Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о возмущениях в магнитосфере Земли. Чтобы узнать о других значениях слова «магнитная буря», см. Магнитная буря (значения) .
Не путать с Солнечной бурей .
Художественное изображение частиц солнечного ветра, взаимодействующих с магнитосферой Земли . Размеры не в масштабе.

Геомагнитный шторм (обычно называемый как солнечный шторм ) является временным нарушением Земли «ы магнитосферы вызванным солнечным ветра ударной волной и / или облаком магнитного поля , которое взаимодействует с магнитным полем Земли .

Возмущение, вызывающее магнитную бурю, может быть выбросом солнечной корональной массы (CME) или областью совместного вращения (CIR), высокоскоростным потоком солнечного ветра, исходящим из корональной дыры . [1] Частота геомагнитных бурь увеличивается и уменьшается с циклом солнечных пятен . Во время солнечного максимума геомагнитные бури случаются чаще, большинство из которых вызвано КВМ. Во время минимума солнечной активности бури в основном вызываются CIR (хотя бури CIR более часты при максимуме солнечной активности, чем при минимуме).

Увеличение давления солнечного ветра сначала сжимает магнитосферу. Магнитное поле солнечного ветра взаимодействует с магнитным полем Земли и передает увеличенную энергию в магнитосферу. Оба взаимодействия вызывают увеличение движения плазмы через магнитосферу (за счет увеличения 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 обычно связаны с геомагнитной бурей или вызваны ею. К ним относятся явления солнечных энергетических частиц (SEP), геомагнитно-индуцированные токи (GIC), ионосферные возмущения, вызывающие сцинтилляции радио и радаров, нарушение навигации по магнитному компасу и полярные сияния на гораздо более низких широтах, чем обычно.

Крупнейшая зарегистрированная геомагнитная буря, Кэррингтонское событие в сентябре 1859 года, обрушила часть недавно созданной телеграфной сети США, вызвав пожары и шокировав некоторых телеграфистов. В 1989 году геомагнитная буря возбудила индуцированные землей токи, которые нарушили распределение электроэнергии по большей части Квебека [2] и вызвали полярные сияния на юге, вплоть до Техаса . [3]

Гелиофизика
Явления

Определение [ править ]

Геомагнитная буря определяется [4] по изменению индекса Dst [5] (возмущение - время бури). Индекс Dst оценивает глобально усредненное изменение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли на магнитном экваторе на основе измерений с нескольких станций магнитометров. Dst вычисляется один раз в час и сообщается в режиме, близком к реальному времени. [6] Во время тихого, ДСТ от +20 до -20 нано- Тесла (нТл).

Геомагнитная буря делится на три фазы: [4]начальный, основной и восстановительный. Начальная фаза характеризуется увеличением Dst (или его одноминутного компонента SYM-H) на 20-50 нТл за десятки минут. Начальная фаза также называется внезапным началом шторма (SSC). Однако не у всех геомагнитных бурь есть начальная фаза, и не все внезапные увеличения Dst или SYM-H сопровождаются геомагнитной бурей. Основная фаза геомагнитной бури определяется уменьшением Dst до менее -50 нТл. Выбор −50 нТл для определения шторма в некоторой степени произвольный. Минимальное значение во время шторма будет от -50 до примерно -600 нТл. Продолжительность основной фазы обычно составляет 2–8 часов. Фаза восстановления - это когда Dst изменяется с минимального значения на значение времени покоя. Фаза восстановления может длиться от 8 часов до 7 дней.

Северное сияние

По размеру геомагнитная буря классифицируется как умеренная (-50 нТл> минимум Dst> -100 нТл), интенсивная (-100 нТл> минимум Dst> -250 нТл) или супер-буря (минимум Dst <-250 нТл). . [7]

История теории [ править ]

В 1931 году Сидней Чепмен и Винченцо К.А. Ферраро написали статью «Новая теория магнитных бурь» , в которой стремились объяснить это явление. [8] Они утверждали, что всякий раз, когда Солнце испускает солнечную вспышку, оно также испускает плазменное облако, известное теперь как выброс корональной 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 затем облако сжимает магнитное поле Земли и, таким образом, увеличивает это поле у ​​поверхности Земли. [9] Работа Чепмена и Ферраро опиралась, в частности, на работыКристиан Биркеланд , который использовал недавно открытые электронно-лучевые трубки, чтобы показать, что лучи отклоняются к полюсам магнитной сферы. Он предположил, что подобное явление было ответственно за полярные сияния, объяснив, почему они более часты в полярных регионах.

События [ править ]

Первое научное наблюдение последствий геомагнитной бури произошло в начале 19 века: с мая 1806 по июнь 1807 года Александр фон Гумбольдт зафиксировал пеленг магнитного компаса в Берлине. 21 декабря 1806 года он заметил, что его компас стал нестабильным во время яркого полярного сияния. [10]

1–2 сентября 1859 г. произошла самая крупная зарегистрированная геомагнитная буря. С 28 августа по 2 сентября 1859 г. на Солнце наблюдались многочисленные солнечные пятна и солнечные вспышки, самая крупная из которых - 1 сентября. Это явление называется солнечной бурей 1859 г. или событием Кэррингтона . Можно предположить, что массивный выброс корональной массы (CME) был запущен с Солнца и достиг Земли в течение восемнадцати часов - путешествие, которое обычно занимает от трех до четырех дней. По данным обсерватории Колаба, горизонтальное поле было уменьшено на 1600 нТл . По оценкам, Dst составлял бы приблизительно -1760 нТл. [11] Телеграфные проводакак в Соединенных Штатах, так и в Европе наблюдалось повышение индуцированного напряжения ( ЭДС ), в некоторых случаях даже вызывающее удары тока у телеграфистов и возгорание. Полярные сияния наблюдались далеко на юге, вплоть до Гавайев, Мексики, Кубы и Италии - явления, которые обычно наблюдаются только в полярных регионах. Ледяные керны свидетельствуют о том, что события подобной 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 работы телеграфа, так и с возникновением пожаров, а также с 1960 года, когда сообщалось о широкомасштабном нарушении радиосвязи. [12]

GOES-7 отслеживает условия космической погоды во время Великой геомагнитной бури в марте 1989 года, московский нейтронный монитор зафиксировал прохождение CME как падение уровней, известное как форбуш-понижение . [13]

В начале августа 1972 г. произошла серия вспышек и пиков солнечных бурь, вспышка которых оценивалась примерно в 20 раз, что привело к самому быстрому прохождению КВМ из когда-либо зарегистрированных, а также сильная геомагнитная и протонная буря, нарушившая наземные электрические и коммуникационные сети, а также спутники (по крайней мере, один сделал постоянно неработающий) и непреднамеренно взорвал многочисленные морские мины ВМС США с магнитным воздействием в Северном Вьетнаме. [14]

Марта 1989 геомагнитная буря вызвала крах Hydro-Québec энергосистемы в секундах , как реле защиты оборудования споткнулись в последовательности каскадирования. [2] [15] Шесть миллионов человек остались без электричества на девять часов. Шторм вызвал полярные сияния на юге до Техаса . [3] Шторм, вызвавший это событие, был результатом корональной массы, выброшенной Солнцем 9 марта 1989 г. [16] Минимальное значение 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 супербури; минимум индекса Dst составил -301 нТл. Несмотря на силу шторма, отказов в системе распределения электроэнергии не было. [17] Событие День взятия Бастилии наблюдалось Voyager 1 и Voyager 2 , [18] , таким образом , это самый дальний в Солнечной системе , что солнечная буря наблюдалась.

В период с 19 октября по 5 ноября 2003 года на Солнце вспыхнуло семнадцать крупных вспышек, включая, пожалуй, самую интенсивную вспышку, когда-либо измеренную датчиком GOES XRS - огромную вспышку X28 [19].4 ноября произошло сильное отключение радиосвязи. Эти вспышки были связаны с событиями CME, которые вызвали три геомагнитных бури в период с 29 октября по 2 ноября, во время которых вторая и третья бури были инициированы до того, как полностью восстановился предыдущий период бури. Минимальные значения Dst составляли -151, -353 и -383 нТл. Другой шторм в этой последовательности произошел 4–5 ноября с минимальным значением Dst -69 нТл. Последняя геомагнитная буря была слабее предыдущих, потому что 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 . [20] Wide Area усиливающей системы(WAAS), управляемый Федеральным управлением гражданской авиации (FAA), не работал в течение примерно 30 часов из-за шторма. [21] Японский спутник ADEOS-2 был серьезно поврежден, а работа многих других спутников была прервана из-за шторма. [22]

Взаимодействие с планетными процессами [ править ]

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 вводя магнитную энергию и энергию частиц в магнитосферу Земли.

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

Инструменты [ править ]

Магнитометры контролируют авроральную зону, а также экваториальную область. Два типа радаров , когерентное рассеяние и некогерентное рассеяние, используются для исследования авроральной ионосферы. Отражая сигналы от ионосферных неоднородностей, которые движутся вместе с силовыми линиями, можно отслеживать их движение и делать выводы о магнитосферной конвекции.

Приборы космического корабля включают:

  • Магнитометры, как правило, флюсовые. Обычно они находятся в конце стрелы, чтобы уберечь их от магнитных помех космического корабля и его электрических цепей. [23]
  • Электрические датчики на концах противостоящих стрел используются для измерения разности потенциалов между отдельными точками, чтобы получить электрические поля, связанные с конвекцией. Этот метод лучше всего работает при высоких плотностях плазмы на низкой околоземной орбите; вдали от Земли необходимы длинные стрелы, чтобы избежать защиты от электрических сил.
  • Радиозонды с земли могут отражать радиоволны различной частоты от ионосферы и, рассчитывая время их возвращения, определять профиль плотности электронов - вплоть до его пика, после которого радиоволны больше не возвращаются. Радиозонды на низкой околоземной орбите на борту канадских кораблей Alouette 1 (1962 г.) и Alouette 2 (1965 г.) направляли 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 . Позднее появились сцинтилляционные детекторы , а еще позже особенно широкое распространение получили электронные умножители «каналетрон» . Для определения заряда и массового состава, а также энергии использовались различные конструкции масс-спектрографов . Для энергий примерно до 50 кэВ (которые составляют большую часть магнитосферной плазмы) широко используются времяпролетные спектрометры (например, конструкция «в цилиндре»). [ необходима цитата ]

Компьютеры позволили объединить десятилетия изолированных магнитных наблюдений и извлечь усредненные модели электрических токов и средние реакции на межпланетные изменения. Они также проводят моделирование глобальной магнитосферы и ее откликов, решая уравнения магнитной гидродинамики (МГД) на числовой сетке. Необходимо добавить соответствующие расширения, чтобы покрыть внутреннюю магнитосферу, где необходимо учитывать магнитные дрейфы и ионосферную проводимость. Пока результаты трудно интерпретировать, и необходимы определенные допущения, чтобы охватить мелкомасштабные явления. [ необходима цитата ]

Эффекты геомагнитной бури [ править ]

Нарушение работы электрических систем [ править ]

Было высказано предположение, что геомагнитная буря в масштабе солнечной бури 1859 года сегодня нанесет миллиарды или даже триллионы долларов ущерба спутникам, электросетям и радиосвязи, а также может вызвать отключение электричества в огромных масштабах, которые, возможно, не будут ремонтировали в течение недель, месяцев или даже лет. [21] Такие внезапные отключения электричества могут поставить под угрозу производство продуктов питания. [24]

Сеть электроснабжения [ править ]

Когда магнитные поля движутся поблизости от проводника, такого как провод, в проводнике создается геомагнитно-индуцированный ток . Это происходит в больших масштабах во время геомагнитных бурь (тот же механизм также влиял на телефонные и телеграфные линии до волоконной оптики, см. Выше) на всех протяженных линиях передачи. Таким образом, этот эффект может повредить длинные линии электропередачи (многие километры протяженностью). Примечательно, что это в основном операторы в Китае, Северной Америке и Австралии, особенно на современных высоковольтных линиях с низким сопротивлением. Европейская сеть состоит в основном из более коротких цепей передачи, которые менее уязвимы для повреждений. [25] [26]

(Почти прямые) токи, индуцируемые в этих линиях из-за геомагнитных бурь, вредны для оборудования электропередачи, особенно трансформаторов, вызывая насыщение сердечника , ограничивая его работу (а также срабатывая различные предохранительные устройства) и вызывая нагрев катушек и сердечников. В крайних случаях это тепло может вывести их из строя или разрушить, даже вызвать цепную реакцию, которая может перегрузить трансформаторы. [27] [28] Большинство генераторов подключаются к сети через трансформаторы, изолируя их от индуцированных токов в сети, что делает их гораздо менее восприимчивыми к повреждениям из-за геомагнитно-индуцированного тока.. Однако трансформатор, который подвергается этому, будет действовать как несбалансированная нагрузка для генератора, вызывая ток обратной последовательности в статоре и, как следствие, нагрев ротора.

