Магнітна буря - фізична школа
Генеалогічне дерево Чумацького Шляху
Повністю інтегрований контроль наноалмазів
Трохи ближче до сонця
Відстані від зірок
Що змушує зірки світити
Вулиця з одностороннім рухом для електронів
У новому підрахуванні знайдені сотні примірників "Ньюсона" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)
Наша Сонячна система сформувалася менш ніж за 200 000 років
Здоровий для Марса
Магнітна буря
Коли магнітна буря позначає порушення магнітосфери планети або конкретно землі (геомагнітна буря).
Визначення та походження
Геомагнітна буря визначається змінами в геомагнітному полі, яке вона спричиняє, виміряними в одиниці Тесла (Т). Серед іншого, Індекс часу шторму збурень Використовується (Dst-індекс), який вказує на усереднене у всьому світі ослаблення горизонтального магнітного поля Землі на основі вимірювань деяких вимірювальних станцій, розподілених по всьому світу. Це значення визначається щогодини та доступне майже в реальному часі. [1] Існує багато впливів на магнітне поле, тому коливання ± 20 нТл є нормальними. Для порівняння: у Центральній Європі горизонтальна складова нормального магнітного поля Землі становить близько 20 мкТл, тобто 20000 нТл.
Порушення спричинені фронтами ударних хвиль від сонячного вітру, які спричинені сонячними спалахами або викидами корональної маси (КМА) і досягають Землі приблизно від 24 до 36 годин. Це триває приблизно від 24 до 48 годин, в окремих випадках кілька днів - залежно від причини несправності на сонці. Вплив ударного фронту, що складається з електрично заряджених частинок, на магнітосферу призводить до ослаблення магнітного поля Землі, яке досягає свого мінімуму приблизно через дванадцять годин.
Геомагнітна буря зазвичай поділяється на три фази:
Початкова фаза
Початкова фаза характеризується ослабленням магнітного поля приблизно на 20-50 нТл протягом декількох десятків хвилин. Не кожній бурі передує така початкова фаза, і навпаки, не кожному такому порушенню магнітного поля супроводжується магнітна буря.
Етап шторму
Фаза шторму починається, коли хвилювання перевищує 50 нТл, що є довільно встановленою межею. Під час типової магнітної бурі порушення продовжує зростати. Сила геомагнітної бурі описується як "поміркована", якщо максимальне збурення менше 100 нТл, як "інтенсивна", якщо хвилювання не перевищує 250 нТл, інакше як "супер шторм". Рідко перевищується максимальне загасання близько 650 нТл, що відповідає приблизно трьом відсоткам від нормального значення. Фаза триває кілька годин і закінчується, як тільки сила збурення зменшується, тобто магнітне поле Землі починає знову зростати до своєї типової сили.
Фаза відновлення
Фаза відновлення закінчується, коли досягається нормальне значення і може тривати від 8 годин до тижня.
Ефекти
Магнітні бурі можуть мати різні наслідки, найвідоміший з яких - полярні сяйва (Північне сяйво або Полярне сяйво) знаходяться в помірних поясах, таких як Центральна Європа. В електричних мережах спрацьовані геомагнітно струми можуть призвести до прямого пошкодження силових трансформаторів.
Перш за все, магнітні бурі впливають на магнітне поле Землі, а це, в свою чергу, впливає на формування поясу Ван Аллена. У разі особливо сильних магнітних бур усі живі істоти піддаються підвищеному космічному випромінюванню, особливо в полярних областях, оскільки магнітне поле Землі там, як правило, забезпечує менший захист. Оскільки дерева, здається, ростуть швидше при підвищеній сонячній активності, у них щорічні кільця мають 11-річний період. Причини цього поки не з’ясовані. [2]
Окрім іншого, тимчасові зміни в іоносфері можуть перешкоджати радіопередачам (наприклад, радіо або мобільному зв'язку). У подовжених електричних провідниках, таких як повітряні лінії електропередачі, можуть протікати компенсуючі струми інколи значної сили, що може призвести до виходу з ладу підключених трансформаторних станцій. [3] Трубопроводи піддаються підвищеній корозії під час магнітних бур.
Перш ніж фронт ударної хвилі потрапить на Землю, це може завдати шкоди супутникам. На додаток до прямої шкоди, спричиненої індукцією струму, як на земній поверхні, існує ще один, більш опосередкований спосіб зробити це: ударна хвиля може призвести до локального нагрівання і, отже, до деформації верхніх шарів земної атмосфери, що призводить до збільшення "опору повітря" супутників на нижніх Орбіти (Low Earth Orbit, LEO) можуть вести за собою. Тоді результатом буде зміна шляху руху або збільшення споживання палива. Загалом, Європейське космічне агентство (ESA) підрахувало, що за останні роки лише відмови супутників спричинили шкоду на понад 500 мільйонів доларів. Це та спотворення часу транзиту, яке відбувається, коли сигнали проходять через іонні хмари, роблять супутники GPS особливо вразливими. [4]
Наслідки геомагнітної бурі, як подія Керрінгтона в 1859 році, були б нищівними сьогодні. Тому що на той час не існувало ні Інтернету, ні світу не було такою глобальною мережею, як сьогодні, і він залежав би від джерела живлення. У 2014 році дослідники запропонували систему раннього попередження про космічну погоду, що складається з 16 супутників. [5] [6] Американські військові класифікують наслідки сильної магнітної бурі як військову атаку. [7] Британська королівська інженерна академія також бачить явні небезпеки, але є більш обережною. [8-й]