Магнитные бури

Материал из RaWiki
Перейти к: навигация, поиск

Геомагни́́тная бу́ря (магнитная буря) — возмущение геомагнитного поля длительностью от нескольких часов до нескольких суток, вызванное поступлением в окрестности Земли возмущённых высокоскоростных потоков солнечного ветра и связанной с ними ударной волны.

Содержание

5 апреля 2010 года.

На Земле завершился крупнейший магнитный шторм последних лет, наблюдавшийся с короткими перерывами в течение трех последних суток: с 5 по 7 апреля 2010 года. Пик геомагнитных возмущений пришелся на 5 апреля, когда индекс Kp, по которому измеряют силу бурь в земной магнитосфере, достиг рекордного с октября 2008 года уровня — G3 (третий уровень по пятибалльной шкале NOAA). После того, как шторм, бушевавший в течение 9 часов (с 13 до 21 часа по московскому времени), спал, казалось, что Земля полностью вышла из области возмущений. Тем не менее, после очень короткого перерыва нашу планету накрыла вторая волна возмущений. В течение 6 апреля были последовательно зарегистрированы сразу три новых магнитных бури: с 4 до 10 утра по московскому времени — буря уровня G2 продолжительностью 6 часов; с 13 до 16 часов — буря уровня G1 продолжительностью 3 часа; с 19 часов 6 апреля до часа ночи 7 апреля — буря уровня G1 продолжительностью 6 часов. Магнитное поле было возмущено и большую часть дня 7 апреля, а последние признаки бури исчезли только утром 8 апреля 2010 года (около 7 часов утра по московскому времени).

Ситуации, когда магнитное поле Земли выходит из состояния равновесия на столь продолжительный период (а с 5 по 7 апреля земная магнитосфера находилась в возмущенном состоянии непрерывно в течение 48 часов), являются крайне редкими. Последний раз событие большей продолжительности наблюдалось только в 2005 году с 10 по 13 сентября 2005 года, причем произошло оно на фоне экстремальных по силе солнечных вспышек, вызвавших, в частности, отключения высокочастотной радиосвязи в Северной и Южной Америке. Буря 5-7 апреля 2010 года произошла, напротив, на фоне абсолютно спокойного Солнца, вопреки всем прогнозам геомагнитной активности. В качестве ее разумных физических причин можно назвать слабую, хотя и довольно продолжительную, солнечную вспышку, произошедшую за 2 дня до бури, 3 апреля 2010 года, а также корональную дыру, наблюдавшуюся некоторое время назад в северном полушарии Солнца. Оба этих события, впрочем, являются настолько обыденными, что просто невозможно поверить, что именно они смогли спровоцировать самый продолжительный магнитный шторм на нашей планете последних пяти лет.

Разобраться в причинах произошедшего события теперь предстоит специалистам. Не исключено, впрочем, что это так и останется одной из загадок нового цикла солнечной активности.

kp_20100407.png

Невиданные вспышки на Солнце.

Агентство NASA совместно с Национальной академией наук США осуществило расчеты по гипотетическому сценарию бомбардировки Земли зарядом плазмы и опубликовало доклад «Угрозы космической погоды: социальные и экономические последствия». Вывод ученых наимрачнейший: рост солнечной активности грозит Земле глобальной катастрофой. Буквально выражаясь, концом света. В самом прямом смысле: его - света - не будет на всей планете. Причиной станут геомагнитные бури невиданной силы, вызванные колоссальными вспышками на Солнце - так называемыми корональными выбросами.

"Последствия внезапного солнечного шторма сравнимы с ядерной войной или падением гигантского астероида на Землю", - говорит профессор Дэниель Бейкер, эксперт по космической погоде из Колорадского университета и глава комитета NASA, ответственного за подготовку доклада.

