Авроры вызваны ударами по магнитному полю Земли — это опасно для инфраструктуры

Авроры, или северное сияние, на протяжении тысячелетий были источником мифов и предсказаний. Сейчас, когда современные технологии зависят от электричества, мы оценили их истинную силу.

Силы, вызывающие авроры, также вызывают токи, которые могут повредить инфраструктуру. Учёные выяснили, что угол падения межпланетных импульсов определяет силу токов. Это позволяет прогнозировать опасные импульсы и защищать важные объекты инфраструктуры.

Авроры и геомагнитно-индуцированные токи вызываются схожими факторами космической погоды, — пояснил ведущий автор статьи доктор Денни Оливейра из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда.

Аврора — это визуальное предупреждение, указывающее на то, что электрические токи в космосе могут генерировать геомагнитно-индуцированные токи на земле.

Авроральная область может значительно расширяться во время сильных геомагнитных бурь, — добавил он.

Обычно ее самая южная граница находится в районе 70 градусов, но во время экстремальных событий она может опускаться до 40 градусов или даже дальше, что, несомненно, произошло во время майской бури 2024 года — самой сильной за последние два десятилетия.

Свет, цвет, действие

Авроры возникают в результате двух процессов:

  1. Частицы, которые выбрасывает Солнце, достигают магнитного поля Земли и вызывают геомагнитную бурю.
  2. Межпланетные импульсы сжимают магнитное поле Земли и генерируют геомагнитно-индуцированные токи, которые могут повредить инфраструктуру с электричеством.

Чем мощнее межпланетные импульсы, тем сильнее авроры и токи. Но даже частые менее мощные импульсы могут нанести ущерб.

Пожалуй, самое сильное пагубное воздействие на энергетическую инфраструктуру произошло в марте 1989 года после сильной геомагнитной бури — система Hydro-Quebec в Канаде была отключена почти на девять часов, в результате чего миллионы людей остались без электричества, — говорит Оливейра.

Но более слабые и частые события, такие как межпланетные импульсы, могут представлять угрозу для наземных проводников с течением времени. Наша работа показывает, что значительные геоэлектрические токи возникают довольно часто после импульсов, и они заслуживают внимания.

Импульсы, которые ударяют Землю прямо в лоб, вызывают более сильные геомагнитные токи.

Учёные исследовали влияние импульсов под разными углами и в разное время суток на геомагнитные токи. Для этого они взяли базу данных межпланетных импульсов и сверили её с показаниями геомагнитно-индуцированных токов из газопровода в финском городе Мянцяля.

Для расчёта свойств этих толчков использовались данные о межпланетном магнитном поле и солнечном ветре. Ударные волны были разделены на три группы: сильно наклонные, умеренно наклонные и почти фронтальные.

Угол воздействия

Более мощные импульсы вызывают большие геомагнитно-индуцированные токи как сразу после импульса, так и во время последующей суббури. Особенно высокие пики наблюдались около полуночи, когда северный полюс находится между Солнцем и Мянтсяля. В это же время локальные суббури становятся причиной яркого аврорального сияния.

Умеренные течения возникают вскоре после воздействия возмущения, когда Мянцяля находится около сумерек по местному времени, а более интенсивные — около полуночи по местному времени, — говорит Оливейра.

Поскольку углы этих импульсов можно предсказать за два часа до столкновения, эта информация может позволить нам установить защиту для электросетей и других уязвимых объектов инфраструктуры до того, как произойдут самые сильные и лобовые удары.

Одна вещь, которую могли бы сделать операторы энергетической инфраструктуры, чтобы обезопасить свое оборудование, — это управление несколькими конкретными электрическими цепями, когда выдается предупреждение об ударе, — предлагает Оливейра.

Это позволило бы избежать геомагнитно-индуцированных токов, сокращающих срок службы оборудования.

Учёные не нашли зависимости между углом удара и временем, которое требуется для удара с последующим возникновением тока. Вероятно, это связано с недостатком данных: нужно больше записей токов в разных широтах.

Данные о течениях были собраны только в определенном месте, а именно в системе газопроводов Мянцяля, — предупреждает Оливейра.

Хотя Мянцяля находится в критическом месте, это не позволяет получить картину всего мира. Кроме того, в данных по Мянцяля отсутствует несколько дней за исследуемый период, что вынудило нас отбросить многие события в нашей базе данных по импульсам. Было бы неплохо, если бы мировые энергетические компании предоставляли свои данные ученым для исследований.

Результаты опубликованы в издании Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

10.07.2024


Подписаться в Telegram



Энергия

JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа

Фотокаталитическое выделение водорода из ...

Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов

Учёные Института физики Казанского федеральног...

IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей

Исследователи из Национальной лаборатории...

Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%

Группа исследователей впервые продемонстрирова...

JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года
JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года

Ветряная электростанция, проработав менее двух...

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент

Не зря авиакомпании не разрешают сда...

Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы

Согласно результатам нового исследования, пров...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое
Advanced Materials: Гидрогелевое средство контрацепции сможет лечить эндометриоз
Advanced Materials: Гидрогелевое средство контрацепции сможет лечить эндометриоз
Nature Physics: Новый коллайдер стал ближе с технологией маршалинга мюонов
Nature Physics: Новый коллайдер стал ближе с технологией маршалинга мюонов

Новости компаний, релизы

Московский вуз готовит профессионалов для защиты учебных заведений
Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Московский Политех и ведущие российские компании запускают 79 практико-ориентированных образовательных программ
Студенты Университета МИСИС выиграли 2.8 млн рублей в хакатоне «Лидеры цифровой трансформации»
U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред