Geomagnetické podmínky k indexu. Předpověď magnetických bouří na slunci online
V profesionálním slangu se jedna z odrůd geomagnetických projevů nazývá magnetické bouře. Povaha tohoto jevu úzce souvisí s aktivní interakcí magnetické sféry Země s proudy slunečního větru. Podle statistik asi 68% populace naší planety cítí vliv těchto proudů, které čas od času vstupují na Zemi. Proto odborníci doporučují, aby lidé, kteří jsou obzvláště citliví na změny v atmosféře, předem věděli, kdy lze očekávat magnetické bouře, předpověď na měsíc je vždy vidět na našich webových stránkách.
Magnetické bouře: co jsou zač?
Jednoduše řečeno, jedná se o reakci zeměkoule na vzplanutí, které se vyskytují na povrchu Slunce. Ve výsledku dochází k oscilacím, po kterých jsou Slunce vhozeny do atmosféry miliardy nabitých částic. Sluneční vítr je zvedá a unáší je velkou rychlostí. Tyto částice se mohou dostat na povrch Země během několika dní. Naše planeta má jedinečné elektromagnetické pole, které má ochrannou funkci. Mikročástice, které se v okamžiku přiblížení k Zemi nacházejí kolmo na její povrch, jsou však schopné proniknout i do hlubokých vrstev světa. V důsledku tohoto procesu dochází k reakci zemského magnetického pole, které během krátké doby mnohokrát mění své vlastnosti. Tento jev se běžně nazývá magnetická bouře.
Co je to závislost na počasí? Pokud se cítíte dobře bez zjevného důvodu, nespěchejte k lékařům, počkejte hodinu nebo dvě. Možná jste se stali rukojmím magnetické bouře způsobené prudkou změnou počasí. Chcete-li to ověřit, prostudujte si předpověď magnetické bouře po dobu 3 dnů. Mezi změny počasí patří rozdíl v atmosférickém tlaku, teplotě a vlhkosti, jakož i pozadí geomagnetického záření. Pokud jde o atmosférický tlak, je to hlavní faktor ve vývoji meteorologické závislosti. Ti, kteří nijak zvlášť nereagují na změny počasí, se nazývají meteostabilní. To znamená, že u těchto „šťastných“ nedochází k vážným poruchám v práci vnitřních orgánů a systémů. Jejich tělo je ve vynikajícím tvaru a snadno se přizpůsobuje prudkým změnám atmosféry. Určité morbidní reakce těla tedy závisí na meteorologických ukazatelích.
Pozornost! Máte příležitost zjistit, zda jsou dnes magnetické bouře předvídány online. K tomu použijte plán, který vám umožní sledovat online indikátory počasí indikující bezprostřední nástup geomagnetické bouře.
Předpověď magnetických bouří na dnes a zítra: online monitorování
- 0 - 1 bod - není magnetická bouře.
- 2 -3 body - slabá magnetická bouře, nemá vliv na pohodu.
- 4 - 5 bodů - střední magnetická bouře, možná mírná indispozice.
- 6-7 bodů - silná magnetická bouře, meteorologičtí lidé by se měli starat o své zdraví.
- 8 - 9 bodů - velmi silná magnetická bouře: pravděpodobné bolesti hlavy, nevolnost, zvýšený krevní tlak.
- 10 bodů - extrémní magnetická bouře: nejlépe strávit den doma, řízení je nebezpečné.
Vliv magnetických bouří na pohodu
Mezi nejčastější reakce na změny počasí patří bolesti hlavy a zvýšená srdeční frekvence. Tyto projevy mohou být doprovázeny příznaky, jako jsou:
- zvýšený krevní tlak;
- závrať;
- slabost v celém těle;
- třes končetin;
- nespavost;
- snížená aktivita;
- zvýšená únava.
Lidé mohou cítit přístup geomagnetické bouře za několik dní. Výsledná malátnost se kromě uvedených příznaků vysvětluje také skutečností, že během bouře krev zhoustne. To narušuje normální výměnu kyslíku v těle. Z tohoto důvodu ztráta síly, zvonění v uších a závratě.
Proč je pro meteorologické lidi důležité sledovat předpověď magnetických bouří? Lidé, kteří jsou citliví na počasí, lékaři důrazně doporučují, aby si zítra prostudovali plán magnetických bouří. Ideální volbou by samozřejmě bylo sledování předpovědi několik týdnů předem, protože náhlé změny meteorologických parametrů mají přímý dopad na funkčnost těla. Zvýšení krevního tlaku je považováno za nejnebezpečnější reakci na magnetické bouře. Koneckonců, tento stav může způsobit krvácení do mozku. Ti, kteří netrpí vážnými nemocemi, by si neměli dělat starosti. Riziková skupina zahrnuje lidi s patologiemi srdce, cév a orgánů dýchacího systému.
Jak zabránit vzniku „povětrnostního“ onemocnění? Prevence malátnosti z magnetických bouří je velmi důležitá. V předvečer meteorologických "překvapení", abyste se vyhnuli projevům meteosensitivity nebo je alespoň oslabili, musíte užívat vhodné léky.
Jak oslabit účinek magnetických bouří na tělo? Na tyto otázky by měl odpovědět váš lékař, který je obeznámen s charakteristikami vašeho těla. Důležité! Po domluvě lék odborník musí vzít v úvahu a klinický obrazstejně jako dynamika vašich chronických onemocnění. Neužívejte žádné léky, které mohou vést k významným změnám ve fungování těla, bez lékařského předpisu specializovaného lékaře.
Předpověď a monitorování magnetických bouří na měsíc
Úroveň geomagnetické bouře
Níže uvedený graf ukazuje index geomagnetického rušení. Tento index určuje úroveň magnetických bouří.
Čím větší je, tím silnější je rozhořčení. Časový plán se aktualizuje automaticky každých 15 minut. Uvedený čas je Moskva
Stav magnetického pole v závislosti na indexu Kp
K str< 2 — спокойное;
K p \u003d 2, 3 - mírně narušený;
K p \u003d 4 - rozhořčený;
K p \u003d 5, 6 - magnetická bouře;
K p \u003d 7, 8 - silná magnetická bouře;
K p \u003d 9 - velmi silná geomagnetická bouře.
Magnetická bouře je narušení magnetického pole naší planety. Tento přírodní jev obvykle trvá několik hodin až jeden den nebo více.
Kde je nyní vidět polární záře?
Můžete se podívat na polární světla online.
Na obrázku níže můžete pozorovat emise radiačních toků naším Sluncem během vzplanutí. Zvláštní předpověď magnetických bouří. Země je označena žlutou tečkou a čas a datum jsou uvedeny v levém horním rohu.
Stav sluneční atmosféry
Poskytnuto níže stručné informace o stavu sluneční atmosféry, zemské magnetosféře, stejně jako třídenní předpověď magnetické aktivity pro Moskvu a Petrohrad.
Povrch Slunce byl zachycen mezi 14. a 30. říjnem 2014. Video ukazuje skupinu slunečních skvrn AR 2192, největší za poslední dva sluneční cykly (22 let).
Pravděpodobně jste věnovali pozornost všem druhům bannerů a celých stránek na amatérských rádiových stránkách obsahujících různé indexy a ukazatele aktuální sluneční a geomagnetické aktivity. Zde jsou to, co potřebujeme k posouzení podmínek pro průchod rádiových vln v blízké budoucnosti. Přes veškerou rozmanitost zdrojů dat jsou jedním z nejpopulárnějších bannery poskytované Paulem Herrmanem (N0NBH) a jsou zcela zdarma.
Na svých webových stránkách si můžete vybrat kterýkoli z 21 dostupných bannerů, které mají být umístěny na místo, které vám vyhovuje, nebo použít zdroje, na kterých jsou tyto bannery již nainstalovány. Celkově mohou zobrazit až 24 parametrů v závislosti na tvarovém faktoru banneru. Níže je uveden souhrn každého z parametrů banneru. Označení stejných parametrů se může u různých bannerů lišit, proto je v některých případech uvedeno několik možností.
Parametry sluneční aktivity
Indexy sluneční aktivity odrážejí úroveň elektromagnetického záření a intenzitu toku částic ze Slunce.
Intenzita slunečního toku (SFI)
SFI je míra intenzity záření na frekvenci 2 800 MHz generované Sluncem. Tato hodnota přímo neovlivňuje přenos rádiových vln, ale její hodnota je měřitelná mnohem snáze a dobře koreluje s úrovněmi slunečního ultrafialového a rentgenového záření.
Číslo sluneční skvrny (SN)
SN není jen počet slunečních skvrn. Hodnota této hodnoty závisí na počtu a velikosti skvrn, jakož i na povaze jejich umístění na povrchu Slunce. Rozsah hodnot SN je od 0 do 250. Čím vyšší je hodnota SN, tím vyšší je intenzita ultrafialového a rentgenového záření, což zvyšuje ionizaci zemské atmosféry a vede k tvorbě vrstev D, E a F. Se zvyšováním úrovně ionizace ionosféry se zvyšuje také maximální použitelná frekvence (MUF). Zvýšení hodnot SFI a SN tedy naznačuje zvýšení stupně ionizace ve vrstvách E a F, což má zase pozitivní vliv na podmínky pro průchod rádiových vln.
Intenzita rentgenového záření (rentgen)
Hodnota tohoto indikátoru závisí na intenzitě rentgenového záření dopadajícího na Zemi. Hodnota parametru se skládá ze dvou částí - písmene, které odráží třídu radiační aktivity, a čísla, které označuje radiační výkon v jednotkách W / m2. Stupeň ionizace vrstvy D ionosféry závisí na intenzitě rentgenového záření. Typicky během dne vrstva D absorbuje rádiové signály v nízkofrekvenčních vysokofrekvenčních pásmech (1,8–5 MHz) a významně zeslabuje signály ve frekvenčním rozsahu 7–10 MHz. Se zvyšováním intenzity rentgenového záření se vrstva D rozšiřuje a v extrémních situacích může absorbovat rádiové signály téměř v celém rozsahu vysokofrekvenčního záření, což omezuje rádiovou komunikaci a někdy vede k téměř úplnému rádiovému tichu, které může trvat několik hodin.
Tato hodnota odráží relativní intenzitu veškerého slunečního záření v ultrafialovém rozsahu (vlnová délka 304 angstromů). Ultrafialové záření má významný vliv na úroveň ionizace ionosférické vrstvy F. Hodnota 304A koreluje s hodnotou SFI, proto její zvýšení vede ke zlepšení podmínek pro průchod rádiových vln odrazem od F vrstvy.
Meziplanetární magnetické pole (Bz)
Index Bz odráží sílu a směr meziplanetárního magnetického pole. Kladná hodnota Tento parametr znamená, že směr meziplanetárního magnetického pole se shoduje se směrem magnetického pole Země a záporná hodnota znamená oslabení magnetického pole Země a snížení jeho stínících účinků, což zase zvyšuje účinek nabitých částic na zemskou atmosféru.
