Geomagnitik bo'ron - Geomagnetic storm

Ushbu maqola Yer magnetosferasidagi buzilishlar haqida. "Magnit bo'roni" ning boshqa ishlatilishi uchun qarang Magnit bo'roni (ajralish).
Buni chalkashtirib yubormaslik kerak Quyosh bo'roni.
Rassomning Quyosh shamoli zarralarini Yer bilan o'zaro ta'sirlashuvi tasviri magnitosfera. O'lchovlar o'lchamaslik kerak.

A geomagnitik bo'ron (odatda a deb nomlanadi quyosh bo'roni) ning vaqtincha buzilishi Yer "s magnitosfera sabab bo'lgan quyosh shamoli bilan o'zaro ta'sir qiluvchi zarba to'lqini va / yoki magnit maydon buluti Yerning magnit maydoni.

Magnit bo'ronini qo'zg'atadigan buzilish quyosh bo'lishi mumkin koronal massa chiqarib tashlash (CME) yoki birgalikda aylanadigan o'zaro ta'sir mintaqasi (CIR), quyosh shamolining yuqori tezlikli oqimi toj teshigi.[1] Geomagnitik bo'ronlarning chastotasi. Bilan ko'payadi va kamayadi quyosh dog'i tsikl Davomida maksimal quyosh, geomagnit bo'ronlar tez-tez ro'y beradi, aksariyati CMElar tomonidan boshqariladi. Quyosh minimal darajasi paytida bo'ronlar asosan CIRlar tomonidan boshqariladi (garchi CIR bo'ronlari quyosh maksimal darajasida minimal darajaga qaraganda tez-tez uchraydi).

Quyosh shamoli bosimining oshishi dastlab magnetosferani siqib chiqaradi. Quyosh shamolining magnit maydoni Yerning magnit maydoni bilan o'zaro ta'sir qiladi va ortgan energiyani magnetosferaga o'tkazadi. Ikkala o'zaro ta'sir magnetosferada plazma harakatining kuchayishiga (magnetosfera ichidagi elektr maydonlarining ko'payishi bilan) va magnitosferada elektr tokining ko'payishiga olib keladi. ionosfera. Geomagnit bo'ronning asosiy bosqichida magnitosferadagi elektr toki magnitosfera va quyosh shamoli o'rtasidagi chegarani siqib chiqaradigan magnit kuch hosil qiladi.

Bir nechta kosmik ob-havo hodisalari geomagnitik bo'ron bilan bog'liq yoki ular bilan bog'liq. Bunga quyidagilar kiradi quyosh energetik zarrachasi (SEP) tadbirlari, geomagnitik ta'sir ko'rsatadigan oqimlar (GIC), radio va radar stsintillatsiyasini keltirib chiqaradigan ionosfera buzilishlari, magnit kompas va navigatsiya displeylari orqali navigatsiyani odatdagidan ancha past kengliklarda.

Yozilgan eng katta geomagnit bo'ron, Carrington voqeasi 1859 yil sentyabrda AQSh telegraf tarmog'ining yaqinda yaratilgan qismlarini olib tashladi, yong'in chiqardi va ba'zi telegraf operatorlarini hayratga soldi. Yilda 1989 yil, geomagnitik bo'ron quvvatlangan er osti oqimlari aksariyat hollarda elektr energiyasini taqsimlashni buzdi Kvebek[2] va sabab bo'ldi avrora qadar janubga Texas.[3]

Geliofizika
Hodisalar

Ta'rif

Geomagnitik bo'ron aniqlanadi[4] o'zgarishi bilan Dst[5] (buzilish - bo'ron vaqti) ko'rsatkichi. Dst indekslari magnit ekvatorda Yer magnit maydonining gorizontal komponentining global o'rtacha o'zgarishini bir necha magnetometr stantsiyalaridagi o'lchovlar asosida baholaydi. Dst soatiga bir marta hisoblanadi va real vaqtda xabar qilinadi.[6] Jim vaqtlarda Dst +20 dan -20 nano- gachaTesla (nT).

Geomagnitik bo'ron uch bosqichga ega:[4] dastlabki, asosiy va tiklanish. Dastlabki faza Dst (yoki uning bir daqiqali komponenti SYM-H) o'nlab daqiqalarda 20 dan 50 nT ga ko'payishi bilan tavsiflanadi. Dastlabki bosqich, shuningdek, bo'ronning to'satdan boshlanishi (SSC) deb nomlanadi. Biroq, barcha geomagnit bo'ronlar boshlang'ich fazaga ega emas va Dst yoki SYM-H ning to'satdan ko'payishi geomagnit bo'ron bilan kuzatilmaydi. Geomagnit bo'ronning asosiy bosqichi Dst -50 nT dan kamgacha kamayishi bilan belgilanadi. Bo'ronni aniqlash uchun -50 nT ni tanlash biroz o'zboshimchalik bilan amalga oshiriladi. Bo'ron paytida minimal qiymat -50 dan taxminan -600 nT gacha bo'ladi. Asosiy fazaning davomiyligi odatda 2-8 soatni tashkil qiladi. Qayta tiklash bosqichi - bu Dst minimal qiymatdan tinch vaqt qiymatiga o'zgarganda. Qayta tiklash bosqichi 8 soat yoki 7 kunga cho'zilishi mumkin.