Согласно исследованию корпорации Metatech, ураган с силой, сопоставимой с силой 1921 года, уничтожит более 300 трансформаторов и оставит без электричества более 130 миллионов человек в Соединенных Штатах, что стоит несколько триллионов долларов. [29] Степень сбоя обсуждается, при этом некоторые показания Конгресса указывают на потенциально бессрочное отключение до тех пор, пока трансформаторы не будут заменены или отремонтированы. [30] Эти прогнозы опровергаются корпорацией North American Electric Reliability Corporation.отчет, в котором делается вывод о том, что геомагнитная буря вызовет временную нестабильность сети, но не повлечет за собой широкомасштабное разрушение высоковольтных трансформаторов. В отчете указывается, что широко цитируемый обвал электросети Квебека был вызван не перегревом трансформаторов, а почти одновременным отключением семи реле. [31]

Помимо того, что трансформаторы уязвимы к воздействию геомагнитной бури, геомагнитная буря также может косвенно затронуть электроэнергетические компании. Например, интернет-провайдеры могут выйти из строя во время геомагнитных бурь (и / или не работать долгое время). Электроэнергетические компании могут иметь оборудование, для работы которого требуется работающее подключение к Интернету, поэтому в период, когда интернет-провайдер не работает, электричество также может не распределяться. [32]

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 повреждение оборудования для передачи энергии, мгновенно отключая трансформаторы или вызывая временные отключения электроэнергии. Также существуют превентивные меры, в том числе предотвращение притока GIC в сеть через соединение нейтрали с землей. [25]

Связь [ править ]

Высокочастотные (3–30 МГц) системы связи используют ионосферу для отражения радиосигналов на большие расстояния. Ионосферные бури могут влиять на радиосвязь на всех широтах. Некоторые частоты поглощаются, а другие отражаются, что приводит к быстрым колебаниям сигналов и неожиданным путям распространения . Телевизионные и коммерческие радиостанции мало подвержены влиянию солнечной активности, но связь земля-воздух, судно-берег, коротковолновое вещание и любительское радио (в основном диапазоны ниже 30 МГц) часто нарушаются. Радиооператоры, использующие HF-диапазоны, полагаются на солнечные и геомагнитные сигналы, чтобы поддерживать свои каналы связи в рабочем состоянии.

На военные системы обнаружения или раннего предупреждения, работающие в высокочастотном диапазоне, также влияет солнечная активность. В загоризонтный радиолокатор отскакивает сигналы от ионосферы контролировать запуск самолетов и ракет с больших расстояний. Во время геомагнитных бурь этой системе могут серьезно мешать радиопомехи. Также некоторые системы обнаружения подводных лодок используют магнитные сигнатуры подводных лодок в качестве одного из входных данных для своих схем локации. Геомагнитные бури могут маскировать и искажать эти сигналы.

Федеральное управление гражданской авиации обычно получает оповещения о солнечных радиовсплесков , чтобы они могли распознавать проблемы связи и избежать ненужного технического обслуживания. Когда самолет и наземная станция выровнены по Солнцу, на радиочастотах, управляемых воздушным движением, может возникать высокий уровень шума. [ необходима цитата ] Это также может произойти при спутниковой связи в диапазоне УВЧ и СВЧ , когда земная станция, спутник и Солнце находятся на одной линии . Чтобы предотвратить ненужное обслуживание систем спутниковой связи на борту самолета, AirSatOne обеспечивает прямую трансляцию геофизических событий из Центра прогнозирования космической погоды NOAA . Прямая трансляция AirSatOne[33] позволяет пользователям просматривать наблюдаемые и прогнозируемые космические бури. Геофизические оповещения важны для летных экипажей и обслуживающего персонала, чтобы определить, повлияет ли какое-либо предстоящее действие или история на спутниковую связь, GPS-навигацию и ВЧ-связь.

Телеграфные линии в прошлом подвергались воздействию геомагнитных бурь. Телеграфы использовали один длинный провод для передачи данных, протянувшийся на многие мили, используя землю в качестве обратного провода и питаемый постоянным током от батареи; это сделало их (вместе с упомянутыми ниже линиями электропередач) восприимчивыми к воздействию колебаний, вызванных кольцевым током.. Напряжение / ток, вызванные геомагнитной бурей, могли ослабить сигнал, если его вычесть из полярности батареи, или привести к чрезмерно сильным и ложным сигналам при добавлении к нему; некоторые операторы научились отключать аккумулятор и полагаться на наведенный ток в качестве источника энергии. В крайних случаях индуцированный ток был настолько высоким, что катушки на принимающей стороне загорались, или операторы получали поражение электрическим током. Геомагнитные бури влияют также на телефонные линии дальней связи, включая подводные кабели, если они не являются оптоволоконными . [34]

Повреждение спутников связи может нарушить работу наземных телефонных, телевизионных, радио- и Интернет-соединений. [35] Национальная академия наук сообщила в 2008 году о возможных сценариях широкомасштабного разрушения в 2012-2013 гг солнечного пика. [36]

Системы навигации [ править ]

Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS) и другие навигационные системы, такие как LORAN и ныне не функционирующая OMEGA, подвергаются неблагоприятному воздействию, когда солнечная активность нарушает распространение их сигнала. Система OMEGA состоит из восьми передатчиков, расположенных по всему миру. Самолеты и корабли использовали очень низкочастотные сигналы этих передатчиков для определения своего местоположения. Во время солнечных явлений и геомагнитных бурь система выдавала навигаторам неточную информацию на несколько миль. Если бы навигаторы были предупреждены о протонном событии или геомагнитной буре, они могли бы переключиться на резервную систему.

