.nasa.gov» . Архивировано из оригинала 11 сентября 2005 года.
  40. ^ «Солнечные бури могут стать следующей «Катриной» Земли» . NPR.org . Проверено 4 марта 2010 г.
  41. ^ Суровые явления космической погоды: понимание социальных и экономических последствий: отчет о семинаре . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. 2008. дои : 10.17226/12507 . ISBN  978-0-309-12769-1 .
  42. ^ «Ученый-компьютерщик предупреждает, что глобальный Интернет не готов к большой солнечной буре » techxplore.com . Проверено 22 сентября 2021 г.
  43. ^ «Сильная солнечная буря может вызвать «интернет-апокалипсис» » . Проводной . Проверено 22 сентября 2021 г.
  44. ^ Джьоти, Сангита Абду (9 августа 2021 г.). «Солнечные суперштормы: планирование интернет-апокалипсиса». Материалы конференции ACM SIGCOMM 2021 2021 года . Ассоциация вычислительной техники. стр. 692–704. дои : 10.1145/3452296.3472916 . ISBN  9781450383837 .
  45. ^ Бенсон, Чарльз Данлэп и Комптон, Уильям Дэвид (1983). Жизнь и работа в космосе: история Скайлэба . Бюро научно-технической информации НАСА. OCLC   8114293 . СП-4208.
  46. ^ Джо Аллен; Лу Франк; Херб Зауэр; Патрисия Рейфф (14 ноября 1989 г.). «Последствия солнечной активности в марте 1989 года» (PDF) . Эос : 1488 год.
  47. ^ Броуд, Уильям Дж. (5 июня 1990 г.). « Провал» на Земле — большая проблема в космосе» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 31 декабря 2009 г.
  48. ^ Гаммоу, Р; Энг, П (2002). «Влияние GIC на коррозию трубопроводов и системы борьбы с коррозией». Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 64 (16): 1755. Бибкод : 2002JASTP..64.1755G . дои : 10.1016/S1364-6826(02)00125-6 .
  49. ^ Оселла, А; Фаветто, А; Лопес, Э. (1998). «Токи, вызванные геомагнитными бурями на подземных трубопроводах, как причина коррозии». Журнал прикладной геофизики . 38 (3): 219. Бибкод : 1998JAG....38..219O . дои : 10.1016/S0926-9851(97)00019-0 .
  50. ^ Совет национальных исследований; наук, отдел инженерии и физики; Совет по космическим исследованиям; Приложения, Комиссия по физическим наукам, математике и; Исследования, Комитет по солнечной и космической физике и Комитет по солнечно-земной физике (2000). Радиация и Международная космическая станция: рекомендации по снижению риска . Пресса национальных академий. п. 9. ISBN  978-0-309-06885-7 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  51. ^ «Оценка воздействия космического излучения на экипаж самолета» (PDF) . Проверено 19 мая 2024 г.
  52. ^ «Источники и воздействие ионизирующего излучения, НКДАР ООН, 2008 г.» (PDF) .
  53. ^ Филлипс, Тони (25 октября 2013 г.). «Влияние космической погоды на авиацию» . Новости науки . НАСА. Архивировано из оригинала 28 сентября 2019 года . Проверено 12 июля 2017 г. .
  54. ^ «Британское правительство: Руководство по космической погоде и радиации, Общественное здравоохранение Англии» . Проверено 6 января 2022 г.
  55. ^ Джеймс Клоуз (7 июня 2012 г.). «Являются ли реакции стресса на геомагнитные бури опосредованной системой криптохромного компаса?» . Учебник по биологическим наукам . 279 (1736): 2081–2090. дои : 10.1098/rspb.2012.0324 . ПМК   3321722 . ПМИД   22418257 .
  56. ^ «Ученый изучает, вызывают ли солнечные бури выбросы животных на берег» . ScienceDaily . Проверено 27 июня 2023 г.
  57. ^ МакГрат, Мэтт (5 сентября 2017 г.). «Северное сияние связано с выбросами китов на берег» . Новости Би-би-си .
  58. ^ «Солнечные бури могут вызвать полярные сияния на юге в среду» . Новости США и мировой отчет . 6 сентября 2017 года . Проверено 27 июня 2023 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • Болдук, Л. (2002). «Наблюдения и исследования GIC в энергосистеме Гидро-Квебека». Дж. Атмос. Соль.-Терр. Физ . 64 (16): 1793–1802. Бибкод : 2002JASTP..64.1793B . дои : 10.1016/S1364-6826(02)00128-1 .
  • Кэмпбелл, Вашингтон (2001). Земной магнетизм: экскурсия по магнитным полям . Нью-Йорк: Harcourt Sci. & Техн. ISBN  978-0-12-158164-0 .
  • Карлович М. и Р. Лопес, Солнечные бури , Джозеф Генри Пресс, 2002 г., www.stormsfromthesun.net
  • Дэвис, К. (1990). Ионосферное радио . Серия IEE по электромагнитным волнам. Лондон, Великобритания: Питер Перегринус. стр. 331–345. ISBN  978-0-86341-186-1 .
  • Эзер, Р.Х. (1980). Величественные огни . Вашингтон, округ Колумбия: AGU. ISBN  978-0-87590-215-9 .
  • Гарретт, HB; Пайк, CP, ред. (1980). Космические системы и их взаимодействие с космической средой Земли . Нью-Йорк: Американский институт аэронавтики и астронавтики. ISBN  978-0-915928-41-5 .
  • Готро, С. младший (1980). «Гл. 5». Миграция животных: ориентация и навигация . Нью-Йорк: Академическая пресса. ISBN  978-0-12-277750-9 .
  • Хардинг, Р. (1989). Выживание в космосе . Нью-Йорк: Рутледж. ISBN  978-0-415-00253-0 .
  • Джоселин Дж. А. (1992). «Влияние солнечных вспышек и магнитных бурь на человека». ЭОС . 73 (7): 81, 84–5. Бибкод : 1992EOSTr..73...81J . дои : 10.1029/91EO00062 .
  • Джонсон, Нидерланды; Макнайт, DS (1987). Искусственный космический мусор . Малабар, Флорида: Книга орбит. ISBN  978-0-89464-012-4 .
  • Ланцеротти, ЖЖ (1979). «Влияние ионосферных/магнитосферных процессов на земную науку и технику». В Ланцеротти, ЖЖ; Питомник, Калифорния; Паркер, Э.Н. (ред.). Физика плазмы Солнечной системы, III . Нью-Йорк: Северная Голландия.
  • Оденвальд, С. (2001). 23-й Цикл: Учимся жить с бурной звездой . Издательство Колумбийского университета. ISBN  978-0-231-12079-1 .
  • Оденвальд, С., 2003, «Воздействие космической погоды на человека» .
  • Ступель, Э., (1999) Влияние геомагнитной активности на сердечно-сосудистые параметры , Журнал клинической и фундаментальной кардиологии, 2, выпуск 1, 1999, стр. 34–40. IN Джеймс А. Марусек (2007) Анализ угроз солнечного шторма, воздействие, Блумфилд, Индиана 47424
  • Волланд, Х. (1984), «Атмосферная электродинамика», Kluwer Publ., Дордрехт.
[ редактировать ]

Ссылки по электросетям:

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Geomagnetic_storm&oldid=1237709233"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 216e84bcbf4919ea21035c88c9af5c40__1722386400
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/21/40/216e84bcbf4919ea21035c88c9af5c40.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Geomagnetic storm - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)