Aurora borealis

Geomagnitik bo'ronning kattaligi o'rtacha (-50 nT> minimal Dst> -100 nT), kuchli (-100 nT> minimal Dst> -250 nT) yoki super bo'ron (minimal Dst <-250 nT) deb tasniflanadi. .[7]

Nazariya tarixi

1931 yilda, Sidney Chapman va Vinchenzo C. A. Ferraro maqola yozdi, Magnit bo'ronlarning yangi nazariyasi, bu hodisani tushuntirishga harakat qildi.[8] Ular har doim shunday deb bahslashdilar Quyosh chiqaradi a quyosh nurlari u shuningdek plazma bulutini chiqaradi, endi u a deb nomlanadi koronal massa chiqarib tashlash. Ular buni taxmin qilishdi plazma tezlikda harakat qiladiki, u Yerga 113 kun ichida etib boradi, ammo hozir biz bilamizki, bu sayohat 1 dan 5 kungacha davom etadi. Ular bulut bulutni siqib chiqaradi deb yozishgan Yerning magnit maydoni va shu tariqa Yer sathidagi maydonni ko'paytiradi.[9]Chapman va Ferraro asarlari, boshqalar qatorida, Kristian Birkeland, yaqinda kashf qilingan foydalangan katod nurlari naychalari nurlarning magnit sfera qutblari tomon burilganligini ko'rsatish. U shunga o'xshash hodisaning aurora uchun javobgar ekanligini nazarda tutdi va nima uchun ular qutbli hududlarda tez-tez uchrab turishini tushuntirib berdi.

Voqealar

Geomagnitik bo'ron ta'sirini birinchi ilmiy kuzatish 19-asrning boshlarida sodir bo'ldi: 1806 yil maydan 1807 yil iyungacha, Aleksandr fon Gumboldt rulmani qayd etdi magnit kompas Berlinda. 1806 yil 21-dekabrda u yorug 'auroral voqea paytida kompasining tartibsiz bo'lib qolganini payqadi.[10]

1859 yil 1–2 sentyabr kunlari qayd etilgan eng yirik geomagnit bo'ron sodir bo'ldi. 1859 yil 28-avgustdan 2-sentyabrigacha Quyoshda ko'plab quyosh dog'lari va quyosh nurlari kuzatilgan, eng katta alangalanishi 1 sentyabrda bo'lgan. 1859 yilgi quyosh bo'roni yoki Carrington Tadbir. Bu katta deb taxmin qilish mumkin koronal massa chiqarib tashlash (CME) Quyoshdan uchirilgan va Yerga o'n sakkiz soat ichida etib kelgan - bu sayohat odatda 3-4 kun davom etadi. Gorizontal maydon 1600 nT ga qisqartirildi Colaba observatoriyasi. Taxminlarga ko'ra, Dst taxminan -1760 nT bo'lishi mumkin edi.[11] Telegraf simlari Qo'shma Shtatlarda ham, Evropada ham induktsiya kuchaygan (emf ), ba'zi hollarda hatto zarbalarni telegraf operatorlariga etkazish va olov yoqish. Avrora janubda Gavayi, Meksika, Kuba va Italiyaga qadar bo'lgan - odatda faqat qutbli mintaqalarda ko'rinadigan hodisalar. Muz tomirlari shunga o'xshash intensivlikdagi hodisalar o'rtacha 500 yilda bir marotaba takrorlanadigan dalillarni ko'rsating.

1859 yildan boshlab unchalik kuchli bo'lmagan bo'ronlar yuz berdi, xususan 1882 yil 17-noyabrdagi avrora va 1921 yil may oyida geomagnitik bo'ron telegraf xizmatining buzilishi va yong'inlarning boshlanishi bilan ham, 1960 yilda ham keng tarqalgan radio uzilishlar haqida xabar berilgan.[12]

GOES-7 1989 yil mart oyida bo'lib o'tgan Buyuk Geomagnitik bo'ron paytida kosmik ob-havo sharoitlarini kuzatadi, Moskva neytronli monitor CME ning o'tishini qayd etilgan darajadagi pasayish sifatida qayd etdi Forbush kamayadi.[13]

Yilda 1972 yil avgust oyining boshlarida, X20 atrofida taxmin qilinadigan alevleni bilan bir qator alangalar va quyoshli bo'ronlar eng yuqori CME tranzitini ishlab chiqaradi va er usti elektr va aloqa tarmoqlarini, shuningdek, sun'iy yo'ldoshlarni (kamida bittasi ishlamay qolgan) buzgan kuchli geomagnitik va protonli bo'ronni, va Shimoliy Vetnamda AQSh dengiz kuchlarining magnit ta'sirida bo'lgan ko'plab dengiz minalarini bexosdan portlatdi.[14]

The 1989 yil mart oyida geomagnitik bo'ron ning qulashiga sabab bo'lgan Gidro-Kvebek uskunani himoya qilish o'rni kaskadli ketma-ketlikda o'chirilganligi sababli bir necha soniya ichida elektr tarmog'i.[2][15] Olti million kishi edi kuchsiz qoldi to'qqiz soat davomida. Bo'ron sabab bo'ldi avroralar qadar janubga Texas.[3] Ushbu hodisani keltirib chiqargan bo'ron, tojdan chiqarilgan toj massasining natijasi edi Quyosh 1989 yil 9 martda[16] Minimal Dst -589 nT edi.

2000 yil 14-iyulda X5 sinfidagi mash'ala otilib chiqdi (nomi bilan tanilgan Bastiliya kuni tadbir ) va toj massasi to'g'ridan-to'g'ri Yerga tashlangan. 15-17 iyul kunlari geomagnitik super bo'ron sodir bo'ldi; Dst indeksining minimal darajasi -301 nT edi. Bo'ron kuchli bo'lishiga qaramay, elektr energiyasini taqsimlashda uzilishlar bo'lmagan.[17] Bastiliya kuni voqeasi tomonidan kuzatilgan Voyager 1 va Voyager 2,[18] Shunday qilib Quyosh tizimidagi eng uzoq masofa quyosh bo'roni kuzatilgan.

2003 yil 19 oktyabr va 5 noyabr kunlari Quyoshda o'n etti yirik alanga paydo bo'ldi, shu jumladan, shu paytgacha o'lchangan eng kuchli alanga KETADI XRS sensori - ulkan X28 alevi,[19] natijada, 4 noyabr kuni o'ta radiokanalning o'chirilishi. Ushbu mash'alalar CME hodisalari bilan bog'liq bo'lib, ular 29 oktyabr va 2 noyabr kunlari uchta geomagnit bo'ronlarni keltirib chiqardi, ular davomida ikkinchi va uchinchi bo'ronlar avvalgi bo'ron davri to'liq tiklanishidan oldin boshlandi. Minimal Dst qiymatlari -151, -353 va -383 nT edi. Ushbu ketma-ketlikdagi yana bir bo'ron 4-5 noyabr kunlari minimal Dst -69 nT bilan sodir bo'ldi. Oxirgi geomagnitik bo'ron avvalgi bo'ronlarga qaraganda kuchsizroq edi, chunki Quyoshdagi faol mintaqa alangalanish paytida hosil bo'lgan markaziy qism CME Yerning chetiga o'tgan meridiandan tashqarida aylangan. Barcha ketma-ketlik nomi bilan tanilgan Halloween quyosh bo'roni.[20] The Keng maydonlarni ko'paytirish tizimi (WAAS) tomonidan boshqariladi Federal aviatsiya ma'muriyati (FAA) bo'ron tufayli oflayn rejimda taxminan 30 soat davomida bo'lgan.[21] Yaponiyaning ADEOS-2 sun'iy yo'ldoshi jiddiy zarar ko'rdi va bo'ron tufayli boshqa ko'plab sun'iy yo'ldoshlarning ishlashi to'xtatildi.[22]

Sayyora jarayonlari bilan o'zaro aloqalar

Yerga yaqin kosmik muhitda magnetosfera.

Quyosh shamoli Quyoshning magnit maydonini ham olib yuradi. Ushbu maydon shimoliy yoki janubiy yo'nalishga ega bo'ladi. Agar quyosh shamoli energetik portlashlarga ega bo'lsa, magnitosferani qisqartiradi va kengaytiradi yoki quyosh shamoli janubga qarab harakatlansa qutblanish, geomagnitik bo'ronlarni kutish mumkin. Janub tomonidagi maydon sabab bo'ladi magnit qayta ulanish magnit va zarracha energiyasini Yer magnetosferasiga tezlik bilan kiritib, magnitopozning kun bo'yi.

Geomagnitik bo'ron paytida ionosferaning F2 qatlam beqaror bo'lib qoladi, parchalar va hatto yo'q bo'lib ketishi mumkin. Yerning shimoliy va janubiy qutb mintaqalarida, avroralar kuzatilishi mumkin.

Asboblar

Magnetometrlar auroral zonani hamda ekvatorial mintaqani kuzatib boring. Ikki xil radar, izchil tarqalish va nomuvofiq tarqoqlik, auroral ionosferani tekshirish uchun ishlatiladi. Dala chiziqlari bilan harakatlanadigan ionosfera tartibsizliklaridan signallarni qaytarib, ularning harakatini kuzatib, magnetosfera konveksiyasini xulosa qilish mumkin.

Kosmik kemalar vositalariga quyidagilar kiradi.

  • Magnitometrlar, odatda oqim eshigi turi. Odatda bular bomlarning oxirida, ularni kosmik kemalar va uning elektr zanjirlari tomonidan magnit aralashuvdan saqlanish uchun.[23]
  • Qarama-qarshi bomlarning uchidagi elektr sezgichlari ajratilgan nuqtalar orasidagi potentsial farqlarni o'lchash, konveksiya bilan bog'liq elektr maydonlarini olish uchun ishlatiladi. Usul past Yer orbitasida yuqori plazma zichligida eng yaxshi ishlaydi; Elektr kuchlarini himoya qilmaslik uchun Yerdan uzoqroq bomlar kerak.
  • Erdan radio eshitgichlar mumkin sakrash radio to'lqinlari ionosferadan har xil chastotali chastotalar va ularning qaytishini belgilab, elektron zichligi profilini aniqlang - eng yuqori nuqtaga qadar, radio to'lqinlari endi qaytmaydi. Kanadalikning bortidagi past Yer orbitasidagi radioeshittirishlar Alouette 1 (1962) va Alouette 2 (1965), radio to'lqinlari erga qarab tarqaldi va "tepadagi ionosfera" ning elektron zichligi profilini kuzatdi. Ionosferada radioeshittirishning boshqa usullari ham sinab ko'rildi (masalan Rasm ).
  • Zarrachalarni aniqlash vositalariga a kiradi Geyger hisoblagichi, ning asl kuzatuvlari uchun ishlatilgan Van Allen nurlanish kamari. Stsintilator detektorlari keyinroq keldi, va keyinroq "Chanelteltron" elektron multiplikatorlari ayniqsa keng foydalanishni topdi. Zaryad va massa tarkibini hamda energiyani olish uchun har xil ommaviy spektrograf dizaynlardan foydalanilgan. Taxminan 50 keVgacha bo'lgan energiya uchun (magnetosfera plazmasining ko'p qismini tashkil etadi) parvoz vaqti spektrometrlari (masalan, "top-shapka" dizayni) keng qo'llaniladi.[iqtibos kerak ]

Kompyuterlar o'nlab yillar davomida ajratilgan magnit kuzatuvlarni birlashtirishga va elektr toklarining o'rtacha sxemalarini va sayyoralararo o'zgarishlarga o'rtacha javoblarni chiqarishga imkon berdi. Tenglamalarini echish orqali ular global magnetosfera va uning javoblarini simulyatsiya qilishadi magnetohidrodinamika (MHD) raqamli katakchada. Magnit siljish va ionosfera o'tkazuvchanligini hisobga olish kerak bo'lgan ichki magnetosferani qoplash uchun tegishli kengaytmalar qo'shilishi kerak. Hozircha natijalarni talqin qilish qiyin va kichik hajmdagi hodisalarni qoplash uchun ma'lum taxminlar zarur.[iqtibos kerak ]

Geomagnitik bo'ron ta'siri

Elektr tizimlarining buzilishi

Miqyosidagi geomagnitik bo'ron deb taxmin qilingan 1859 yilgi quyosh bo'roni bugungi kunda sun'iy yo'ldoshlarga, elektr tarmoqlariga va radioaloqalarga milliardlab, hatto trillionlab dollar zarar etkazilishi va ulkan miqyosdagi elektr uzilishlariga olib kelishi mumkin, ular haftalar, oylar va hatto yillar davomida tuzatib bo'lmaydigan bo'lishi mumkin.[21] Bunday to'satdan elektr uzilishi oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarishga tahdid solishi mumkin.[24]

Elektr tarmog'i

Qachon magnit maydonlari sim kabi o'tkazgich atrofida harakatlaning, a geomagnetik induktsiya qilingan oqim o'tkazgichda ishlab chiqariladi. Bu geomagnitik bo'ronlar paytida katta miqyosda sodir bo'ladi (xuddi shu mexanizm optik tolalardan oldin telefon va telegraf liniyalariga ham ta'sir qildi, yuqoriga qarang) barcha uzatish liniyalarida. Shunday qilib, uzoq elektr uzatish liniyalari (uzunligi ko'p kilometr) ushbu ta'sir natijasida zarar ko'rishi mumkin. Ta'kidlash joizki, bu asosan Xitoy, Shimoliy Amerika va Avstraliyadagi operatorlarni, ayniqsa zamonaviy yuqori voltli, past qarshilik liniyalaridagi operatorlarni o'z ichiga oladi. Evropa tarmog'i asosan qisqa tutashuv zanjirlaridan iborat bo'lib, ular zararga nisbatan kamroq himoyalanadi.[25][26]

Ushbu yo'nalishlarda geomagnit bo'ronlardan kelib chiqqan (deyarli to'g'ridan-to'g'ri) oqimlar, ayniqsa elektr uzatish uskunalari uchun zararli transformatorlar - asosiy yadro to'yinganlik, ularning ishlashini cheklash (shuningdek, turli xil xavfsizlik moslamalarini o'chirish) va rulon va tomirlarning qizib ketishiga olib keladi. Haddan tashqari holatlarda, bu issiqlik ularni o'chirib qo'yishi yoki yo'q qilishi mumkin, hatto transformatorlarni ortiqcha yuklashga olib keladigan zanjir reaktsiyasini keltirib chiqaradi.[27][28] Ko'pgina generatorlar tarmoqqa transformatorlar orqali ulanadi, ularni tarmoqdagi induktsiyali oqimlardan ajratib turadi va bu ularning shikastlanishiga juda kam ta'sir qiladi. geomagnitik induktsiya qilingan oqim. Biroq, bunga duch kelgan transformator generatorga muvozanatsiz yuk bo'lib, statorda salbiy ketma-ketlik oqimini keltirib chiqaradi va natijada rotorni isitadi.

Metatech korporatsiyasi tomonidan olib borilgan tadqiqotga ko'ra, 1921 yilgi bilan taqqoslanadigan kuchli bo'ron 300 dan ortiq transformatorni yo'q qiladi va AQShda 130 milliondan ortiq odamni elektrsiz qoldiradi, bu esa bir necha trillion dollarni tashkil etadi.[29] Buzilish darajasi haqida munozaralar olib borilmoqda, ba'zi kongresslar guvohliklari bilan transformatorlar almashtirilguncha yoki ta'mirlanmaguncha cheksiz to'xtab qolishi mumkin.[30] Ushbu bashoratlarga zid bo'lgan a Shimoliy Amerika elektr ishonchliligi korporatsiyasi geomagnit bo'ron tarmoqning vaqtincha beqarorligini keltirib chiqaradi, ammo yuqori voltli transformatorlarning keng tarqalib ketishiga olib kelmaydi degan xulosaga keladi. Hisobotda ta'kidlanishicha, keng tarqalgan Kvebek tarmog'ining qulashi transformatorlarning haddan tashqari qizishi emas, balki bir vaqtning o'zida yetti o'rni o'chirilishi natijasida yuzaga kelgan.[31]

Transformatorlar geomagnit bo'ron ta'sirida bo'lishidan tashqari, elektromagnit kompaniyalar ham geomagnit bo'ron ta'siriga ta'sir qilishi mumkin. Masalan, Internet-provayderlar geomagnitik bo'ronlar paytida pasayib ketishi mumkin (va / yoki undan keyin ham ishlamay qolishi mumkin). Elektr energiyasi ishlab chiqaruvchi kompaniyalarda ishlaydigan internet aloqasini talab qiladigan uskunalar bo'lishi mumkin, shuning uchun ushbu vaqt davomida Internet-provayder ishlamay qoladi, elektr energiyasi ham taqsimlanmasligi mumkin.[32]

Geomagnitik bo'ron haqida ogohlantirish va ogohlantirishlarni olish orqali (masalan Kosmik ob-havoni taxmin qilish markazi; SOHO yoki ACE kabi Space Weather sun'iy yo'ldoshlari orqali), energiya kompaniyalari transformatorlarni bir zumda uzib qo'yish yoki vaqtinchalik o'chirishni keltirib chiqarish orqali elektr uzatish uskunalariga etkazilgan zararni minimallashtirishlari mumkin. Profilaktika choralari ham mavjud, shu jumladan GIClarning tarmoqqa neytral-erga ulanish orqali kirib kelishining oldini olish.[25]

Aloqa

Yuqori chastota (3-30 MGts) aloqa tizimlari uzoq masofalarga radio signallarni aks ettirish uchun ionosferadan foydalanadi. Ionosfera bo'ronlari barcha kengliklarda radioaloqaga ta'sir qilishi mumkin. Ba'zi chastotalar so'riladi va boshqalari aks ettiriladi, bu tez o'zgaruvchan signallarga va kutilmagan holatlarga olib keladi ko'paytirish yo'llar. Televizion va tijorat radiostansiyalarga quyosh faolligi unchalik ta'sir qilmaydi, ammo erdan havoga, kemadan sohilga, qisqa to'lqin translyatsiya va havaskor radio (asosan 30 MGts dan past bo'lgan diapazonlar) tez-tez buziladi. HF diapazonidan foydalanadigan radio operatorlari aloqa davrlarini doimiy ravishda ishlashini ta'minlash uchun quyosh va geomagnit signallariga tayanadi.