Заряд плазмы, извергнутый нашей звездой, парализует все электрические сети и все то, что работает от электричества. Электромагнитная катастрофа разразится на Земле без всякого предупреждения, планета окажется неподготовленной к такому бедствию. Колоссальные вспышки на Солнце - так называемые корональные выбросы приведут к геомагнитным бурям невиданной силы и глобальной катастрофе.

Сигнал тревоги со спутника, наблюдающего за Солнцем, поступит в Хьюстон, в центр космических исследований. В распоряжении у человечества окажется всего несколько минут, полагают ученые, но любые усилия будут бесполезными.

Вначале люди смогут наблюдать сияние, подобное полярному, но во много раз более яркое. Затем из строя выйдут все энергосистемы, трансформаторы. Самые уязвимые элементы - трансформаторы. Они быстро перегреются и расплавятся. По оценкам экспертов, только в США через 90 секунд после удара сгорят 300 ключевых трансформаторов. И без электроэнергии останутся более 130 миллионов человек, прогнозируют специалисты.

Солнце 2.png

Никто не погибнет, и последствия солнечной атаки проявятся не сразу. Но престанет поступать питьевая вода, отключатся бензоколонки, перестанут функционировать нефте- и газопроводы. Автономные энергосистемы в больницах проработают три дня, затем остановятся. Выйдут из строя системы охлаждения и хранения продуктов. В итоге, подсчитали специалисты, в течение года умрут миллионы людей из-за косвенных последствий паралича экономики.

Кстати, подобная магнитная буря произошла в 1859 году. Но тогда промышленность только начала развиваться, и поэтому мир не понес больших потерь. Сейчас человечество более уязвимо. Достаточно вспомнить последствия одной из более слабых бурь: в 1989 году скромный по масштабам солнечный шторм погрузил во тьму канадскую провинцию Квебек, 6 млн человек оставались без электричества в течение 9 часов.

Заряд плазмы может привести к самым худшим последствиям. Но почему же на восстановление уйдет так много лет? Эксперты NASA говорят, что все дело в трансформаторах: их нельзя отремонтировать, их можно только заменить, а при этом заводы, на которых они производятся, будут парализованы. Поэтому процесс восстановления будет очень медленным.

Что же касается вероятности, что такая электромагнитная буря пронесется по Земле, то статистически она возможна, и вопрос не в том, случится она или нет, а только в том, когда случится.

В самом ли деле Солнце, до которого аж 150 миллионов километров, способно столь сильно навредить человечеству?

"Если произойдет событие, аналогичное тому, что случилось осенью 1859 года, то мы его можем и не пережить", - говорит Джеймс Грин, один из директоров НАСА и специалист по магнитосфере.

Тогда - 150 лет назад - молодой английский астроном Ричард Каррингтон заметил, что светило покрылось необычно крупными пятнами - их группа была хорошо видна даже без оптических приборов. И вдруг поверх пятен вспыхнули два ослепительных шара, которые быстро росли. Они были столь яркими, что затмевали блеск Солнца. Примерно через пять минут шары исчезли.

Через 17 часов ночь над Америкой стала днем - было так светло от зеленых и малиновых сполохов сияния. Казалось, что города охвачены огнем. Зарево над своими головами наблюдали даже жители Кубы, Ямайки, Гавайских островов, никогда прежде ничего подобного не видевшие. Имевшиеся тогда магнитометры зашкалило. Телеграф вырубился. Из аппаратов сыпались искры, жаля телеграфистов и поджигая бумагу.

Эту магнитную бурю назвали Каррингтонским событием - по имени астронома. Она была самой сильной в обозримом прошлом. Ее повторения и опасаются ученые.

Вспышки на Солнце происходят из-за перемешивания газов. Иногда светило выстреливает их в пространство. От поверхности отрываются десятки миллиардов тонн раскаленной плазмы. Эти циклопические сгустки несутся к Земле со скоростью в миллионы километров в час. Еще и ускоряясь по ходу. Удар принимает на себя магнитное поле планеты.