На сигналы GNSS влияет, когда солнечная активность вызывает внезапные изменения плотности ионосферы, заставляя спутниковые сигналы мерцать (как мерцающая звезда). Мерцание спутниковых сигналов во время ионосферных возмущений изучается в HAARP во время экспериментов по модификации ионосферы. Он также был изучен в радиообсерватории Хикамарка .

Одной из технологий, позволяющих приемникам GPS продолжать работу при наличии некоторых сбивающих с толку сигналов, является автономный мониторинг целостности приемника (RAIM). Однако RAIM основан на предположении, что большая часть группировки GPS работает должным образом, и поэтому она гораздо менее полезна, когда все созвездие нарушено глобальными воздействиями, такими как геомагнитные бури. Даже если RAIM обнаружит потерю целостности в этих случаях, он может не обеспечить полезный и надежный сигнал.

Повреждение спутникового оборудования [ править ]

Геомагнитные бури и повышенное солнечное ультрафиолетовое излучение нагревают верхнюю атмосферу Земли, вызывая ее расширение. Нагретый воздух поднимается вверх , и плотность спутников на орбите примерно до 1000 км (621 миль) значительно увеличивается. Это приводит к увеличению лобового сопротивления , в результате чего спутники замедляются и немного меняют орбиту . Спутники на низкой околоземной орбите , которые не переводятся повторно на более высокие орбиты, медленно падают и в конечном итоге сгорают.

Разрушение " Скайлэба " в 1979 году является примером того, как космический корабль преждевременно входит в атмосферу Земли в результате более высокой, чем ожидалось, солнечной активности. Во время великой геомагнитной бури в марте 1989 года четыре навигационных спутника ВМФ были выведены из эксплуатации на срок до недели, космическому командованию США пришлось разместить новые орбитальные элементы для более чем 1000 затронутых объектов, а спутник Solar Maximum Mission упал. с орбиты в декабре того же года. [ необходима цитата ]

Уязвимость спутников зависит также от их местоположения. Южная Атлантика Аномалия является опасным местом для спутника , чтобы пройти.

Поскольку технологии позволили компонентам космических кораблей стать меньше, их миниатюрные системы стали все более уязвимыми для более энергичных солнечных частиц . Эти частицы могут физически повредить микрочипы и могут изменять программные команды на спутниковых компьютерах. [ необходима цитата ]

Еще одна проблема спутниковых операторов - это дифференциальная оплата. Во время геомагнитных бурь количество и энергия электронов и ионов увеличиваются. Когда спутник проходит через эту возбужденную среду, заряженные частицы, ударяясь о космический корабль, по-разному заряжают части космического корабля. Разряд может проходить через компоненты космического корабля, нанося им вред и, возможно, выводя их из строя. [ необходима цитата ]

Массовая зарядка (также называемая глубокой зарядкой) происходит, когда энергичные частицы, в первую очередь электроны, проникают через внешнее покрытие спутника и накапливают свой заряд во внутренних частях. Если в каком-либо компоненте накапливается достаточный заряд, он может попытаться нейтрализовать его разрядом в другие компоненты. Этот разряд потенциально опасен для электронных систем спутника. [ необходима цитата ]

Геофизика [ править ]

Магнитное поле Земли используется геофизиками для определения структур подземных горных пород. По большей части эти геодезисты ищут месторождения нефти, газа или полезных ископаемых. Они могут сделать это только тогда, когда поле Земли будет спокойным, чтобы можно было обнаружить истинные магнитные сигнатуры. Другие геофизики предпочитают работать во время геомагнитных бурь, когда сильные колебания нормальных подповерхностных электрических токов Земли позволяют им определять подповерхностную нефть или минеральные структуры. Этот метод называется магнитотеллурикой . По этим причинам многие геодезисты используют геомагнитные предупреждения и прогнозы для планирования своих картографических работ. [ необходима цитата ]

Трубопроводы [ править ]

Быстро меняющиеся геомагнитные поля могут создавать в трубопроводах геомагнитно-индуцированные токи . Это может вызвать множество проблем для инженеров трубопроводов. Расходомеры трубопровода могут передавать ошибочную информацию о потоке, и скорость коррозии трубопровода может быть значительно увеличена. [37] [38]

Радиационная опасность для человека [ править ]

Атмосфера и магнитосфера Земли обеспечивают адекватную защиту на уровне земли, но космонавты подвергаются потенциально смертельному радиационному отравлению . Проникновение высокоэнергетических частиц в живые клетки может вызвать повреждение хромосом , рак и другие проблемы со здоровьем. Большие дозы могут быть немедленно смертельными. Особенно опасны солнечные протоны с энергией более 30  МэВ . [39]

Солнечные протонные явления также могут вызывать повышенную радиацию на борту самолетов, летящих на больших высотах. Хотя эти риски невелики, летные экипажи могут подвергаться многократному облучению, а мониторинг солнечных протонных событий с помощью спутниковых приборов позволяет отслеживать и оценивать облучение и, в конечном итоге, корректировать траектории и высоты полета для снижения поглощенной дозы. [40] [41] [42]

Влияние на животных [ править ]

Ученые все еще изучают, затронуты ли животные, некоторые предполагают, что солнечные штормы заставляют китов самим выходить на берег . [43] [44] Некоторые предполагают, что мигрирующие животные, которые используют магниторецепцию для навигации, такие как птицы и медоносные пчелы, также могут быть затронуты. [45]

См. Также [ править ]

  • А-индекс
  • K-индекс
  • Расширенный обозреватель композиции
  • Carrington Event
  • Электромагнитный импульс
  • Список статей по плазме (физике)
  • Список солнечных бурь
  • Магнитар
  • Солнечная и гелиосферная обсерватория
  • СТЕРЕО
  • Ван Аллен Зонды


Ссылки [ править ]

  1. ^ Коротация областей взаимодействия, Коротация областей взаимодействия на семинаре ISSI, 6–13 июня 1998 г., Берн, Швейцария, Springer (2000), твердый переплет, ISBN  978-0-7923-6080-3 , мягкийпереплет, ISBN 978-90-481 -5367-1 
  2. ^ a b «Ученые исследуют северное сияние со всех сторон» . CBC . 22 октября 2005 г.
  3. ^ a b «Земля уклоняется от магнитной бури» . Новый ученый . 24 июня 1989 г.
  4. ^ a b Гонсалес, В. Д., Дж. А. Джозелин, Ю. Камиде, Х. У. Крёль, Г. Ростокер, Б. Т. Цурутани и В. М. Василюнас (1994), Что такое геомагнитная буря ?, J. Geophys. Res., 99 (A4), 5771–5792.
  5. ^ [1] Сугиура, М., и Т. Камеи, Экваториальный индекс Dst 1957–1986, Бюллетень IAGA, 40, под редакцией А. Бертелье и М. Менвилля, ISGI Publ. Оф., Св. Мор-де-Фосс, Франция, 1991 год.
  6. ^ [2] Мировой центр данных по геомагнетизму, Киото
  7. ^ Cander, LR; Михайлович, SJ (1998-01-01). «Прогнозирование структуры ионосферы во время великих геомагнитных бурь» . Журнал геофизических исследований: космическая физика . 103 (A1): 391–398. Bibcode : 1998JGR ... 103..391C . DOI : 10.1029 / 97JA02418 . ISSN 2156-2202 . 
  8. ^ С. Чепмен; VCA Ferraro (1930). «Новая теория магнитных бурь». Природа . 129 (3169): 129–130. Bibcode : 1930Natur.126..129C . DOI : 10.1038 / 126129a0 .
  9. ↑ VCA Ferraro (1933). «Новая теория магнитных бурь: критический обзор». Обсерватория . 56 : 253–259. Bibcode : 1933Obs .... 56..253F .
  10. ↑ Рассел, Рэнди (29 марта 2010 г.). «Геомагнитные бури» . Окна во Вселенную . Национальная ассоциация учителей наук о Земле . Проверено 4 августа 2013 года .
  11. ^ Цурутани, BT; Гонсалес, WD; Лахина, Г.С.; Алекс, С. (2003). «Экстремальная магнитная буря 1–2 сентября 1859 г.» . J. Geophys. Res . 108 (A7): 1268. Bibcode : 2003JGRA..108.1268T . DOI : 10.1029 / 2002JA009504 .
  12. ^ "Подготовка спутниковой инфраструктуры к солнечной супер-буре" . Sci. Am . Архивировано из оригинала на 2008-11-17.
  13. ^ «Экстремальные явления космической погоды» . Национальный центр геофизических данных .
  14. ^ Книпп, Делорес Дж .; Би Джей Фрейзер; MA Shea; DF Smart (2018). «О малоизвестных последствиях сверхбыстрого выброса корональной массы 4 августа 1972 года: факты, комментарии и призыв к действию» . Космическая погода . 16 (11): 1635–1643. Bibcode : 2018SpWea..16.1635K . DOI : 10.1029 / 2018SW002024 .
  15. ^ Bolduc 2002
  16. ^ «Геомагнитные бури могут угрожать электросети» . Земля в космосе . 9 (7): 9–11. Марта 1997 года в архив от оригинала на 2008-06-11.
  17. ^ Нарушения электросетей высокого напряжения во время геомагнитных бурь Stauning П., Труды Второго солнечного цикла и космической погоды Euroconference, 24-29 сентября 2001 года, Вико Экуенсе, Италия. Редактор: Huguette Sawaya-Lacoste. ESA SP-477, Нордвейк: Отдел публикаций ESA, ISBN 92-9092-749-6 , 2002, стр. 521–524 
  18. ^ Уэббер, WR; Макдональд, ФБ; Локвуд, JA; Хейккила, Б. (2002). «Влияние солнечной вспышки« День взятия Бастилии »14 июля 2000 г. на галактические космические лучи с энергией> 70 МэВ, наблюдаемые в точках V1 и V2 в далекой гелиосфере» . Geophys. Res. Lett . 29 (10): 1377–1380. Bibcode : 2002GeoRL..29.1377W . DOI : 10.1029 / 2002GL014729 .
  19. ^ Томсон, Северная Каролина; Роджер, CJ; Дауден, Р.Л. (2004). «Ионосфера дает размер самой большой солнечной вспышки» . Geophys. Res. Lett . 31 (6): L06803. Bibcode : 2004GeoRL..31.6803T . DOI : 10.1029 / 2003GL019345 .
  20. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 28 июля 2011 года . Проверено 17 мая 2011 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) Хеллоуинские штормы космической погоды 2003 г., Технический меморандум NOAA OAR SEC-88, Центр космической среды, Боулдер, Колорадо, июнь 2004 г.
  21. ^ a b [3] Серьезные явления космической погоды - понимание социальных и экономических последствий - отчет семинара, Национальный исследовательский совет национальных академий, The National Academies Press, Вашингтон, округ Колумбия, 2008 г.
  22. ^ [4] Отчет CENTRA Technology, Inc. «Геомагнитные бури» (14 января 2011 г.), подготовленный для Управления управления рисками и анализа Министерства внутренней безопасности США.
  23. ^ Снейр, Роберт С. "История векторной магнитометрии в космосе" . Калифорнийский университет. Архивировано из оригинала на 2012-05-20 . Проверено 18 марта 2008 .
  24. ^ Лассен, B (2013). «Готово ли животноводство к электрически парализованному миру?». J Sci Food Agric . 93 (1): 2–4. DOI : 10.1002 / jsfa.5939 . PMID 23111940 . 
  25. ^ a b «Идеальный шторм планетарных масштабов» . IEEE Spectrum . Февраль 2012 . Проверено 13 февраля 2012 .
  26. ^ Natuurwetenschap & Techniek Magazine, июнь 2009
  27. ↑ Solar Forecast: Storm AHEAD Архивировано 11 сентября 2008 г. на Wayback Machine.
  28. ^ Исследование корпорации Metatech
  29. ^ Сильные явления космической погоды: понимание социальных и экономических последствий: отчет семинара. Вашингтон, округ Колумбия: Национальные академии, 2008 г., Интернет. 15 ноября 2011 г. Страницы 78, 105 и 106.
  30. ^ Свидетельство Фонда устойчивых обществ перед Федеральной комиссией по регулированию энергетики Свидетельство Фонда устойчивых обществ перед Федеральной комиссией по регулированию энергетики (PDF)
  31. ^ Влияние геомагнитных возмущений на энергосистему. North American Electric Reliability Corporation, февраль 2012 г. «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 08.09.2015 . Проверено 19 января 2013 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  32. ^ Журнал Kijk 6/2017, упомянутый Марселем Спитом из Adviescentrum Bescherming Vitale Infrastructuur]
  33. ^ "AirSatOne - Прямая трансляция геофизических предупреждений" . Архивировано из оригинала на 2012-12-17.
  34. ^ image.gsfc.nasa.gov. Архивировано 11 сентября 2005 г. в Wayback Machine.
  35. ^ "Солнечные бури могут быть следующей Катриной Земли" . Проверено 4 марта 2010 .
  36. ^ Сильные явления космической погоды - понимание социальных и экономических последствий: отчет семинара . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы. 2008. ISBN 978-0-309-12769-1.
  37. ^ Gummow, R; Eng, P (2002). «Воздействие GIC на коррозию трубопроводов и системы контроля коррозии». Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 64 (16): 1755. Bibcode : 2002JASTP..64.1755G . DOI : 10.1016 / S1364-6826 (02) 00125-6 .
  38. ^ Оселла, А; Фаветто, А; Лопес, Э (1998). «Токи, вызванные геомагнитными бурями на подземных трубопроводах, как причина коррозии». Журнал прикладной геофизики . 38 (3): 219. Bibcode : 1998JAG .... 38..219O . DOI : 10.1016 / S0926-9851 (97) 00019-0 .
  39. ^ Совет национальных исследований; Наук, инженерный и физический отдел; Доска, космические исследования; 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 . Национальная академия прессы. п. 9. ISBN 978-0-309-06885-7.
  40. ^ "Оценка воздействия космических лучей на экипаж самолета" (PDF) .
  41. ^ Источники и эффекты ионизирующего излучения, НКДАР ООН 2008 г.
  42. Рианна Филлипс, Тони (25 октября 2013 г.). «Влияние космической погоды на авиацию» . Новости науки . НАСА.
  43. ^ «Ученый изучает, вызывают ли солнечные штормы вымывание животных» .
  44. Рианна МакГрат, Мэтт (5 сентября 2017 г.). «Северное сияние связано с выходом на берег китов» - через www.bbc.com.
  45. ^ https://www.usnews.com/news/national-news/articles/2017-09-06/solar-storms-may-ignite-south-reaching-auroras-wednesday

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Болдук, Л. (2002). «Наблюдения и исследования GIC в энергосистеме Hydro-Québec». J. Atmos. Sol. Terr. Phys . 64 (16): 1793–1802. Bibcode : 2002JASTP..64.1793B . DOI : 10.1016 / S1364-6826 (02) 00128-1 .
  • Кэмпбелл, WH (2001). Земной магнетизм: экскурсия по магнитным полям . Нью-Йорк: Harcourt Sci. & Тех. ISBN 978-0-12-158164-0.
  • Карлович М. и Р. Лопес, Солнечные бури , Джозеф Генри Пресс, 2002, www.stormsfromthesun.net
  • Дэвис, К. (1990). Ионосферное радио . Серия IEE по электромагнитным волнам. Лондон, Великобритания: Питер Перегринус. С. 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, С.П., 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). «Глава 5». Миграция животных: ориентация и навигация . Нью-Йорк: Academic Press. ISBN 978-0-12-277750-9.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Хардинг Р. (1989). Выживание в космосе . Нью-Йорк: Рутледж. ISBN 978-0-415-00253-0.
  • Джозелин Дж. А. (1992). «Воздействие солнечных вспышек и магнитных бурь на человека». EOS . 73 (7): 81, 84–5. Bibcode : 1992EOSTr..73 ... 81J . DOI : 10.1029 / 91EO00062 .
  • Джонсон, Нидерланды; Макнайт, Д.С. (1987). Искусственный космический мусор . Малабар, Флорида: Орбитальная книга. ISBN 978-0-89464-012-4.
  • Ланзеротти, LJ (1979). «Воздействие ионосферных / магнитосферных процессов на земную науку и технологии». В Ланцеротти, ЖЖ; Питомник, CF; Паркер, EN (ред.). Физика плазмы Солнечной системы, III . Нью-Йорк: Северная Голландия.
  • Оденвальд, С. (2001). 23-й цикл: научиться жить с грозовой звездой . Издательство Колумбийского университета. ISBN 978-0-231-12079-1.
  • Оденвальд, С., 2003 г., "Воздействие космической погоды на человека" .
  • Stoupel, E., (1999) Влияние геомагнитной активности на параметры сердечно-сосудистой системы , Journal of Clinical and Basic Cardiology, 2, Issue 1, 1999, pp 34-40. IN Джеймс А. Марусек (2007) Анализ угрозы солнечного шторма, воздействие, Блумфилд, Индиана 47424
  • Volland, H., (1984), "Атмосферная электродинамика", Kluwer Publ., Dordrecht

Внешние ссылки [ править ]

  • Данные о солнечной и геомагнитной активности в реальном времени в Spaceweather
  • Центр прогнозов космической погоды NOAA
  • Магнитограммы в реальном времени
  • Часы Авроры в Ланкастерском университете
  • Программа геомагнетизма USGS

Ссылки по электросетям:

  • Вызванного геомагнитным штормом отказа трансформатора HVAC можно избежать
  • NOAA Economics - наборы данных о геомагнитных бурях и экономические исследования
  • Геомагнитные бури могут угрожать электросети