Yuqori chastotali diapazonda ishlaydigan harbiy aniqlash yoki erta ogohlantirish tizimlariga quyosh faolligi ham ta'sir qiladi. The ufqdagi radar uzoq masofadan samolyot va raketalarning uchishini kuzatish uchun ionosferadan signallarni qaytaradi. Geomagnitik bo'ronlar paytida ushbu tizim radioto'lqinlar bilan jiddiy to'sqinlik qilishi mumkin. Shuningdek, ba'zi dengiz osti kemalarini aniqlash tizimlari dengiz osti kemalarining magnit imzolarini joylashtirish sxemalariga bitta kirish sifatida ishlatadilar. Geomagnitik bo'ronlar ushbu signallarni yashirishi va buzishi mumkin.

The Federal aviatsiya ma'muriyati muntazam ravishda quyosh radiosining portlashi to'g'risida ogohlantirishlarni oladi, shunda ular aloqa muammolarini tanib olishlari va keraksiz texnik xizmatlardan qochishlari mumkin. Samolyot va yerosti stantsiyasi Quyoshga to'g'ri kelganda, havo boshqaruv radio chastotalarida yuqori shovqin paydo bo'lishi mumkin.[iqtibos kerak ] Bu ham sodir bo'lishi mumkin UHF va SHF sun'iy yo'ldosh aloqasi, Yer stantsiyasi, sun'iy yo'ldosh va Quyosh mavjud bo'lganda hizalama. AirSatOne samolyotida sun'iy yo'ldosh aloqa tizimlarida keraksiz texnik xizmat ko'rsatishni oldini olish uchun NOAA samolyotlaridan geofizik hodisalar uchun jonli ozuqa taqdim etiladi Kosmik ob-havoni taxmin qilish markazi. AirSatOne-ning jonli tasmasi[33] foydalanuvchilarga kuzatilgan va bashorat qilingan kosmik bo'ronlarni ko'rish imkoniyatini beradi. Geofizik ogohlantirishlari parvoz ekipajlari va texnik xizmat ko'rsatuvchi xodimlar uchun har qanday yaqinlashib kelayotgan faoliyat yoki tarix sun'iy yo'ldosh aloqasi, GPS-navigatsiya va HF aloqalariga ta'sir ko'rsatadimi yoki yo'qligini aniqlash uchun muhimdir.

Telegraf o'tmishdagi chiziqlar geomagnit bo'ronlardan ta'sirlangan. Telegraflar ma'lumotlar uzatish liniyasi uchun bitta uzun simdan foydalangan, ko'p millarga cho'zilgan, erni qaytaruvchi sim sifatida ishlatgan va DC batareyadan quvvat; bu ularni (quyida keltirilgan elektr uzatish liniyalari bilan birgalikda) tebranishlar ta'siriga moyil qildi halqa oqimi. Geomagnitik bo'ron keltirib chiqaradigan kuchlanish / oqim batareyaning qutblanishidan chiqarilganda signalni kamaytirishi yoki unga qo'shilganda haddan tashqari kuchli va yolg'on signallarga olib kelishi mumkin edi; ba'zi operatorlar batareyani ajratib olishni va quvvat manbai sifatida induksiyalangan oqimga tayanishni o'rgandilar. Haddan tashqari holatlarda, induktsiya qilingan oqim shu qadar baland ediki, qabul qiluvchi tomonning burmalari alanga oldi yoki operatorlar elektr toki urishdi. Geomagnitik bo'ronlar uzoq masofali telefon liniyalariga, shu jumladan dengiz osti kabellariga ham ta'sir qiladi optik tolali.[34]

Aloqa sun'iy yo'ldoshlariga etkazilgan zarar er usti bo'lmagan telefon, televizion, radio va Internet aloqalarini buzishi mumkin.[35] The Milliy fanlar akademiyasi 2008-2013 yillarda quyosh cho'qqisining keng tarqalishining mumkin bo'lgan stsenariylari to'g'risida xabar bergan.[36]

Navigatsiya tizimlari

Global navigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimi (GNSS) va boshqa navigatsiya tizimlari LORAN va endi bekor qilingan OMEGA Quyosh faolligi ularning signal tarqalishini buzganda salbiy ta'sir ko'rsatadi. OMEGA tizimi butun dunyo bo'ylab joylashgan sakkizta transmitterdan iborat edi. Samolyotlar va kemalar o'zlarining joylashishini aniqlash uchun ushbu transmitterlardan juda past chastotali signallardan foydalanganlar. Quyosh hodisalari va geomagnitik bo'ronlar paytida tizim navigatorlarga bir necha chaqirimgacha noto'g'ri ma'lumot berdi. Agar navigatorlarga proton hodisasi yoki geomagnitik bo'ron sodir bo'lganligi to'g'risida ogohlantirilsa, ular zaxira tizimiga o'tishlari mumkin edi.

Quyosh faolligi ionosfera zichligining to'satdan o'zgarishini keltirib chiqarganda va sun'iy yo'ldosh signallari paydo bo'lganda GNSS signallari ta'sir qiladi sintilate (miltillovchi yulduz kabi). Ionosferadagi buzilishlar paytida sun'iy yo'ldosh signallarining stsintilatsiyasi o'rganiladi HAARP ionosferani modifikatsiya qilish tajribalari paytida. Shuningdek, u da o'rganilgan Jikamarca radio rasadxonasi.

GPS-qabul qiluvchilarni ba'zi chalkash signallar mavjud bo'lganda ishlashni davom ettirishga imkon beradigan texnologiyadan biri Qabul qiluvchining avtonom yaxlitligini monitoring qilish (RAIM). Biroq, RAIM GPS yulduz turkumining aksariyati to'g'ri ishlaydi degan taxminga asoslanadi va shuning uchun butun yulduz turkumini geomagnitik bo'ronlar kabi global ta'sirlar bezovta qilganda juda kam foydali bo'ladi. Ushbu holatlarda RAIM butunlikni yo'qotishini aniqlasa ham, u foydali, ishonchli signalni taqdim eta olmaydi.

Sun'iy yo'ldosh apparatining shikastlanishi

Geomagnitik bo'ronlar va quyoshning ko'payishi ultrabinafsha emissiya issiqligi Yerning yuqori atmosferasi va uning kengayishiga olib keladi. Isitilgan havo ko'tariladi va orbitadagi zichlik sun'iy yo'ldoshlar taxminan 1000 km gacha (621 milya) sezilarli darajada oshadi. Buning natijasi ortdi sudrab torting, sun'iy yo'ldoshlarning sekinlashishiga va o'zgarishiga olib keladi orbitada ozgina. Past Yer orbitasi bir necha marta yuqori orbitalarga ko'tarilmagan sun'iy yo'ldoshlar sekin tushadi va oxir-oqibat yonib ketadi.

Skylab 1979 yilgi halokat - kosmik kemaning namunasi qayta kirish Kutilganidan yuqori quyosh faolligi natijasida Yer atmosferasi muddatidan oldin. 1989 yil mart oyidagi buyuk geomagnit bo'ron paytida dengiz flotining to'rtta navigatsion sun'iy yo'ldoshi bir haftagacha xizmatdan chiqarilishi kerak edi. AQSh kosmik qo'mondonligi yangi xabar yuborishi kerak edi orbital elementlar ta'sirlangan 1000 dan ortiq ob'ektlar uchun va Quyoshning maksimal vazifasi sun'iy yo'ldosh o'sha yilning dekabrida orbitadan tushib ketgan.[iqtibos kerak ]

Sun'iy yo'ldoshlarning zaifligi ularning pozitsiyasiga ham bog'liq. The Janubiy Atlantika anomaliyasi sun'iy yo'ldosh o'tishi uchun xavfli joy.

Texnologiya kosmik kemalarning tarkibiy qismlarini kichraytirishga imkon berganligi sababli, ularning miniatyura tizimlari yanada energetikaga nisbatan tobora zaiflashib bormoqda quyosh zarralari. Ushbu zarralar jismonan mumkin mikrochiplarga zarar etkazish va sun'iy yo'ldoshli kompyuterlarda dasturiy ta'minot buyruqlarini o'zgartirishi mumkin.[iqtibos kerak ]

Sun'iy yo'ldosh operatorlari uchun yana bir muammo - bu differentsial zaryadlash. Geomagnitik bo'ronlar paytida, soni va energiyasi elektronlar va ionlari kattalashtirish; ko'paytirish. Sun'iy yo'ldosh ushbu energiya bilan ta'minlangan muhit bo'ylab sayohat qilganda zaryadlangan zarralar kosmik kemani kosmik kemaning differentsial zaryadlash qismlarini urish. Bo'shatish mumkin yoy kosmik kemalarning tarkibiy qismlari bo'ylab, ularga zarar etkazishi va ehtimol ularni o'chirib qo'yishi.[iqtibos kerak ]

Ommaviy zaryadlash (chuqur zaryad deb ham ataladi) baquvvat zarralar, birinchi navbatda elektronlar, sun'iy yo'ldoshning tashqi qoplamasiga kirib, o'z zaryadlarini uning ichki qismlariga joylashtirganda paydo bo'ladi. Agar biron bir komponentda etarli miqdordagi zaryad yig'ilsa, u boshqa komponentlarga tushirish orqali zararsizlantirishga urinishi mumkin. Ushbu razryad sun'iy yo'ldoshning elektron tizimlari uchun xavfli bo'lishi mumkin.[iqtibos kerak ]

Geologik qidiruv

Yer magnit maydoni geologlar tomonidan er osti tosh tuzilmalarini aniqlash uchun ishlatiladi. Aksariyat hollarda ushbu geodeziya tadqiqotchilari neft, gaz yoki foydali qazilma konlarini qidirmoqdalar. Haqiqiy magnit imzolarni aniqlash uchun ular faqat Yer maydoni tinch bo'lgandagina bunga erishishlari mumkin. Boshqa geofiziklar geomagnitik bo'ronlar paytida ishlashni afzal ko'rishadi, Erning normal er osti elektr tokining kuchli o'zgarishlari ularga er osti moylarini yoki mineral tuzilmalarni sezishga imkon beradi. Ushbu uslub deyiladi magnetotelurika. Shu sabablarga ko'ra ko'plab geodeziklar o'zlarining xaritalash ishlarini rejalashtirish uchun geomagnitik ogohlantirishlar va bashoratlardan foydalanadilar.[iqtibos kerak ]

Quvurlar quvurlari

Tez o'zgaruvchan geomagnit maydonlarni hosil qilishi mumkin geomagnitik ta'sir ko'rsatadigan oqimlar yilda quvurlar. Bu quvur muhandislari uchun bir nechta muammolarni keltirib chiqarishi mumkin. Quvurlar oqimi o'lchagichlari noto'g'ri oqim ma'lumotlarini va korroziya quvuri tezligini keskin oshirish mumkin.[37][38]

Odamlar uchun radiatsiya xavfi

Er atmosferasi va magnetosfera er sathida etarli darajada himoya qilishga imkon beradi, ammo kosmonavtlar o'limga olib kelishi mumkin radiatsion zaharlanish. Tirik hujayralarga yuqori energiyali zarralarning kirib borishi sabab bo'lishi mumkin xromosoma zarar, saraton va boshqa sog'liq muammolari. Katta dozalar darhol o'limga olib kelishi mumkin. Quyosh protonlar energiyasi 30 dan kattaMeV ayniqsa xavfli.[39]

Quyosh proton hodisalari bortida yuqori radiatsiya hosil qilishi mumkin samolyot balandlikda uchish. Ushbu xavflar oz bo'lsa-da, parvoz ekipajlari bir necha marotaba ta'sir qilishi mumkin va sun'iy yo'ldosh asboblari yordamida quyosh proton hodisalarini kuzatish ta'sirni nazorat qilish va baholash, natijada so'rilgan dozani pasaytirish uchun parvoz yo'llari va balandliklarini sozlash imkonini beradi.[40][41][42]

Hayvonlarga ta'siri

Olimlar hayvonlar ta'sir qiladimi yoki yo'qmi, hali ham o'rganmoqdalar, ba'zilari quyoshli bo'ronlarni keltirib chiqaradi plyajga kitlar o'zlari.[43][44] Ba'zilar, ko'chib yuradigan hayvonlar foydalanadi deb taxmin qilishdi magnetoreseptsiya parranda va asal asalari kabi navigatsiya ham ta'sir qilishi mumkin.[45]

Shuningdek qarang


Adabiyotlar

  1. ^ O'zaro hamkorlik mintaqalarini belgilash, O'zaro ta'sir o'tkazish mintaqalarini tartibga solish ISSI seminarining materiallari, 1998 yil 6-13 iyun, Bern, Shveytsariya, Springer (2000), Qattiq qopqoq, ISBN  978-0-7923-6080-3, Yumshoq qopqoq, ISBN  978-90-481-5367-1
  2. ^ a b "Olimlar shimoliy chiroqlarni har tomondan tekshirmoqda". CBC. 2005 yil 22 oktyabr.
  3. ^ a b "Yer magnit bo'ronidan qochadi". Yangi olim. 24 iyun 1989 yil.
  4. ^ a b Gonsales, V. D., J. A. Xoselin, Y. Kamide, X. V. Kroel, G. Rostoker, B. T. Tsurutani va V. M. Vasyliunas (1994), Geomagnitik bo'ron nima? ", J. Geofiz. Res., 99 (A4), 5771-5792.
  5. ^ [1] Sugiura, M. va T. Kamei, Ekvatorial Dst indekslari 1957-1986, IAGA Bulletin, 40, A. Berthelier va M. Menville tomonidan tahrirlangan, ISGI Publ. Yopiq., Aziz Maur-des-Fosses, Frantsiya, 1991 yil.
  6. ^ [2] Jahon geomagnetizm bo'yicha ma'lumotlar markazi, Kioto
  7. ^ Kander, L. R .; Mixaylovich, S. J. (1998-01-01). "Buyuk geomagnit bo'ronlar paytida ionosfera tuzilishini prognoz qilish". Geofizik tadqiqotlar jurnali: kosmik fizika. 103 (A1): 391-398. Bibcode:1998JGR ... 103..391C. doi:10.1029 / 97JA02418. ISSN  2156-2202.
  8. ^ S. Chapman; V. C. A. Ferraro (1930). "Magnit bo'ronlarning yangi nazariyasi". Tabiat. 129 (3169): 129–130. Bibcode:1930Natur.126..129C. doi:10.1038 / 126129a0.
  9. ^ V. C. A. Ferraro (1933). "Magnit bo'ronlarining yangi nazariyasi: muhim tadqiq". Rasadxona. 56: 253–259. Bibcode:1933 yil Obs .... 56..253F.
  10. ^ Rassel, Rendi (2010 yil 29 mart). "Geomagnitik bo'ronlar". Olamga Windows. Milliy Yer fanlari o'qituvchilari assotsiatsiyasi. Olingan 4 avgust 2013.
  11. ^ Tsurutani, B. T .; Gonsales, V. D.; Laxina, G. S .; Aleks, S. (2003). "1859 yil 1-2 sentyabr kunlari sodir bo'lgan haddan tashqari magnit bo'roni". J. Geofiz. Res. 108 (A7): 1268. Bibcode:2003JGRA..108.1268T. doi:10.1029 / 2002JA009504.
  12. ^ "Sun'iy bo'ron uchun sun'iy yo'ldosh infratuzilmasini yaratish". Ilmiy ish. Am. Arxivlandi asl nusxasi 2008-11-17 kunlari.
  13. ^ "Ekstremal kosmik ob-havo hodisalari". Milliy geofizik ma'lumotlar markazi.
  14. ^ Knipp, Delores J .; B. J. Freyzer; M. A. Shea; D. F. Smart (2018). "1972 yil 4-avgustda ultra tezkor koronali massa chiqarib tashlashning kichik ma'lum bo'lgan oqibatlari to'g'risida: faktlar, sharhlar va harakatga chaqirish". Kosmik ob-havo. 16 (11): 1635–1643. Bibcode:2018SpWea..16.1635K. doi:10.1029 / 2018SW002024.
  15. ^ Bolduc 2002 yil
  16. ^ "Geomagnitik bo'ronlar elektr tarmog'iga tahdid solishi mumkin". Kosmosdagi Yer. 9 (7): 9-11. Mart 1997. Arxivlangan asl nusxasi 2008-06-11.
  17. ^ Geomagnitik bo'ronlar paytida yuqori voltli elektr tarmog'ining buzilishi. Stauning, P., Ikkinchi Quyosh tsikli va kosmik ob-havo ma'lumotlari Euroconference, 2001 yil 24-29 sentyabr, Viko Equense, Italiya. Muharriri: Huguette Savaya-Lakoste. ESA SP-477, Noordwijk: ESA nashrlari bo'limi, ISBN  92-9092-749-6, 2002, p. 521-524
  18. ^ Vebber, V. R.; Makdonald, F. B.; Lokvud, J. A .; Heikkila, B. (2002). "2000 yil 14 iyuldagi" Bastiliya kuni "Quyoshdagi alangalanish hodisasining uzoq geliyosferadagi V1 va V2 da kuzatilgan> 70 MeV galaktik kosmik nurlariga ta'siri". Geofiz. Res. Lett. 29 (10): 1377–1380. Bibcode:2002 yilGeoRL..29.1377W. doi:10.1029 / 2002GL014729.
  19. ^ Tomson, N. R .; Rodjer, C. J .; Dovden, R. L. (2004). "Ionosfera quyoshning eng katta alangasini beradi". Geofiz. Res. Lett. 31 (6): L06803. Bibcode:2004 yilGeoRL..31.6803T. doi:10.1029 / 2003GL019345.
  20. ^ "Arxivlangan nusxa" (PDF). Arxivlandi asl nusxasi (PDF) 2011-07-28 da. Olingan 2011-05-17.CS1 maint: nom sifatida arxivlangan nusxa (havola) 2003 yilgi Halloween kosmik ob-havo bo'ronlari, NOAA texnik yodgorligi OAR SEC-88, kosmik atrof-muhit markazi, Boulder, Kolorado, 2004 yil iyun.