Sluneční vítr (SW)
JZ je rychlost nabitých částic (km / h), které dosáhly zemského povrchu. Hodnota indexu se může pohybovat od 0 do 2000. Typická hodnota je přibližně 400. Čím vyšší je rychlost částic, tím větší tlak ionosféra zažívá. Při hodnotách SW přesahujících 500 km / h může sluneční vítr narušit magnetické pole Země, což nakonec povede ke zničení ionosférické vrstvy F, ke snížení ionizační úrovně ionosféry a ke zhoršení podmínek průchodu v pásmech HF.
Tok protonů (Ptn Flx / PF)
PF je hustota protonů v magnetickém poli Země. Obvyklá hodnota nepřesahuje 10. Protony, které vstoupily do interakce s magnetickým polem Země, se pohybují po jejích liniích ve směru pólů a mění hustotu ionosféry v těchto zónách. Při hodnotách hustoty protonů nad 10 000 se zvyšuje útlum rádiových signálů procházejících polárními zónami Země a při hodnotách nad 100 000 je možná úplná absence rádiové komunikace.
Elektronový tok (Elc Flx / EF)
Tento parametr odráží intenzitu toku elektronů uvnitř magnetického pole Země. Ionosférický účinek interakce elektronů s magnetickým polem je podobný toku protonů po aurorálních drahách při hodnotách EF přesahujících 1000.
Sig Noise Lvl
Tato hodnota v jednotkách metru S označuje hladinu hluku generovaného interakcí slunečního větru s magnetickým polem Země.
Parametry geomagnetické aktivity
Existují dva aspekty, ve kterých jsou geomagnetické informace důležité pro hodnocení rádiového šíření. Na jedné straně je se zvýšením narušení magnetického pole Země zničena ionosférická vrstva F, což negativně ovlivňuje průchod krátkých vln. Na druhé straně vznikají podmínky pro aurorální pasáž na VKV.
Indexy A a K (A-Ind / K-Ind)
Stav magnetického pole Země je charakterizován indexy A a K. Zvýšení hodnoty indexu K naznačuje jeho rostoucí nestabilitu. Hodnoty K nad 4 indikují přítomnost magnetické bouře. Index A se používá jako základní hodnota k určení dynamiky změn hodnot indexu K.
Aurora / Aur zákon
Hodnota tohoto parametru je derivací energetické úrovně sluneční energie, měřené v gigawattech, která dosáhne polárních oblastí Země. Parametr může nabývat hodnot v rozmezí od 1 do 10. Čím vyšší je úroveň sluneční energie, tím silnější je ionizace F vrstvy ionosféry. Čím vyšší je hodnota tohoto parametru, tím nižší je zeměpisná šířka hranice aurorální čepice a tím vyšší je pravděpodobnost výskytu aurorální. Při vysokých hodnotách parametru je možné provádět dálkovou rádiovou komunikaci na VHF, ale současně lze částečně nebo úplně blokovat polární trasy na vysokofrekvenčních frekvencích.
Zeměpisná šířka (Aur Lat)
Maximální zeměpisná šířka, na které je možný polární průchod.
Maximální použitelná frekvence (MUF)
Hodnota maximální použitelné frekvence měřená na určené meteorologické observatoři (nebo na observatořích podle typu banneru) v daném časovém okamžiku (UTC).
Útlum cesty Země-Měsíc-Země (EME Deg)
Tento parametr charakterizuje útlum rádiového signálu odraženého od měsíčního povrchu v dráze Země-Měsíc-Země v decibelech a může nabývat následujících hodnot: Velmi špatný (\u003e 5,5 dB), Špatný (\u003e 4 dB), Spravedlivý (\u003e 2,5 dB), Dobrý (\u003e 1,5 dB), vynikající (
Pole Geomag
Tento parametr charakterizuje aktuální geomagnetickou situaci na základě hodnoty indexu K. Jeho měřítko je obvykle rozděleno do 9 úrovní od neaktivní po extrémní bouři. U hodnot Major, Severe a Extreme Storm se průchod na pásmech HF zhoršuje, dokud nejsou zcela uzavřeny, a zvyšuje se pravděpodobnost aurorálního průchodu.
Při absenci programu si můžete sami udělat dobrý odhad prognózy. Je zřejmé, že velké hodnoty indexu sluneční tok - je to dobré. Obecně lze říci, že čím intenzivnější bude tok, tím lepší budou podmínky přenosu ve vysokofrekvenčních vysokofrekvenčních pásmech, včetně pásma 6 m. Je však třeba mít na paměti také hodnoty toku z předchozích dnů. Udržování velkých hodnot po několik dní zajistí vyšší stupeň ionizace vrstvy F2 ionosféry. Hodnoty větší než 150 obvykle zaručí dobrý vysokofrekvenční přenos. Vysoká úroveň geomagnetické aktivity má také nepříznivý vedlejší účinek, který významně snižuje MUF. Čím vyšší je úroveň geomagnetické aktivity podle indexů Ap a Kp, tím nižší je MUF. Skutečné hodnoty MUF závisí nejen na síle magnetické bouře, ale také na jejím trvání.
Informátor magnetické bouře zobrazuje průměrné předpokládané hodnoty globálního geomagnetického indexu ( Cr-index) Země, na základě geofyzikálních údajů z dvanácti observatoří na světě.
Cr-index - charakterizuje geomagnetické pole v globálním měřítku.
Na různých částech zemského povrchu se Cr index liší v rozmezí 1–2 jednotek. Celá řada Cr-indexu je od 1 do 9 jednotek. Na různých kontinentech se index může lišit o jednu nebo dvě jednotky (+/-), s celým rozsahem - od nuly do devíti.
Informátor předpovídá magnetické bouře na 3 dny, osm hodnot denně, každé 3 hodiny dne.
Zelená je bezpečná úroveň geomagnetické aktivity.
Červená barva - magnetická bouře (Cr-index\u003e 5).
Čím vyšší je červená svislá čára, tím silnější je magnetická bouře.
Úroveň, od které je pravděpodobný znatelný vliv na zdraví lidí citlivých na meteosenzitivitu (Cr-index\u003e 6), je označena vodorovnou červenou čarou.
Jsou akceptovány následující Cr-indexy:
Následující indexy magnetického pole jsou relativně zdravé: Cr \u003d 0-1 - tiché geomagnetické nastavení; Cr \u003d 1-2 - geomagnetická instalace od tiché po slabě narušenou; Cr \u003d 3-4 - od mírně rozrušeného po rozrušený. Následující indexy magnetického pole jsou zdravotně nepříznivé: Cr \u003d 5-6 - magnetická bouře; Cr \u003d 7-8 - velká magnetická bouře; Cr \u003d 9 - maximální možná hodnota
Na základě materiálů z www.meteofox.ru
VLIV KOSMOFYZICKÝCH FAKTORŮ NA BIOSFÉRU.
Je provedena analýza faktů potvrzujících vliv Slunce i elektromagnetických polí přírodního a umělého původu na živé organismy. Vycházejí předpoklady o zdrojích a mechanismu lidské reakce na magnetické bouře, povaze „biologicky účinných frekvenčních oken“ a citlivosti na elektromagnetická pole různých genezí. Diskutuje se o sociálně-historickém aspektu dopadu vesmírného počasí na lidi.
Celý text článku je na této adrese
PŘÍRODA MÁ TAKÉ VESMÍRNÍ POČASÍ
Kandidát na fyzikální a matematické vědy A. PETRUKOVICH, doktor fyzikálních a matematických věd L. ZELENY
Space Research Institute.
Ve 20. století pozemská civilizace nepostřehnutelně překročila velmi důležitý milník ve svém vývoji. Technosféra - pole lidské činnosti - se rozšířila daleko za hranice přirozeného prostředí - biosféry. Tato expanze je jak prostorová - díky průzkumu vesmíru, tak kvalitativní - díky aktivnímu využívání nových druhů energie a elektromagnetických vln. Ale pro mimozemšťany, kteří se na nás dívají ze vzdálené hvězdy, zůstává Země pouhým zrnkem písku v oceánu plazmy, který vyplňuje sluneční soustavu a celý vesmír, a naše vývojová fáze může být spíše srovnávána s prvními kroky dítěte než s dosažením dospělosti. Nový svět, který se lidstvu otevřel, není o nic méně složitý a stejně jako na Zemi není vždy přátelský. Při jeho zvládání docházelo ke ztrátám a chybám, ale postupně se učíme rozpoznávat nová nebezpečí a překonávat je. A těchto nebezpečí je mnoho. Jedná se o záření pozadí v horních vrstvách atmosféry a ztrátu komunikace se satelity, letadly a pozemními stanicemi a dokonce o katastrofické nehody na komunikačních vedeních a vedeních přenosu energie, ke kterým dochází během silných magnetických bouří.
Slunce je naše všechno
Slunce je skutečně středem našeho světa. Po miliardy let drží planety kolem a zahřívá je. Země si je vědoma změn sluneční aktivity, které se v současné době projevují hlavně v podobě 11letých cyklů. Během výbuchů aktivity, které se stávají častějšími v maximech cyklu, se v sluneční koróně rodí intenzivní toky rentgenových paprsků a energicky nabité částice - sluneční kosmické paprsky a do meziplanetárního prostoru se vyvrhují obrovské množství plazmy a magnetického pole (magnetické mraky). Přestože magnetosféra a atmosféra Země docela spolehlivě chrání vše živé před přímým vystavením slunečním částicím a záření, mnoho tvorů lidských rukou, například rádiová elektronika, letecká a kosmická technologie, komunikační a elektrické vedení, potrubí, se ukazuje jako velmi citlivé na elektromagnetické a korpuskulární jevy pocházející z vesmír blízký Zemi.
Pojďme se nyní seznámit s nejdůležitějšími projevy sluneční a geomagnetické aktivity, často nazývanými „vesmírné počasí“.
Nebezpečně! Záření!
Snad jedním z nejvýraznějších projevů nepřátelství vesmíru vůči člověku a jeho výtvorům, kromě samozřejmě téměř úplného vakua podle pozemských standardů, je záření - elektrony, protony a těžší jádra, zrychlené na ohromnou rychlost a schopné ničit organické a anorganické molekuly. Škody, které záření působí na živé bytosti, jsou dobře známy, ale dostatečně velká dávka záření (tj. Množství energie absorbované látkou a způsobené její fyzikální a chemickou destrukcí) může také deaktivovat radioelektronické systémy. Elektronika také trpí „jednorázovými poruchami“, kdy částice obzvláště vysoké energie, pronikající hluboko do elektronického mikroobvodu, mění elektrický stav svých prvků, srazí paměťové buňky a způsobí falešné poplachy. Čím složitější a modernější je mikroobvod, tím menší je velikost každého prvku a tím větší je pravděpodobnost selhání, které může vést k poruše nebo dokonce k zastavení procesoru. Tato situace je ve svých důsledcích podobná náhlému zamrznutí počítače uprostřed psaní, pouze s tím rozdílem, že satelitní zařízení je obecně navrženo pro automatický provoz. Chcete-li chybu opravit, musíte počkat na další komunikaci se Zemí za předpokladu, že se satelit dokáže spojit.
První stopy záření kosmického původu na Zemi objevil rakouský Victor Hess již v roce 1912. Později, v roce 1936, za tento objev dostal Nobelova cena... Atmosféra nás účinně chrání před kosmickým zářením: jen velmi málo takzvaných galaktických kosmických paprsků s energiemi nad několik gigaelektronvoltů, narozených mimo sluneční soustavu, dosáhne zemského povrchu. Proto se studium energetických částic mimo zemskou atmosféru okamžitě stalo jedním z hlavních vědeckých úkolů vesmírného věku. První experiment k měření jejich energie uskutečnila skupina sovětského vědce Sergeje Vernova v roce 1957. Realita předčila všechna očekávání - zařízení se dostala z rozsahu. O rok později si vedoucí podobného amerického experimentu James Van Allen uvědomil, že se nejedná o poruchu zařízení, ale o nejsilnější proudy nabitých částic, které nepatří ke galaktickým paprskům. Energie těchto částic není dostatečně velká, aby dosáhly povrchu Země, ale ve vesmíru je tento „nedostatek“ více než kompenzován jejich počtem. Ukázalo se, že hlavním zdrojem záření v blízkosti Země byly vysokoenergetické nabité částice „žijící“ ve vnitřní magnetosféře Země, v takzvaných radiačních pásech.
Je známo, že téměř dipólové magnetické pole vnitřní magnetosféry Země vytváří speciální zóny „magnetických lahví“, ve kterých mohou být po dlouhou dobu „zachycovány“ nabité částice a točí se kolem silových linií. V tomto případě se částice periodicky odrážejí od konců silové čáry blízké Zemi (kde se zvyšuje magnetické pole) a pomalu se pohybují kolem Země v kruhu. V nejsilnějším pásmu vnitřního záření jsou protony s energiemi až stovkami megaelektronvoltů dobře uzavřeny. Dávky záření, které lze během letu obdržet, jsou tak velké, že pouze satelity vědeckého výzkumu riskují, že si je udrží po dlouhou dobu. Kosmická loď s posádkou se skrývá na nižších drahách a většina komunikačních satelitů a navigačních kosmických lodí je na drahách nad tímto pásem. Vnitřní pás je v bodech odrazu nejblíže Zemi. Vzhledem k přítomnosti magnetických anomálií (odchylky geomagnetického pole od ideálního dipólu) v místech, kde je pole oslabeno (nad tzv. Brazilskou anomálií), dosahují částice výšky 200-300 kilometrů a v těch, kde je zesilováno (nad východosibiřskou anomálií) ), - 600 kilometrů. Pás nad rovníkem je 1500 kilometrů od Země. Samotný vnitřní pás je docela stabilní, ale během magnetických bouří, když geomagnetické pole oslabuje, jeho podmíněná hranice klesá ještě blíže k Zemi. Při plánování letů kosmonautů a astronautů pracujících na oběžných drahách s nadmořskou výškou 300-400 kilometrů je proto třeba vzít v úvahu polohu pásu a stupeň sluneční a geomagnetické aktivity.
Energetické elektrony jsou nejúčinněji uzavřeny ve vnějším radiačním pásu. „Populace“ tohoto pásu je velmi nestabilní a během magnetických bouří se zvyšuje v důsledku vstřikování plazmy z vnější magnetosféry. Bohužel právě po vnějším obvodu tohoto pásu prochází geostacionární oběžná dráha, což je nepostradatelné pro umístění komunikačních satelitů: satelit na něm nehybně „visí“ nad jedním bodem zeměkoule (jeho výška je asi 42 tisíc kilometrů). Jelikož dávka záření vytvářená elektrony není tak velká, dostává se do popředí problém elektrizujících satelitů. Jde o to, že jakýkoli předmět ponořený do plazmy musí být s ním v elektrické rovnováze. Proto absorbuje určitý počet elektronů a získává záporný náboj a odpovídající „plovoucí“ potenciál, přibližně rovný teplotě elektronů, vyjádřený ve voltech elektronů. Mraky horkých (až stovek kiloelektronových voltů) elektronů, které se objevují během magnetických bouří, dávají satelitům další a nerovnoměrně rozložený záporný náboj kvůli rozdílu v elektrických vlastnostech povrchových prvků. Potenciální rozdíly mezi sousedními částmi satelitů mohou dosáhnout desítek kilovoltů, což vyvolává spontánní elektrické výboje, které deaktivují elektrická zařízení. Nejznámějším důsledkem tohoto jevu bylo zhroucení amerického satelitu TELSTAR během jedné z magnetických bouří z roku 1997, které ponechalo významnou část území USA bez komunikace pageru. Vzhledem k tomu, že geostacionární satelity jsou obvykle konstruovány na 10–15 let provozu a stojí stovky milionů dolarů, je výzkum elektrifikace povrchů ve vesmíru a způsoby jejich řešení obvykle obchodním tajemstvím.
Dalším důležitým a nejstabilnějším zdrojem kosmického záření jsou sluneční kosmické paprsky. Protony a alfa částice, zrychlené na desítky a stovky megaelektronvoltů, naplní sluneční soustavu jen krátce po sluneční erupci, ale díky intenzitě částic se stávají hlavním zdrojem radiačního nebezpečí ve vnější magnetosféře, kde je geomagnetické pole stále příliš slabé na to, aby chránilo satelity. Na pozadí jiných stabilnějších zdrojů záření jsou sluneční částice také „odpovědné“ za krátkodobé zhoršení radiační situace ve vnitřní magnetosféře, a to i v nadmořských výškách používaných pro lety s posádkou.
Energetické částice pronikají nejhlubší do magnetosféry v cirkumpolárních oblastech, protože částice se zde mohou po většinu své dráhy volně pohybovat po siločarách, které jsou téměř kolmé k povrchu Země. Rovníkové oblasti jsou více chráněny: tam geomagnetické pole, téměř rovnoběžné se zemským povrchem, mění trajektorii částic na spirálu a vede je stranou. Proto jsou letové trasy procházející ve vysokých zeměpisných šířkách mnohem nebezpečnější z hlediska radiačního poškození než ty nízké. Tato hrozba se netýká pouze kosmických lodí, ale také letectví. V nadmořských výškách 9–11 kilometrů, kudy prochází většina leteckých cest, je obecné pozadí kosmického záření již tak velké, že by roční dávka přijímaná posádkami, vybavením a častými letci měla být kontrolována podle pravidel stanovených pro činnosti s radiačním rizikem. Nadzvuková osobní letadla „Concorde“, stoupající do ještě větších výšek, mají na palubě počitače záření a musí létat, odchýlit se na jih od nejkratší severní letové trasy mezi Evropou a Amerikou, pokud současná úroveň radiace překročí bezpečnou hodnotu. Avšak po nejsilnějších slunečních erupcích může být dávka přijatá i během jednoho letu v běžném letadle větší než dávka stovky fluorografických vyšetření, což nás nutí vážně uvažovat o otázce úplného zastavení letů v takové době. Naštěstí jsou výbuchy sluneční aktivity této úrovně zaznamenány méně často než jednou za sluneční cyklus - 11 let.
Vzrušená ionosféra
Ve spodním patře elektrického solárního zemského okruhu je ionosféra - nejhustší plazmatická skořápka Země, doslova jako houba, která absorbuje sluneční záření i srážení energetických částic z magnetosféry. Po slunečních erupcích se ionosféra, absorbující sluneční rentgenové záření, zahřívá a bobtná, takže hustota plazmy a neutrálního plynu ve výšce několika stovek kilometrů roste, což vytváří významný dodatečný aerodynamický odpor vůči pohybu satelitů a kosmických lodí s posádkou. Zanedbání tohoto efektu může vést k „neočekávanému“ zpomalení satelitu a ke ztrátě letové výšky. Snad nejznámějším případem takové chyby byl pád americké stanice Skylab, který byl „zmeškán“ po největší sluneční erupci v roce 1972. Naštěstí při sestupu z oběžné dráhy stanice Mir bylo Slunce klidné, což usnadnilo práci ruské balistiky.
Pravděpodobně nejdůležitějším účinkem pro většinu obyvatel Země je však vliv ionosféry na stav rádiového vzduchu. Plazma nejúčinněji absorbuje rádiové vlny pouze v blízkosti určité rezonanční frekvence, která závisí na hustotě nabitých částic a pro ionosféru se rovná přibližně 5–10 megahertzům. Rádiové vlny s nižší frekvencí se odrážejí od hranic ionosféry a procházejí přes ni vlny s vyšší frekvencí a stupeň zkreslení rádiového signálu závisí na vzdálenosti vlnové frekvence od rezonanční. Klidná ionosféra má stabilní vrstvenou strukturu, která umožňuje v důsledku vícenásobných odrazů přijímat rádiový signál krátkého rozsahu vlnových délek (s frekvencí pod rezonanční frekvencí) po celé planetě. Rádiové vlny s frekvencemi nad 10 megahertzů volně procházejí ionosférou do otevřeného prostoru. Proto lze rozhlasové stanice VHF a FM slyšet pouze v blízkosti vysílače a na frekvencích stovek a tisíc megahertzů komunikují s kosmickými loděmi.
Během slunečních erupcí a magnetických bouří se počet nabitých částic v ionosféře zvyšuje, a tak nerovnoměrně, že se vytvářejí shluky plazmy a „extra“ vrstvy. To vede k nepředvídatelnému odrazu, absorpci, zkreslení a lomu rádiových vln. Nestabilní magnetosféra a ionosféra navíc generují samotné rádiové vlny a hlukem naplňují širokou škálu frekvencí. V praxi se velikost přirozeného radiového telefonu stává srovnatelnou s úrovní umělého signálu, což vytváří značné potíže při provozu pozemních a vesmírných komunikačních a navigačních systémů. Rádiová komunikace i mezi sousedními body se může stát nemožnou, ale místo toho můžete náhodně slyšet nějakou africkou rozhlasovou stanici a na obrazovce radaru vidět falešné cíle (které se často mýlí s „létajícími talíři“). V cirkumpolárních oblastech a zónách aurorálního oválu je ionosféra spojena s nejdynamičtějšími oblastmi magnetosféry, a proto je nejcitlivější na rušení vycházející ze Slunce. Magnetické bouře ve vysokých zeměpisných šířkách mohou téměř úplně blokovat rádiový vzduch na několik dní. Současně přirozeně zmrazuje také mnoho dalších oblastí činnosti, například letecký provoz. Proto se všechny služby, které aktivně využívají rádiové komunikace, staly jedním z prvních skutečných spotřebitelů informací o vesmírném počasí v polovině 20. století.
Aktuální proudy ve vesmíru a na Zemi
Fanoušci knih o polárních cestovatelech slyšeli nejen o rádiových přerušeních, ale také o efektu „šíleného šípu“: během magnetických bouří se citlivá jehla kompasu začne točit jako šílenec a neúspěšně se snaží sledovat všechny změny ve směru geomagnetického pole. Variace pole jsou vytvářeny tryskami ionosférických proudů se silou milionů ampér - elektrojetů, které vznikají v polárních a aurorálních zeměpisných šířkách při změnách v obvodu magnetosférického proudu. Magnetické variace zase podle známého zákona elektromagnetické indukce generují sekundární elektrické proudy ve vodivých vrstvách zemské litosféry, ve slané vodě a v blízkých umělých vodičích. Rozdíl indukovaného potenciálu je malý a je asi několik voltů na kilometr (maximální hodnota byla zaznamenána v roce 1940 v Norsku a byla asi 50 V / km), ale u dlouhých vodičů s nízkým odporem - komunikační a elektrické vedení, potrubí, železniční kolejnice - plná síla indukovaných proudů může dosáhnout desítek a stovek ampér.
Před tímto vlivem jsou nejméně chráněna nadzemní komunikační vedení nízkého napětí. Významné rušení, ke kterému došlo během magnetických bouří, bylo skutečně zaznamenáno již na prvních telegrafních linkách postavených v Evropě v první polovině 19. století. Zprávy o těchto interferencích lze pravděpodobně považovat za první historický důkaz naší závislosti na vesmírném počasí. V současné době rozšířené komunikační linky z optických vláken jsou na takový vliv necitlivé, ale v ruském vnitrozemí se brzy neobjeví. Geomagnetická aktivita by měla také způsobit značné problémy pro automatizaci železnic, zejména v polárních oblastech. A v potrubích ropovodů, které se často táhnou mnoho tisíc kilometrů, mohou indukované proudy výrazně urychlit proces koroze kovů.
V elektrických vedeních pracujících na střídavý proud s frekvencí 50-60 Hz vytvářejí indukované proudy měnící se s frekvencí menší než 1 Hz pouze malý konstantní přídavek k hlavnímu signálu a měly by mít malý vliv na celkový výkon. Po nehodě, která se stala během nejsilnější magnetické bouře v roce 1989 v kanadské energetické síti a polovinu Kanady nechala několik hodin bez elektřiny, bylo nutné tento úhel pohledu znovu zvážit. Příčinou nehody byly transformátory. Pečlivý výzkum ukázal, že i malé přidání stejnosměrného proudu může poškodit střídavý transformátor. Faktem je, že konstantní složka proudu zavádí transformátor do neoptimálního provozního režimu s nadměrnou magnetickou saturací jádra. To vede k nadměrné absorpci energie, přehřátí vinutí a nakonec k poruše celého systému. Následná analýza provozuschopnosti všech elektráren v Severní Americe také odhalila statistický vztah mezi počtem poruch ve vysoce rizikových oblastech a úrovní geomagnetické aktivity.
Prostor a člověk
Všechny výše popsané projevy vesmírného počasí lze podmíněně charakterizovat jako technické a fyzikální základy jejich vlivu jsou obecně známé - jedná se o přímý účinek toků nabitých částic a elektromagnetických variací. Nelze však nezmínit další aspekty vztahů slunce a země, jejichž fyzikální podstata není zcela jasná, konkrétně vliv sluneční variability na klima a biosféru.
Rozdíly v celkovém toku slunečního záření i během silných erupcí jsou menší než jedna tisícina sluneční konstanty, to znamená, zdá se, že jsou příliš malé na to, aby přímo změnily tepelnou bilanci zemské atmosféry. Přesto existuje řada nepřímých důkazů citovaných v knihách A. L. Chizhevského a dalších vědců, které svědčí o realitě slunečního vlivu na klima a počasí. Například byla zaznamenána výrazná cyklickost různých variací počasí s obdobím blízkým 11- a 22letým obdobím sluneční aktivity. Tato periodicita se odráží v objektech živé přírody - je to patrné změnou tloušťky letokruhů.
V současné době jsou předpovědi vlivu geomagnetické aktivity na stav lidského zdraví široce (možná i nadměrně široké). Názor na závislost blahobytu lidí na magnetických bouřích je v povědomí veřejnosti již pevně zakořeněný a potvrzují jej dokonce i některé statistické studie: například počet lidí hospitalizovaných sanitkami a počet exacerbací kardiovaskulárních onemocnění se po magnetické bouři jednoznačně zvyšuje. Z hlediska akademické vědy však stále není dostatek důkazů. Lidské tělo navíc postrádá jakýkoli orgán nebo typ buňky, který tvrdí, že je dostatečně citlivým přijímačem geomagnetických variací. Jako alternativní mechanismus účinku magnetických bouří na živý organismus jsou často považovány infrazvukové vibrace - zvukové vlny s frekvencemi menšími než jeden hertz, blízké přirozené frekvenci mnoha vnitřních orgánů. Infrazvuk, případně emitovaný aktivní ionosférou, může rezonančně ovlivnit lidský kardiovaskulární systém. Zbývá jen poznamenat, že otázky závislosti kosmického počasí a biosféry stále čekají na jejich pozorného badatele a doposud zůstávají snad nejzajímavější částí vědy o vztazích solární a pozemské.
Obecně lze dopad vesmírného počasí na náš život pravděpodobně považovat za významný, nikoli však katastrofický. Zemská magnetosféra a ionosféra nás dobře chrání před kosmickými hrozbami. V tomto smyslu by bylo zajímavé analyzovat historii sluneční aktivity a pokusit se pochopit, co nás může v budoucnu čekat. Zaprvé, v současné době existuje tendence ke zvýšení vlivu sluneční aktivity spojené s oslabením našeho štítu - magnetického pole Země - o více než 10 procent za poslední půlstoletí a se současným zdvojnásobením magnetického toku Slunce, který slouží jako hlavní prostředník při přenosu sluneční aktivity.
Zadruhé, analýza sluneční aktivity za celé období pozorování slunečních skvrn (od počátku 17. století) ukazuje, že sluneční cyklus, v průměru 11 let, ne vždy existoval. Ve druhé polovině 17. století, během takzvaného Maunderova minima, nebyly po několik desetiletí pozorovány prakticky žádné sluneční skvrny, což nepřímo naznačuje minimum geomagnetické aktivity. Je však těžké označit toto období za ideální pro život: shodovalo se s takzvanou Malou dobou ledovou - léty neobvykle chladného počasí v Evropě. Ať už je tato náhoda náhodná nebo ne, moderní věda není jistá.
V dřívější historii byly také období abnormálně vysoké sluneční aktivity. Takže v některých letech prvního tisíciletí našeho letopočtu byly v jižní Evropě neustále pozorovány polární záře, což naznačovalo časté magnetické bouře, a Slunce vypadalo zamračené, pravděpodobně kvůli přítomnosti obrovské sluneční skvrny nebo koronální díry na jejím povrchu - další objekt způsobující zvýšenou geomagnetická aktivita. Kdyby dnes začalo takové období nepřetržité sluneční aktivity, komunikace a doprava a s nimi i celá světová ekonomika by byly v katastrofální situaci.
* * *
Vesmírné počasí postupně zaujímá v našem vědomí své oprávněné místo. Stejně jako v případě běžného počasí chceme vědět, co nás čeká ve vzdálené budoucnosti a v příštích dnech. Pro studium Slunce, magnetosféry a ionosféry Země byla nasazena síť slunečních observatoří a geofyzikálních stanic a celá vesmírná flotila výzkumných satelitů se vznáší v prostoru blízkém Zemi. Na základě jejich pozorování nás vědci varují před slunečními erupcemi a magnetickými bouřemi.
Literatura Kippenhan R. 100 miliard sluncí: Zrození, život a smrt hvězd. - M., 1990. Kulikov K. A., Sidorenko N. S. Planet Earth. - M., 1972. Miroshnichenko LI Slunce a kosmické paprsky. - M., 1970. Parker E. N. Sluneční vítr // Astronomie neviditelného. - M., 1967.
Na základě materiálů časopisu „Science and Life“
Pravidelné denní variace magnetického pole jsou vytvářeny hlavně změnami proudů v zemské ionosféře v důsledku změn ionosférického osvětlení Sluncem během dne. Nepravidelné variace magnetického pole jsou vytvářeny účinkem toku sluneční plazmy (slunečního větru) na magnetosféru Země, změnami uvnitř magnetosféry a interakcí magnetosféry a ionosféry.
Sluneční vítr je proud ionizovaných částic vycházejících ze sluneční koróny rychlostí 300–1200 km / s (rychlost slunečního větru poblíž Země asi 400 km / s) do okolního prostoru. Sluneční vítr deformuje magnetosféry planet, vyvolává polární záře a radiační pásy planet. K zesílení slunečního větru dochází během slunečních erupcí.
Silné sluneční erupce je doprovázeno emisemi velkého počtu zrychlených částic - slunečních kosmických paprsků. Nejenergetičtější z nich (108–109 eV) začnou přicházet na Zemi 10 minut po vzplanutí maxima.
Zvýšený tok slunečních kosmických paprsků v blízkosti Země lze pozorovat několik desítek hodin. Invaze slunečních kosmických paprsků do ionosféry polárních šířek způsobuje další ionizaci a v důsledku toho zhoršení rádiové komunikace při krátkých vlnách.
Světlice generuje silnou rázovou vlnu a vrhá oblak plazmy do meziplanetárního prostoru. Pohybující se rychlostí přes 100 km / s se rázová vlna a plazmový mrak dostanou na Zemi za 1,5-2 dny, což způsobí náhlé změny v magnetickém poli, tj. magnetická bouře, zvýšená polární světla, ionosférické poruchy.
Existují důkazy, že ke znatelné restrukturalizaci troposférického barického pole dochází 2–4 dny po magnetické bouři. To vede ke zvýšení nestability atmosféry, narušení povahy cirkulace vzduchu (zejména se zvyšuje cyklonogeneze).
Indexy geomagnetické aktivity
Indexy geomagnetické aktivity jsou určeny k popisu variací v magnetickém poli Země způsobených nepravidelnými příčinami.
K indexy
K. index je tříhodinový kvazi-logaritmický index. K je odchylka magnetického pole Země od normy v tříhodinovém intervalu. Index zavedl J. Bartels v roce 1938 a představuje hodnoty od 0 do 9 pro každý tříhodinový interval (0-3, 3-6, 6-9 atd.) Světového času. K-index se zvyšuje o jednu, protože narušení se přibližně zdvojnásobí.
Kp index je 3hodinový planetární index zavedený v Německu na základě K indexu. Kp se vypočítá jako průměr K indexů stanovených na 16 geomagnetických observatořích nacházejících se mezi 44 a 60 stupni severní a jižní geomagnetické šířky. Jeho rozsah je také 0 až 9.
A indexy
Rejstřík - denní index geomagnetické aktivity, získaný jako průměr z osmi tříhodinových hodnot, se měří v jednotkách síly magnetického pole nTl - nanoteslas a charakterizuje variabilitu magnetického pole Země v daném bodě ve vesmíru.
Nedávno se místo indexu Kp často používá index Ap. Ap index se měří v nanotelasách.
Ap - planetární index získaný na základě zprůměrovaných údajů o indexech A přijatých od stanic po celém světě. Jelikož se magnetické poruchy projevují různými způsoby na různých místech planety, má každá observatoř svou vlastní tabulku poměrů a výpočty indexů, postavenou tak, aby různé observatoře v průměru poskytovaly po dlouhou dobu stejné indexy.
Kvalitativně stav magnetického pole v závislosti na indexu Kp
Kp Kp \u003d 2, 3 - mírně narušeno;
Kp \u003d 4 - rozhořčený;
Kp \u003d 5, 6 - magnetická bouře;
Kp\u003e \u003d 7 - silná magnetická bouře.
Za moskevskou observatoř:
| Variace magnetického pole [nT] | 5-10 | 10-20 | 20-40 | 40-70 | 70-120 | 120-200 | 200-330 | 330-500 | >550 | |
| K-index | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