Внезапные изменения в электромагнитном поле Земли наводят сильный постоянный ток. Он-то и способен буквально сжечь электрические сети, не рассчитанные на подобные нагрузки.

"Есть еще одна опасность, - говорит Дэниель Бейкер, - так называемые веерные отключения. Энергетические сети на континентах взаимосвязаны. И потеря даже какого-нибудь одного узла повлечет за собой каскад аварий. К примеру, в 2006 году банальное отключение одной из ЛЭП в Германии вызвало серию повреждений трансформаторных подстанций по всей Европе. Во Франции пять миллионов человек сидели без света два часа".

Специалисты НАСА прогнозируют солнечный шторм, аналогичный Каррингтонскому, на осень 2012 года, когда активность светила достигнет максимума. И уповают на сигнал тревоги. А его, как следует из доклада, способен подать всего один аппарат, который сейчас расположен между Солнцем и Землей. Да и тот уж скоро сломается - летает с 1997 года. Но даже если он протянет еще три года, то после «штормового предупреждения» у землян останется от 15 до 45 минут на подготовку.

"Тогда - 150 лет назад - человечеству просто повезло, потому что оно не достигло высокого технологического уровня, - говорит Джеймс Грин. - Сейчас, случись подобное, на восстановление разрушенной мировой инфраструктуры уйдет не меньше десяти лет. И триллионы долларов".

"Ричард Каррингтон в 1859 году увидел так называемые белые вспышки впервые за всю историю наблюдений за Солнцем, - говорит директор астрономической обсерватории Иркутского государственного университета, старший научный сотрудник Института солнечно-земной физики СО РАН, кандидат физико-математических наук Сергей Язев. - С тех пор они появлялись неоднократно - по 3 - 4 раза за солнечный цикл. Но не каждая наносила удар по магнитосфере Земли. Иными словами, от повторения Каррингтонского события не следует ждать глобальной катастрофы со стопроцентной вероятностью".

По мнению ученого, сомнительна и дата конца света - особенно столь точная. Эксперты НАСА связывают ее с пиком очередного солнечного цикла. А он - новый - еще и не начался. Поскольку предыдущий не кончился. Те же эксперты предрекали его завершение в 2006 году. Уж 2010-й на дворе, а цикл все продолжается: Солнце спокойно и незапятнанно, держится на минимуме своей активности.

И вот 18 апреля 2009 года грозное предупреждение ученых, похоже, начало сбываться. В этот день рентгеновская обсерватория ТЕСИС с российского спутника «Коронас-Фотон» зафиксировала крупнейший за последний год выброс вещества из солнечной атмосферы. В длину протуберанец достигает более 600 тыс. км, что в 50 раз превышает диаметр Земли.

Гигантский протуберанец отделился от Солнца и направился в межпланетное пространство со скоростью несколько сотен километров в секунду. Как утверждают российские ученые, скорее всего вещество не сможет преодолеть силу притяжения Солнца и упадет обратно.

«Даже если протуберанец сможет преодолеть силы притяжения нашей звезды, он практически не имеет шансов встретиться с Землей, — успокаивают ученые. — Межпланетные линии магнитного поля, выходящие из этой области Солнца, проходят мимо нашей планеты. Зато при текущей конфигурации планет и поля, эти линии упираются в Марс. Это значит, что именно на поверхности этой планеты может через несколько дней закончить свою жизнь обнаруженный сегодня объект».

Российский спутник «Коронас-Фотон» был выведен на орбиту 30 января 2009 года. Общее руководство проектом осуществляет Институт астрофизики МИФИ. Он является третьим в ряду спутников «Коронас» (от «Комплексные орбитальные околоземные наблюдения активности Солнца»). Первый из них, «Коронас-И», был запущен в 1994 году и проработал на орбите до 2001 года. Тогда же, в 2001 году, был запущен следующий спутник, «Коронас-Ф», который закончил работу в декабре 2005 года.

Геомагнитные вариации.

Изменение магнитного поля Земли во времени под действием различных факторов называются геомагнитными вариациями. Разность между наблюдаемой величиной напряженности магнитного поля и средним ее значением за какой-либо длительный промежуток времени, например, месяц или год, называется геомагнитной вариацией. Согласно наблюдениям, геомагнитные вариации непрерывно изменяются во времени, причем такие изменения часто носят периодический характер.

Cуточные вариации.

Cуточные вариации геомагнитного поля возникают регулярно в основном за счет токов в ионосфере Земли, вызванных изменениями освещенности земной ионосферы Солнцем в течение суток.

Нерегулярные вариации.

Нерегулярные вариации магнитного поля возникают вследствие воздействия потока солнечной плазмы (солнечного ветра) на магнитосферу Земли, а так же изменений внутри магнитосферы и взаимодействия магнитосферы с ионосферой.

27-дневные вариации.

27-дневные вариации существуют как тенденция к повторению увеличения геомагнитной активности через каждые 27 дней, соответствующих периоду вращения Солнца относительно земного наблюдателя. Эта закономерность связана с существованием долгоживущих активных областей на Солнце, наблюдаемых в течении нескольких оборотов Солнца. Эта закономерность проявляется в виде 27-дневной повторяемости магнитной активности и магнитных бурь.

Сезонные вариации.

Сезонные вариации магнитной активности уверенно выявляются на основании среднемесячных данных о магнитной активности, полученных путем обработки наблюдений за несколько лет. Их амплитуда увеличивается с ростом общей магнитной активности. Найдено, что сезонные вариации магнитной активности имеют два максимума, соответствующие периодам равноденствий, и два минимума, соответствующие периодам солнцестояний. Причиной этих вариаций является образование активных областей на Солнце, которые группируются в зонах от 10 до 30° северной и южной гелиографических широт. Поэтому в периоды равноденствий, когда плоскости земного и солнечного экваторов совпадают, Земля наиболее подвержена действию активных областей на Солнце.

11-летние вариации.

Наиболее ярко связь между солнечной активностью и магнитной активностью проявляется при сопоставлении длинных рядов наблюдений, кратных 11 летним периодам солнечной активности. Наиболее известной мерой солнечной активности является число солнечных пятен. Найдено, что в годы максимального количества солнечных пятен магнитная активность также достигает наибольшей величины, однако возрастание магнитной активности несколько запаздывает по отношению к росту солнечной, так что в среднем это запаздывание составляет один год.

Влияние магнитных бурь на здоровье человека.

Прохождение венеры.jpg

Достоверно известно, что магнитные бури влияют на здоровье человека.

"Резко изменяющиеся при магнитных бурях магнитное поле Земли и метеопараметры приводят к уменьшению количества эритроцитов и снижению гемоглобина, возрастает вязкость крови. В результате происходят сбои сердечного ритма, изменяется кровяное давление, появляются головные боли, бессонница, человек становится раздражительным и т.д. В итоге может наступить нарушение всех отлаженных в организме связей даже у здорового организма. Наиболее опасен для человека 2-3-дневный период после начала магнитной бури."

"как перед землетрясением, так особенно во время последнего разражаются магнитные бури и резкие колебания напряжённости электрического поля"

"почти всем большим землетрясениям предшествуют, приблизительно за 30 часов, магнитные бури"

"наблюдается ухудшение состояния больных, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, повышается артериальное давление, ухудшается коронарное кровообращение. Магнитные бури вызывают в организме человека, страдающего заболеваниями сердечно-сосудистой системы"

"оказывают неблагоприятное влияние на больных, страдающих заболеваниями органов дыхания. Под действием магнитных бурь изменяются биоритмы"

"наблюдается ухудшение состояния людей, страдающих психическими заболеваниями"

"наибольшая заболеваемость раком"

"Чем дальше на Север, тем интенсивнее возмущенность магнитного поля во время магнитных бурь"

Личные инструменты