  21. ^ a b [3] Kuchli kosmik ob-havo hodisalari - Ijtimoiy va iqtisodiy ta'sirlarni tushunish - seminar hisoboti, Milliy akademiyalarning Milliy tadqiqot kengashi, National Academies Press, Vashington, D.C., 2008
  22. ^ [4] 'Geomagnetic Storms' CENTRA Technology, Inc. hisoboti (2011 yil 14 yanvar) Amerika Qo'shma Shtatlari Milliy Xavfsizlik Departamenti Xatarlarni boshqarish va tahlil qilish idorasi uchun tayyorlangan
  23. ^ Tuzoq, Robert S "Vektorli magnetometriyaning kosmosdagi tarixi". Kaliforniya universiteti. Arxivlandi asl nusxasi 2012-05-20. Olingan 2008-03-18.
  24. ^ Lassen, B (2013). "Chorvachilik mahsuloti elektr falajlangan dunyo uchun tayyorlanganmi?". J ilmiy ilmiy-tadqiqot. 93 (1): 2–4. doi:10.1002 / jsfa.5939. PMID  23111940.
  25. ^ a b "Planet mutanosibligining mukammal bo'roni". IEEE Spektri. 2012 yil fevral. Olingan 2012-02-13.
  26. ^ Natuurwetenschap & Techniek jurnali, 2009 yil iyun
  27. ^ Quyosh prognozi: Bo'ron oldinga Arxivlandi 2008-09-11 da Orqaga qaytish mashinasi
  28. ^ Metatech Corporation Study
  29. ^ Kuchli kosmik ob-havo hodisalari: ijtimoiy va iqtisodiy ta'sirlarni tushunish: seminar haqida hisobot. Vashington, DC: Milliy akademiyalar, 2008 yil Internet. 2011 yil 15-noyabr. 78, 105 va 106-betlar.
  30. ^ Federal Energiya Nazorat Komissiyasi oldida barqaror jamiyatlar uchun fondning guvohligi Federal Energiya Nazorat Komissiyasi oldida barqaror jamiyatlar uchun fondning guvohligi (PDF)
  31. ^ Geomagnitik buzilishlarning katta quvvat tizimiga ta'siri. Shimoliy Amerika elektr ishonchliligi korporatsiyasi, 2012 yil fevral. "Arxivlangan nusxa" (PDF). Arxivlandi asl nusxasi (PDF) 2015-09-08 da. Olingan 2013-01-19.CS1 maint: nom sifatida arxivlangan nusxa (havola)
  32. ^ Marcel Spit of Adviescentrum Bescherming Vitale Infrastructuur tomonidan eslatib o'tilgan Kijk jurnali 6/2017]
  33. ^ "AirSatOne - Geofizik Ogohlantirishlar Live Feed". Arxivlandi asl nusxasi 2012-12-17.
  34. ^ image.gsfc.nasa.gov Arxivlandi 2005-09-11 da Orqaga qaytish mashinasi
  35. ^ "Quyosh bo'ronlari Yerning navbatdagi Katrinasi bo'lishi mumkin". Olingan 2010-03-04.
  36. ^ Kuchli kosmik ob-havo hodisalari - ijtimoiy va iqtisodiy ta'sirlarni tushunish: seminar hisoboti. Vashington, DC: Milliy akademiyalar matbuoti. 2008 yil. ISBN  978-0-309-12769-1.
  37. ^ Gummow, R; Eng, P (2002). "Quvurlarning korroziyasiga va korroziyani boshqarish tizimlariga GIC ta'siri". Atmosfera va Quyosh-Yer fizikasi jurnali. 64 (16): 1755. Bibcode:2002 yil JASTP..64.1755G. doi:10.1016 / S1364-6826 (02) 00125-6.
  38. ^ Osella, A; Favetto, A; Lopes, E (1998). "Korroziya sababi sifatida ko'milgan quvurlarda geomagnitik bo'ronlar keltirib chiqaradigan oqimlar". Amaliy geofizika jurnali. 38 (3): 219. Bibcode:1998JAG .... 38..219O. doi:10.1016 / S0926-9851 (97) 00019-0.
  39. ^ Kengash, Milliy tadqiqotlar; Fanlar, muhandislik va fizika bo'limi; Kengash, kosmik tadqiqotlar; Ilovalar, fizika fanlari bo'yicha komissiya, matematika va; Tadqiqot, Quyosh va kosmik fizikasi qo'mitasi va Quyosh-yerdagi qo'mita (2000). Radiatsiya va Xalqaro kosmik stantsiya: Xavfni kamaytirish bo'yicha tavsiyalar. Milliy akademiyalar matbuoti. p. 9. ISBN  978-0-309-06885-7.
  40. ^ "Samolyot ekipajining kosmik nurlari ta'sirini baholash" (PDF).
  41. ^ Ionlashtiruvchi nurlanish manbalari va ta'siri, UNSCEAR 2008 yil
  42. ^ Fillips, Toni (2013 yil 25 oktyabr). "Kosmik ob-havoning aviatsiyaga ta'siri". Fan yangiliklari. NASA.
  43. ^ "Olim quyoshli bo'ronlar hayvonlarning plyajlarini keltirib chiqaradimi yoki yo'qligini o'rganmoqda.
  44. ^ McGrath, Matt (2017 yil 5-sentyabr). "Shimoliy chiroqlar kit torlariga bog'langan" - www.bbc.com orqali.
  45. ^ https://www.usnews.com/news/national-news/articles/2017-09-06/solar-storms-may-ignite-south-reaching-auroras-wednesday

Qo'shimcha o'qish

Tashqi havolalar

Elektr tarmoqlari bilan bog'liq havolalar: