Hoe magnetische stormen technologie en mensen echt beïnvloeden
Gemengde Berichten / / December 14, 2021
Ze krijgen zelfs de schuld van de ineenstorting van de USSR.
Wat zijn magnetische stormen?
Magnetische stormenA. D. Sjevin. Magnetische stormen / Grote Russische encyclopedie - dit zijn sterke verstoringen van het aardmagnetisch veld, die het normale verloop abrupt verstoren en van enkele uren tot meerdere dagen aanhouden. Wanneer ze zich voordoen, worden ze gelijktijdig over de hele planeet waargenomen.
Magnetische of, beter gezegd, geomagnetische stormen maken deel uit van het ruimteweer van de aarde. Ze veroorzaken poollicht, dat kunnen zeGeomagnetische stormen / NOAA Space Weather Prediction Center een negatieve invloed hebben op de orbitale en terrestrische technologie, evenals op de toestand van sommige mensen.
Waarom gebeuren er magnetische stormen?
De zonnewind - een stroom geladen deeltjes die van de zon komt - beïnvloedt voortdurendGeomagnetische stormen / NOAA Space Weather Prediction Center naar het buitenste, hoogste deel van het aardmagnetisch veld (magnetosfeer). Hierdoor is ze altijd in zo'n verwrongen toestand:
De zonnewindflux is echter lang niet altijd stabiel en kan fluctueren. De verstoringen worden veroorzaakt door coronale gaten en massa-ejecties (de laatste worden vaak verward met) fakkels op de zon).
Door sneeuwstormen veroorzaakte stormen zijn het ernstigst. Tijdens deze verschijnselen laat de dichtstbijzijnde ster miljarden tonnen plasma vrij. Het lijkt opDe dag dat de zon duisternis bracht / NASA om tegelijkertijd duizenden atoombommen tot ontploffing te brengen. Als de stroom naar de aarde was gericht, kunnen deeltjes de aarde bereiken. Het duurt meestalGeomagnetische stormen / NOAA Space Weather Prediction Center twee of drie dagen, maar met krachtige emissies kan het plasma een afstand van 150 miljoen kilometer afleggen in 18 uur.
Wanneer de stroom onze planeet bereikt, veroorzaakt hetA. D. Sjevin. Magnetische stormen / Grote Russische encyclopedie een schokgolf die de magnetosfeer van de aarde samendrukt. De botsing van de protonen van de zonnewind met de waterstofatomen van onze atmosfeer vormt een elektrische stroom. Geleidelijk, als de storm vervalt, keert de magnetosfeer terug naar zijn normale toestand en neemt de stroom af.
Coronale gaten hebben een iets ander werkingsprincipe. In deze gebieden van het zonneoppervlak is het magnetische veld zwakker dan in de rest van de ster. Daarom komt er een stroom zonnewind uit, die sneller beweegt dan normaal: 500-800 kilometer per seconde in plaats van 1. K. Vos. Coronale gaten en snelle zonnewind / NASA
2. Zonnewind / NOAA Ruimteweervoorspellingscentrum 300–500. Een dergelijke flux kan milde magnetische stormen veroorzaken. Soms gaan ze echter meeGeomagnetische stormen / NOAA Space Weather Prediction Center veel langer en wekken meer energie op.
Coronale gat in de zon. Foto: NASA / SDO / Wikimedia Commons
De magnetische velden van de zon. De letter B staat voor een coronaal gat. Afbeelding: Sebman81 / Wikimedia Commons
Daarom is de frequentie van magnetische stormen direct gerelateerd aan zonneactiviteit. Dit stijgt en vervaagt op zijn beurt en vormt cycli die gemiddeld 11 jaar duren. Daarom, in een maand meiA. D. Sjevin. Magnetische stormen / Grote Russische encyclopedie gebeuren tot acht magnetische stormen tijdens de periode van maximale intensiteit of geen op het minimum. Tegelijkertijd is hoge zonneactiviteit verre van altijdV. N. Obridko. Over de zogenaamde "geomagnetische voorspellingen van ongunstige dagen" / In Defense of Science No. 2 leidt tot sterke geomagnetische storingen.
Is het mogelijk om de sterkte van een magnetische storm te meten?
De intensiteit van magnetische stormen wordt gemetenGeomagnetische stormen / NOAA Space Weather Prediction Center met behulp van speciale indexen. Wetenschappers gebruiken voornamelijk Dst: het wordt berekend op basis van de metingen van magnetometers van verschillende stations op de magnetische evenaar van de aarde. De gegevens worden elk uur bijgewerkt. In een rustige omgeving varieert de Dst van -20 tot 20 nanotesla. Een storm wordt beschouwd als een situatie wanneer deze onder de -50 nanotesla komt.
De krachtigste geregistreerde magnetische storm wordt geschatJ. I. Jermolaev, ik. G. Lodkina, N. S. Nikolajeva et al. Voorkomen van extreme magnetische stormen / Journal of Geophysical Research: Space Physics bij −1 760 nT volgens Dst. Dit is relatief klein. Bijvoorbeeld om te forceren kikker om te zweven, nodig hebbenM. V. Bes, A. K. Geim. Van vliegende kikkers en levitrons / European Journal of Physics ongeveer 16 Tesla, dat wil zeggen 16 * 10⁹, of 16.000.000.000 nanotesla.
Voor gewone mensen is de G-index begrijpelijker, wat evalueertNOAA Space Weather Scales / NOAA Space Weather Prediction Center magnetische stormen in termen van hun gevaar. Vijf niveaus springen eruit.
- G1 - kleine magnetische stormen. Komt ongeveer 1700 keer per zonnecyclus voor. Ze kunnen zwakke schommelingen in het elektriciteitsnet veroorzaken, de werking van satellieten enigszins beïnvloeden en aurora veroorzaken.
- G2 - gematigd. Ongeveer 660 keer per cyclus. Soms leiden ze tot spanningspieken en schade aan transformatoren op noordelijke breedtegraden, maken ze aanpassingen aan de beweging van ruimtevaartuigen. Dergelijke stormen zorgen ervoor dat aurora's verder van de polen verschijnen.
- G3 - krachtig. Ongeveer 200 per cyclus. Dergelijke storingen kunnen aanpassingen van de spanning van het voedingssysteem vereisen. Ook treden soms valse zekeringen op, zijn er onderbrekingen in satellietnavigatie en radiocommunicatie. Aurora's zijn zelfs dichter bij de evenaar zichtbaar.
- G4 - zwaar. Ongeveer 100 per cyclus. Problemen met spanningsbewaking en foutieve uitschakeling van beveiligingsapparatuur komen vaak voor. Dergelijke stormen kunnen elektrische stromen in pijpleidingen veroorzaken en radiocommunicatie en satellietnavigatie verslechteren. Soms worden aurora's waargenomen op het niveau van het Krasnodar-gebied.
- G5 - extreem sterk. Ongeveer 4 per cyclus. Ze kunnen leiden tot grootschalige problemen met het elektriciteitsnet (sommige systemen vallen volledig uit of vallen uit), ernstige storingen in de werking van satellieten. Ze kunnen sterke stromingen in pijpleidingen vormen, radiocommunicatie enkele dagen beroven. Aurora's zijn mogelijk in subtropische gebieden zoals Caïro.
Hoe magnetische stormen de technologie beïnvloeden
Krachtige magnetische stormen belemmerenGeomagnetische stormen / NOAA Space Weather Prediction Center voortplanting van signalen in de ionosfeer. Dat is de reden waarom de bovenstaande fouten en stops optreden bij de werking van GPS, hoogfrequente radiocommunicatie en sommige militaire systemen. vroegtijdige opsporing.
Bovendien lijken magnetische stormen voor een korte tijd uit te breidenGeomagnetische stormen / NOAA Space Weather Prediction Center atmosfeer. Dit vertraagt de nabije-aarde-satellieten en ze kunnen hoogte beginnen te verliezen. Om deze reden heeft bijvoorbeeld de Sovjet- ruimtestation Saljoet-7.
Maar de meest tastbare problemen worden veroorzaakt door het vermogenGeomagnetische stormen / NOAA Space Weather Prediction Center magnetische stormen genereren elektrische stromen in alle metalen voorwerpen. En hoe groter de laatste, bijvoorbeeld een hoogspanningsleiding of een pijpleiding, hoe groter de stromen. Als ze door apparaten gaan, kunnen ze ze vernietigen: apparatuur brandt uit door overmatige stress. Transformatoren hebben hier het meeste last van.
Waar hebben zware stormen al toe geleid?
De grootste storm van onze tijd in termen van gevolgen (−589 nanotesla) vond plaats op 13 maart 1989. Toen bleef de hele Canadese provincie Quebec overDe dag dat de zon duisternis bracht / NASA 12 uur zonder stroom. Tegelijkertijd was de infrastructuur binnen 2 minuten buiten gebruik.
De magnetische storing was zo sterk dat het noorderlicht zelfs in Cuba en Florida te zien was. Netstoringen en verliezen werden waargenomen in de Verenigde Staten en Canada, hoewel niemand behalve Quebec gewond raakte.
Sommige satellieten verloren urenlang het contact met de aarde. Ook op het Amerikaanse ruimtevaartuig Discovery deden zich problemen met de uitrusting voor. Daarnaast werd de ondergrondse uitzending van Radio Free Europe enige tijd onderbroken op het grondgebied van de USSR.
En in 1972 veroorzaakte een krachtige magnetische stormD. J. Knip, B. J. Fraser, M. A. Shea et al. Over de weinig bekende gevolgen van de ultrasnelle coronale massa-ejecta van 4 augustus 1972: feiten, commentaar en oproep tot actie / ruimteweer massale stroomstoringen en communicatie in de Verenigde Staten. In Vietnam zijn daardoor enkele tientallen zeemijnen met magnetische lonten, geplaatst door het Amerikaanse leger, afgegaan.
Een andere hevige storm vond plaats in november 2003. Toen werd het Amerikaanse GPS-gegevenscorrectiesysteem (WAAS) uitgeschakeldErnstige ruimteweergebeurtenissen. Maatschappelijke en economische effecten begrijpen: een workshoprapport / The National Academies of Sciences, Engineering, Medicine 30 uur lang werd het werk van veel satellieten onderbroken en de Japanse ADEOS-2 liep ernstige schade op.
De reeds genoemde krachtigste storm in de hele geschiedenis van waarnemingen (-1 760 nanotesla) vond plaatsEen super zonnevlam / NASA-wetenschap hetzelfde in 1859. Ze verbrandde verschillende telegraaflijnen in de Verenigde Staten, aurora's werden waargenomen op tropische breedtegraden en vanwege de heldere lucht was het 's nachts zo helder als de dag. Deze gebeurtenis werd Carrington genoemd ter ere van de astronoom Richard-Christopher Carrington, die alles heeft vastgelegd.
Waar kan een krachtige magnetische storm vandaag toe leiden
De kans dat we binnenkort worden getroffen door een stroomstoot die vergelijkbaar is met die in Carrington, is vrij klein.P. Riley. Over de waarschijnlijkheid van optreden van extreme ruimteweergebeurtenissen / Ruimteweer. Wetenschappers sluiten deze mogelijkheid echter niet uit. En ze hebben geen consensus over hoe ernstig de gevolgen zullen zijn.
Er zijn bijvoorbeeld berekeningen volgens welke, alleen al in de Verenigde Staten, een storm als die van Carrington in staat isErnstige ruimteweergebeurtenissen. Maatschappelijke en economische effecten begrijpen: een workshoprapport / The National Academies of Sciences, Engineering, Medicine leiden tot schade van één tot twee biljoen dollar. En dit is alleen in het eerste jaar. Het repareren van beschadigde systemen kan enkele jaren duren. Het gebrek aan elektriciteit zal leverenB. Lassen. Is de veehouderij voorbereid op een elektrisch verlamde wereld? / Journal of the Science of Food and Agriculture het voedselsysteem in gevaar brengen.
Het enige geruststellende is dat dergelijke gebeurtenissen, naar de mening van RAS-fysici, plaatsvindenJ. I. Jermolaev, ik. G. Lodkina, N. S. Nikolajeva et al. Voorkomen van extreme magnetische stormen / Journal of Geophysical Research: Space Physics niet meer dan ongeveer eens in de 500 jaar. De zon schiet immers niet altijd plasmastromen in de richting van de aarde. Een krachtige klap dusNear Miss: de zonne-superstorm van juli 2012 / NASA Science in juli 2012 lanceerde het net deeltjes in de ruimte en veroorzaakte geen significante magnetische stormen op aarde.
Bovendien leiden niet alle sterke wandaden tot catastrofale gevolgen. In juli 2000 was er bijvoorbeeld:Extreme gebeurtenissen en natuurlijke gevaren: het perspectief van complexiteit een storm met een capaciteit van -300 nanotesla, maar het had op geen enkele manier invloed op het energiesysteem.
Toegegeven, de nieuwe storm kan zelfs sterker zijn dan die van Carrington. Dus de gegevens van radiokoolstofanalyse van oude Japanse ceders toonden aan dat in 774 de verstoring van het magnetische veld wasJIJ. N. Efremov. Bedreigingen vanuit de ruimte / Ter verdediging van de wetenschap nr. 12 20 keer krachtiger dan in 1859.
Hoe magnetische stormen mensen beïnvloeden
Men denkt dat magnetische stormen verantwoordelijk zijn voor stemmingswisselingen, agressiviteit, depressie en gezondheidsproblemen. Ze worden gecrediteerd met het hoge risico op rampen en zelfs sommige historische evenementen.
En stormen treffen sommige mensen. Hoewel niet gemakkelijk te herkennenV. N. Obridko. Over de zogenaamde "geomagnetische voorspellingen van ongunstige dagen" / In Defense of Science No. 2. Dit vereist een groot aantal statistische gegevens en de resultaten kunnen door een groot aantal factoren worden vertekend.
Op dit moment zijn er verschillende onderzoeken die het effect van magnetische storingen op het cardiovasculaire systeem hebben bevestigd. Tijdens een storm kunnen mensen bijvoorbeeld een hoge bloeddruk hebben.S. Ghione, L. Mezzasalma, C. Del Seppia et al. Hebben geomagnetische storingen van zonne-oorsprong invloed op de arteriële bloeddruk? / Journal of Human Hypertension en frequentieA. Alabdulgader, R. Mc Craty, M. Atkinson et al. Langetermijnstudie van de respons van hartslagvariabiliteit op veranderingen in de zonne- en geomagnetische omgeving / wetenschappelijke rapporten hartslag. Een analyse van ziekenhuisrapporten uit Nieuw-Zeeland, Australië, het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk en Zweden gedurende 23 jaar toonde ook aan:V. L. Feigin, P. G. Parmar, S. Barker-Collo et al. Geomagnetische stormen kunnen een beroerte / beroerte veroorzakendat coronale ejecties het risico op hartinfarct met 19%. En de auteurs van de studie, uitgevoerd in 263 Amerikaanse steden, geloven datC. L. Zilli Vieira, D. Alvares, A. Blomberg et al. Geomagnetische verstoringen veroorzaakt door zonneactiviteit verhogen het totale en cardiovasculaire sterfterisico in 263 V.S. steden / Milieugezondheiddat verhoogde geomagnetische activiteit de mortaliteit door hart- en vaatziekten en hartaanvallen verhoogt.
Daarom moeten mensen met hart- en vaatziekten tijdens aardmagnetische stormen:JIJ. N. Efremov. Bedreigingen vanuit de ruimte / Ter verdediging van de wetenschap nr. 12 wees voorbereid: sla medicijnen in die door uw arts zijn voorgeschreven, houd uw telefoon bij u of waarschuw uw naasten.
Maar het verband tussen magnetische stormen en andere gezondheidsproblemen, zoals depressieR. W. Kaj. Geomagnetische stormen: associatie met incidentie van depressie zoals gemeten door ziekenhuisopname / The British Journal of Psychiatry, konden wetenschappers niet vinden.
Hetzelfde geldt voor de invloed van geomagnetische activiteit op menselijk gedrag. Dit alles is slechts fictie. Sommige aanhangers van deze opvatting beweren bijvoorbeeld dat de aarde en de zon als levende wezens hebben deelgenomen aan de gebeurtenissen van augustus 1991, toen het State Emergency Committee er niet in slaagde de ineenstorting van de USSR te stoppen. Naar verluidt was er toen een sterke stijging van de zonneactiviteit. Hij werd echt geobserveerdV. N. Obridko. Over de zogenaamde "geomagnetische voorspellingen van ongunstige dagen" / In Defense of Science No. 2. Maar niet alleen in augustus, maar gedurende vier hele maanden: van juni tot oktober. En het aardmagnetische veld was in deze periode volkomen kalm.
Hoe u uzelf kunt beschermen tegen magnetische stormen
NASA ontwikkelde samen met de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), het Amerikaanse Federal Emergency Management Agency en anderenNationale ruimteweerstrategie en actieplan vrijgegeven / US Space Weather Prediction Center strategie en actieplan bij verslechtering van het ruimteweer. Het moest de bescherming van de bevolking en energievoorzieningen tegen elektromagnetische impulsen versterken.
Bijvoorbeeld bij uitval van netwerkcomponenten,Recovery Transformer (RecX) / US Department of Homeland Security stand-by mobiele transformatoren worden gebruikt. Dankzij hen zal het mogelijk zijn om de werking van het elektriciteitsnet snel te herstellen tijdens de reparatie van het vernietigde stationaire apparaat.
Kritieke objecten kunnen met speciale apparaten tegen breuk worden beschermd. Bijvoorbeeld condensatorbanken die overtollige energie opslaan, of Faraday-cellen die deze afvoeren.
Maar een tijdige stroomuitval en waarschuwing zal het beste helpen. meteorologisch mensen. En daarvoor moet je zonneactiviteit kunnen voorspellen.
Is het mogelijk om magnetische stormen te voorspellen?
Ja, dat kan. In de VS wordt dit bijvoorbeeld gedaan door:Zonnecyclus 25 is hier. NASA, NOAA-wetenschappers leggen uit wat dat betekent / NASA Ruimteweervoorspellingscentrum (SWPC). Het is onderdeel van NOAA. SWPC- en NOAA-medewerkers gebruiken gegevens van aardsatellieten en observaties van ruimtelichamen voor voorspellingen. Wetenschappers creëren en verbeteren voorspellende modellen om hen te helpen het weer in de ruimte te voorspellen, net zoals meteorologen dat doen.
U moet echter begrijpen dat er geen wekelijkse of maandelijkse geomagnetische voorspellingen mogelijk zijn.V. N. Obridko. Over de zogenaamde "geomagnetische voorspellingen van ongunstige dagen" / In Defense of Science No. 2, omdat de situatie op onze ster in enkele minuten kan veranderen. En zelfs als wetenschappers weten dat er een massa-ejectie heeft plaatsgevonden, kunnen ze niet met grote nauwkeurigheid zeggen of deze de aarde zal binnenkomen of niet.
De voorspelling voor de langste termijn - 27 dagen - is gebaseerd op de periode van de omwenteling van de zon rond zijn as. Hij geeft niet aanV. N. Obridko. Over de zogenaamde "geomagnetische voorspellingen van ongunstige dagen" / In Defense of Science No. 2 de datum en tijd van de storm, maar informeert alleen de waarschijnlijkheid dat potentieel gevaarlijke zones naar onze planeet kunnen worden geleid.
De meest nauwkeurige geomagnetische voorspellingen worden gemaaktV. N. Obridko. Over de zogenaamde "geomagnetische voorspellingen van ongunstige dagen" / In Defense of Science No. 2 een dag of een paar uur voordat de storm de aarde bereikt. Ze zijn gebaseerd op gegevens van astronomische satellieten die verstoringen van de zonnewind registreren. Actuele informatie is te bekijken op de sites NOAA en FIAN - Fysisch Instituut van de Russische Academie van Wetenschappen.
Lees ook☀️✨🌍
- 14 beste apps voor liefhebbers van astronomie
- 6 verrassende feiten over planeet Aarde die moeilijk te geloven zijn
- Hoeveel water is er nodig om de zon te doven?
- 9 mogelijke rampen die de mensheid voor altijd kunnen vernietigen
- 10 misvattingen over de ruimte waarvan je je schaamt om te geloven