Hvordan magnetiske storme virkelig påvirker teknologi og mennesker
Miscellanea / / December 14, 2021
De får endda skylden for Sovjetunionens sammenbrud.
Hvad er magnetiske storme
Magnetiske stormeEN. D. Shevnin. Magnetiske storme / Stor russisk encyklopædi - det er stærke forstyrrelser af Jordens magnetfelt, som brat forstyrrer dets normale forløb og varer fra flere timer til flere dage. Når de opstår, observeres de samtidigt over hele planeten.
Magnetiske eller mere præcist geomagnetiske storme er en del af Jordens rumvejr. De forårsager nordlys, det kan deGeomagnetiske storme / NOAA Space Weather Prediction Center negativt påvirke orbital og terrestrisk teknologi, såvel som tilstanden af nogle mennesker.
Hvorfor opstår magnetiske storme
Solvinden - en strøm af ladede partikler, der udgår fra Solen - påvirker konstantGeomagnetiske storme / NOAA Space Weather Prediction Center til den ydre, højeste del af Jordens magnetfelt (magnetosfæren). På grund af dette er hun altid i sådan en snoet tilstand:
Solvindfluxen er dog langt fra altid stabil og kan svinge. Dens forstyrrelser er forårsaget af koronale huller og masseudstødninger (sidstnævnte forveksles ofte med
blusser på solen).Snestorm-fremkaldte storme er mest alvorlige. Under disse fænomener frigiver den nærmeste stjerne til os milliarder af tons plasma. Det ser ud som omDen dag, solen bragte mørke / NASA at detonere tusindvis af atombomber samtidigt. Hvis strømmen blev rettet mod Jorden, kan partikler nå den. Det tager normaltGeomagnetiske storme / NOAA Space Weather Prediction Center to eller tre dage, men med kraftige emissioner er plasmaet i stand til at tilbagelægge en afstand på 150 millioner kilometer på 18 timer.
Når strømmen når vores planet, forårsager detEN. D. Shevnin. Magnetiske storme / Stor russisk encyklopædi en chokbølge, der komprimerer Jordens magnetosfære. Kollisionen af solvindens protoner med brintatomerne i vores atmosfære danner en elektrisk strøm. Gradvist, efterhånden som stormen henfalder, vender magnetosfæren tilbage til sin normale tilstand, og strømmen henfalder.
Koronale huller har et lidt anderledes handlingsprincip. I disse områder af soloverfladen er magnetfeltet svagere end i resten af stjernen. Derfor kommer der en strøm af solvind ud af dem, som bevæger sig hurtigere end normalt: 500-800 kilometer i sekundet i stedet for 1. K. Ræv. Koronale huller og hurtig solvind / NASA
2. Solvind / NOAA Space Weather Prediction Center 300–500. En sådan flux kan forårsage milde magnetiske storme. Nogle gange holder de dogGeomagnetiske storme / NOAA Space Weather Prediction Center meget længere og generere mere energi.
Koronalt hul i solen. Foto: NASA / SDO / Wikimedia Commons
Solens magnetfelter. Bogstavet B står for et koronalt hul. Billede: Sebman81 / Wikimedia Commons
Derfor er hyppigheden af magnetiske storme direkte relateret til solaktiviteten. Dette til gengæld stiger og falmer og danner cyklusser, der varer i gennemsnit 11 år. Derfor kan om en måned evtEN. D. Shevnin. Magnetiske storme / Stor russisk encyklopædi ske op til otte magnetiske storme i perioden med maksimal intensitet eller ingen som minimum. Samtidig er høj solaktivitet langt fra altidV. N. Obridko. Om de såkaldte "geomagnetiske prognoser for ugunstige dage" / In Defense of Science nr. 2 fører til stærke geomagnetiske forstyrrelser.
Er det muligt at måle styrken af en magnetisk storm
Intensiteten af magnetiske storme målesGeomagnetiske storme / NOAA Space Weather Prediction Center ved hjælp af specielle indekser. Forskere bruger hovedsageligt Dst: det beregnes ud fra aflæsninger af magnetometre fra flere stationer placeret ved Jordens magnetiske ækvator. Dataene opdateres hver time. I et roligt miljø varierer Dst fra -20 til 20 nanotesla. En storm betragtes som en situation, når den falder til under -50 nanotesla.
Den kraftigste magnetiske storm, der er registreret, er estimeretY. JEG. Yermolaev, I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva et al. Forekomstfrekvens af ekstreme magnetiske storme / Journal of Geophysical Research: Space Physics ved −1 760 nT ifølge Dst. Dette er relativt lille. For eksempel at tvinge frø til at svæve, behøverM. V. Berry, A. K. Geim. Af flyvende frøer og levitroner / European Journal of Physics omkring 16 Tesla, det vil sige 16 * 10⁹, eller 16.000.000.000 nanotesla.
For almindelige mennesker er G-indekset mere forståeligt, hvilket evaluererNOAA Space Weather Scales / NOAA Space Weather Prediction Center magnetiske storme med hensyn til deres fare. Fem niveauer skiller sig ud.
- G1 - mindre magnetiske storme. Opstår omkring 1.700 gange pr. solcyklus. De kan fremkalde svage udsving i elnettet, påvirke satellitternes drift lidt og forårsage nordlys.
- G2 - moderat. Cirka 660 gange pr. cyklus. Nogle gange fører de til spændingsstigninger og skader på transformatorer på nordlige breddegrader, foretager justeringer af rumfartøjets bevægelse. Sådanne storme får nordlys til at dukke længere fra polerne.
- G3 - stærk. Cirka 200 pr. cyklus. Sådanne forstyrrelser kan kræve justeringer af strømsystemets spænding. Nogle gange forekommer der også falsk udløsning af sikringer, der er afbrydelser i satellitnavigation og radiokommunikation. Auroras er synlige endnu tættere på ækvator.
- G4 - tung. Cirka 100 pr. cyklus. Spændingsovervågningsproblemer og fejlagtig udløsning af beskyttelsesanordninger er almindelige. Sådanne storme kan skabe elektriske strømme i rørledninger og forringe radiokommunikation og satellitnavigation. Nogle gange observeres nordlys på niveau med Krasnodar-territoriet.
- G5 - ekstremt stærkt. Cirka 4 per cyklus. De kan føre til store problemer med elnettet (nogle systemer svigter fuldstændigt eller slukker), alvorlige fejl i driften af satellitter. De kan danne stærke strømme i rørledninger, fratage radiokommunikation i flere dage. Auroras er mulige i subtropiske områder som Cairo.
Hvordan magnetiske storme påvirker teknologi
Kraftige magnetiske storme hindrerGeomagnetiske storme / NOAA Space Weather Prediction Center udbredelse af signaler i ionosfæren. Derfor opstår ovenstående fejl og stop i driften af GPS, højfrekvent radiokommunikation og nogle militære systemer. tidlig opdagelse.
Derudover synes magnetiske storme i kort tid at udvide sigGeomagnetiske storme / NOAA Space Weather Prediction Center atmosfære. Dette bremser jordens nære satellitter, og de kan begynde at miste højde. Af denne grund f.eks. Sovjet rumstation Salyut-7.
Men de mest håndgribelige problemer er forårsaget af evnenGeomagnetiske storme / NOAA Space Weather Prediction Center magnetiske storme genererer elektriske strømme i alle metalgenstande. Og jo større sidstnævnte, for eksempel en kraftledning eller en rørledning, jo mere betydningsfulde er strømmene. Når de passerer gennem enheder, kan de ødelægge dem: udstyr brænder ud af overdreven stress. Transformere lider mest under dette.
Hvad har stærke storme allerede ført til
Vor tids største storm med hensyn til dens konsekvenser (−589 nanotesla) indtraf den 13. marts 1989. Så blev hele den canadiske provins Quebec tilbageDen dag, solen bragte mørke / NASA uden strøm i 12 timer. Samtidig var infrastrukturen ude af drift på under 2 minutter.
Den magnetiske forstyrrelse var så stærk, at nordlyset kunne ses selv i Cuba og Florida. Netforstyrrelser og tab blev observeret i hele USA og Canada, selvom ingen kom til skade udover Quebec.
Nogle af satellitterne mistede kontakten med Jorden i flere timer. Der opstod også udstyrsproblemer på det amerikanske rumfartøj Discovery. Desuden blev den underjordiske udsendelse af Radio Free Europe afbrudt i nogen tid på territoriet af USSR.
Og i 1972 fremkaldte en kraftig magnetisk stormD. J. Knip, B. J. Fraser, M. EN. Shea et al. Om de lidet kendte konsekvenser af den 4. august 1972 Ultra-Fast Coronal Mass Ejecta: Facts, Commentary and Call to Action / Rumvejr massive strømafbrydelser og kommunikation i USA. I Vietnam, på grund af det, gik flere dusin havminer med magnetsikringer, placeret af det amerikanske militær, af.
Endnu en voldsom storm opstod i november 2003. Derefter lukkede det amerikanske GPS Data Correction System (WAAS) nedAlvorlige rumvejrsbegivenheder. Understanding Societal and Economic Impacts: A Workshop Report / The National Academies of Sciences, Engineering, Medicine i 30 timer blev arbejdet i mange satellitter afbrudt, og den japanske ADEOS-2 modtog alvorlig skade totalt.
Den allerede nævnte kraftigste storm i hele observationshistorien (-1 760 nanotesla) opstodEn Super Solar Flare / NASA Videnskab det samme i 1859. Hun brændte flere telegraflinjer i USA, nordlys blev observeret på tropiske breddegrader, og på grund af den lyse himmel var det så lyst som dagen om natten. Denne begivenhed fik navnet Carrington til ære for astronomen Richard-Christopher Carrington, som optog alt.
Hvad en kraftig magnetisk storm kan føre til i dag
Sandsynligheden for, at vi vil blive ramt af en strømstigning svarende til Carrington-begivenheden, er ret lav inden længe.P. Riley. Om sandsynligheden for forekomst af ekstreme rumvejrhændelser / Rumvejr. Forskere udelukker dog ikke denne mulighed. Og de har ingen konsensus om, hvor alvorlige konsekvenserne bliver.
Der er f.eks. beregninger, hvorefter en storm som Carrington alene i USA er i stand til atAlvorlige rumvejrsbegivenheder. Understanding Societal and Economic Impacts: A Workshop Report / The National Academies of Sciences, Engineering, Medicine resultere i skader på en til to billioner dollars. Og dette er kun i det første år. Reparation af beskadigede systemer kan tage flere år. Manglen på elektricitet vil levereB. Lassen. Er husdyrproduktionen forberedt til en elektrisk lammet verden? / Journal of the Science of Food and Agriculture bringe fødevaresystemet i fare.
Det eneste betryggende er, at sådanne begivenheder, efter RAS-fysikernes mening, forekommerY. JEG. Yermolaev, I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva et al. Forekomstfrekvens af ekstreme magnetiske storme / Journal of Geophysical Research: Space Physics ikke mere end cirka én gang hvert 500. år. Solen skyder jo ikke altid plasmastrømme i retning af Jorden. Altså et kraftigt slagNear Miss: The Solar Superstorm of July 2012 / NASA Science i juli 2012 netop lanceret partikler ud i rummet og forårsagede ikke væsentlige magnetiske storme på Jorden.
Derudover fører ikke alle stærke forargelser til katastrofale konsekvenser. F.eks. var der i juli 2000Ekstreme begivenheder og naturlige farer: kompleksitetsperspektivet en storm med en kapacitet på -300 nanotesla, men den påvirkede ikke elsystemet på nogen måde.
Sandt nok kan den nye storm endda være stærkere end Carringtons. Så dataene fra radiocarbonanalyse af gamle japanske cedertræer viste, at i 774 var forstyrrelsen af magnetfeltetYU. N. Efremov. Trusler fra rummet / Til forsvar for videnskab nr. 12 20 gange stærkere end i 1859.
Hvordan magnetiske storme påvirker mennesker
Magnetiske storme menes at være skyld i humørsvingninger, aggressivitet, depression og helbredsproblemer. De tilskrives den høje risiko for katastrofer og endda nogle historiske begivenheder.
Og storme påvirker nogle mennesker. Selvom det ikke er nemt at få øje påV. N. Obridko. Om de såkaldte "geomagnetiske prognoser for ugunstige dage" / In Defense of Science nr. 2. Dette kræver en lang række statistiske data, og resultaterne kan forvrænges af en lang række faktorer.
I øjeblikket er der flere undersøgelser, der har bekræftet effekten af magnetiske forstyrrelser på det kardiovaskulære system. For eksempel kan folk have forhøjet blodtryk under en storm.S. Ghione, L. Mezzasalma, C. Del Seppia et al. Påvirker geomagnetiske forstyrrelser af soloprindelse arterielt blodtryk? / Journal of Human Hypertension og frekvensEN. Alabdulgader, R. McCraty, M. Atkinson et al. Langsigtet undersøgelse af hjertefrekvensvariabilitetsresponser på ændringer i det sol- og geomagnetiske miljø / Videnskabelige rapporter hjerterytme. En analyse af hospitalsrapporter fra New Zealand, Australien, Storbritannien, Frankrig og Sverige gennem 23 år viste ogsåV. L. Feigin, P. G. Parmar, S. Barker-Collo et al. Geomagnetiske storme kan udløse slagtilfælde / slagtilfældeat koronale udstødninger øger risikoen for slag med 19 %. Og forfatterne af undersøgelsen, der er udført i 263 amerikanske byer, menerC. L. Zilli Vieira, D. Alvares, A. Blomberg et al. Geomagnetiske forstyrrelser drevet af solaktivitet øger risikoen for total og kardiovaskulær dødelighed i 263 U.S.A. byer / Miljøsundhedat øget geomagnetisk aktivitet øger dødeligheden af hjerte-kar-sygdomme og hjerteanfald.
Derfor bør personer med hjerte-kar-sygdomme under geomagnetiske stormeYU. N. Efremov. Trusler fra rummet / Til forsvar for videnskab nr. 12 vær forberedt: køb medicin ordineret af din læge, hold din telefon med dig eller advar dine kære.
Men forbindelsen af magnetiske storme med andre sundhedsproblemer, såsom depressionR. W. Kay. Geomagnetiske storme: sammenhæng med forekomst af depression målt ved hospitalsindlæggelse / British Journal of Psychiatry, kunne forskerne ikke finde.
Det samme er med geomagnetisk aktivitets indflydelse på menneskelig adfærd. Alt dette er kun fiktion. For eksempel hævder nogle tilhængere af dette synspunkt, at Jorden og Solen som levende væsener deltog i begivenhederne i august 1991, hvor statens nødudvalg ikke formåede at stoppe USSR's sammenbrud. Angiveligt, så var der en stærk stigning i solaktivitet. Han blev virkelig observeretV. N. Obridko. Om de såkaldte "geomagnetiske prognoser for ugunstige dage" / In Defense of Science nr. 2. Men ikke kun i august, men i hele fire måneder: fra juni til oktober. Og det geomagnetiske felt i denne periode var fuldstændig roligt.
Sådan beskytter du dig selv mod magnetiske storme
NASA har sammen med National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), US Federal Emergency Management Agency og andre udvikletNational rumvejrstrategi og handlingsplan udgivet / US Space Weather Prediction Center strategi og handlingsplan i tilfælde af forringelse af rumvejret. Det skulle styrke beskyttelsen af befolkningen og energianlæg mod elektromagnetiske impulser.
I tilfælde af fejl i netværkskomponenter, f.eks.Recovery Transformer (RecX) / US Department of Homeland Security der anvendes standby mobile transformere. Takket være dem vil det være muligt hurtigt at genoprette driften af elnettet under reparationen af den ødelagte stationære enhed.
Kritiske genstande kan beskyttes mod brud ved hjælp af specielle enheder. For eksempel kondensatorbanker, der lagrer overskydende energi, eller Faraday-celler, der spreder den.
Men et rettidigt strømafbrydelse og advarsel vil hjælpe det bedste. meteorologisk mennesker. Og til dette skal du være i stand til at forudsige solaktivitet.
Er det muligt at forudsige magnetiske storme
Ja du kan. For eksempel i USA gøres dette afSolcyklus 25 er her. NASA, NOAA Forskere forklarer, hvad det betyder / NASA Space Weather Prediction Center (SWPC). Det er en del af NOAA. SWPC- og NOAA-medarbejdere bruger data fra jordens satellitter og observationer af rumkroppe til prognoser. Forskere skaber og forbedrer prædiktive modeller for at hjælpe dem med at forudsige vejret i rummet, ligesom meteorologer gør.
Du skal dog forstå, at ingen ugentlige eller månedlige geomagnetiske prognoser er mulige.V. N. Obridko. Om de såkaldte "geomagnetiske prognoser for ugunstige dage" / In Defense of Science nr. 2, fordi situationen på vores stjerne kan ændre sig på få minutter. Og selvom forskerne ved, at der er sket en masseudslyngning, kan de ikke med høj nøjagtighed angive, om den vil komme ind i Jorden eller ej.
Den længste prognose - 27 dage - er baseret på perioden for Solens omdrejning omkring dens akse. Han angiver ikkeV. N. Obridko. Om de såkaldte "geomagnetiske prognoser for ugunstige dage" / In Defense of Science nr. 2 datoen og tidspunktet for stormen, men informerer kun om sandsynligheden for, at potentielt farlige zoner kan blive rettet mod vores planet.
De mest nøjagtige geomagnetiske prognoser lavesV. N. Obridko. Om de såkaldte "geomagnetiske prognoser for ugunstige dage" / In Defense of Science nr. 2 et døgn eller et par timer før stormen rammer Jorden. De er baseret på data fra astronomiske satellitter, der registrerer solvindforstyrrelser. Aktuel information kan ses på webstederne NOAA og FIAN - Fysisk Institut for Det Russiske Videnskabsakademi.
Læs også☀️✨🌍
- 14 bedste apps til astronomielskere
- 6 overraskende fakta om planeten Jorden, som er svære at tro
- Hvor meget vand skal der til for at slukke solen
- 9 mulige katastrofer, der kan ødelægge menneskeheden for altid
- 10 misforståelser om rum, du skammer dig over at tro