Солнечная активность сегодня
Солнечная активность — комплекс явлений и процессов, связанных с образованием и распадом в солнечной атмосфере сильных магнитных полей.
Солнечные вспышки - это уникальные по своей мощности процессы выделения энергии (световой, тепловой и кинетической), в атмосфере Солнца. Вспышки так или иначе охватывают все слои солнечной атмосферы: фотосферу, хромосферу и корону Солнца. Их продолжительность часто не превышает нескольких минут, а количество энергии, высвобождаемой за это время, может достигать биллионов мегатон в тротиловом эквиваленте.
Солнечный ветер
Солнечный ветер - это поток ионизованных частиц, выбрасываемых из Солнца во всех направлениях со скоростью около 400 км в секунду. Источником солнечного ветра является солнечная корона. Температура короны Солнца настолько высока, что сила гравитации не способна удержать ее вещество вблизи поверхности, и часть этого вещества непрерывно убегает в межпланетное пространство.
Хотя мы понимаем общие причины, по которым возникает солнечный ветер, многие детали этого процесса все еще не ясны. В частности, в настоящее время до конца не известно, где именно корональный газ ускоряется до таких высоких скоростей. Не исключено, что этот вопрос тесно связан с проблемой нагрева солнечной короны.
Солнечный ветер не однороден. Его скорость является высокой (800 км/с) над корональными дырами и низкой (300 км/с) над стримерами. Эти потоки быстрого и медленного солнечного ветра взаимодействуют друг с другом и попеременного пересекаются Землей по мере того, как Солнце вращается. Такие резкие изменения в скорости солнечного ветра негативно воздействуют на магнитное поле Земли и могут производить магнитные бури в земной магнитосфере.
Корональные выбросы массы нарушают движение потоков солнечного ветра и вызывают магнитные бури, которые иногда приводят к катастрофическим результатам. По этой причине исследование корональных выбросов и разработка способов их раннего прогнозирования представляет большое значение. Большое число выбросов и эруптивных протуберанцев в последнее десятилетие было зарегистрировано космическим коронографом LASCO (The Large Angle and Spectrometric Coronagraph) на борту станции SOHO (Solar and Heliospheric Observatory. Наблюдения LASCO показали, что частота корональных выбросов массы зависит от солнечного цикла. Во время минимума активности происходит в среднем около одного выброса в неделю, тогда как во время максимума солнечного цикла происходило по 2-3 корональных выброса в день.
После начала солнечной вспышки излучение доходит до поверхности Земли в течение 8-10-минутного периода, после чего в сторону нашей планеты направляются мощно заряженные частицы. Далее в течение трехдневного срока облака плазмы достигают Земли. Своеобразная взрывная волна сталкивается с нашей планетой и вызывает магнитные бури. Длительность каждой вспышки обычно не превышает нескольких минут, однако этого времени и мощности выброса энергии вполне хватает для того чтобы оказать влияние на состояние Земли и самочувствие ее жителей.
Масштаб опасных геоэлектрических полей зависит от силы магнитных штормов и электропроводимости регионе. В марте 1989 года сильный магнитный шторм прервал работу канадской электростанции «Гидро-Квебек», оставив 6 млн человек без электричества на 9 часов. Хэллоуинский магнитный шторм в октябре 2003 года обесточил Шотландию и Швецию. Магнитный супершторм, равный по силе Кэррингтонскому событию 1859 года, может надолго погрузить во тьму города и даже страны.
Как сообщается в докладе НАСА, 23 июля 2012 года. Вспышка была самой сильной за последние 150 лет, скорость выброса солнечной плазмы составляла более 2000 км/с. Большая часть выбросов корональной массы прошла мимо нашей планеты, задев спутник STEREO-A, изучающий солнечную активность на гелиоцентрической орбите. Этот шторм был в 2 раза мощнее, чем геомагнитная буря, которая произошла 13–14 марта 1989 года.
Национальная академия наук США подсчитала, что последствием солнечной бури для глобальной экономики стал бы ущерб в более чем 2 трлн долларов, а для того, чтобы восстановить повреждения, понадобились бы годы. Из строя были бы выведены как средства коммуникации, начиная от GPS и спутников и заканчивая интернетом, так и многие системы, работающие при помощи электричества — те же системы водоснабжения, во многом базирующиеся на работе электронасосов.
Когда может произойти еще одна подобная солнечная буря, не знает никто. Ранее НАСА уже предупреждало, что солнечная буря может лишить человечество современных удобств и инфраструктуры, однако ее нельзя ни побороть, ни предугадать. В этом году американский физик Пит Райли в своей статье описывал расчеты, по которым вероятность возникновения и воздействия подобной бури на Землю в следующие 10 лет — 12 процентов.
Специалисты из Томского государственного университета (ТГУ) исследовали влияние геомагнитных бурь на мозг человека. Эксперименты показали, что возмущение земного магнитного поля под воздействием вспышек на Солнце может приводить к замедлению сенсомоторных реакций.
По словам ученых, такой эффект наблюдался при геомагнитной активности выше четырех баллов. Вероятно, этим отчасти можно объяснить статистику, согласно которой в периоды неспокойной геомагнитной обстановки чаще происходят ДТП, случаи производственного травматизма и техногенные аварии.
ШКАЛА СИЛЫ МАГНИТНЫХ БУРЬ
Магнитные бури уровня G5 (экстремально сильные бури)
Воздействие на энергетические системы:
возможны разрушения энергетических систем и повреждения трансформаторов
Воздействие на космические аппараты:
обширный поверхностный заряд, проблемы с ориентацией, связью и слежением за космическими кораблями
Воздействие на наземные системы:
токи через трубопроводы достигают сотен ампер, один или два дня невозможна высокочастотная связь во многих района, ухудшение точности спутниковых систем навигации, низкочастотная радио-навигация выходит из строя на несколько часов, полярные сияния видны вплоть до экватора.
Частота бурь:
от 4 до 6 бурь уровня G5 за 11-летний цикл активности Солнца (в среднем 1 буря за 2-3 года).
Соответствующее значение индекса Kp:
Kp = 9
Магнитные бури уровня G4 (очень сильные бури)
Воздействие на энергетические системы:
возможны проблемы со стабильностью напряжения, частичные разрушения энергетических систем и отключение защитных систем
Воздействие на космические аппараты:
поверхностный заряд и проблемы слежения и ориентации, необходима коррекция
Воздействие на наземные системы:
наведенные токи в трубопроводах требуют мер защиты, спорадическое прохождение ВЧ радиоволн, ухудшение спутниковой навигации на несколько часов, отказ низкочастотной радионавигации, и полярные сияния видны до тропиков
Частота бурь:
около 100 бурь уровня G4 за 11-летний цикл активности Солнца (в среднем 1 буря за 1.5-2 месяца; приблизительно 60 штормовых дней за 11 лет).
Соответствующее значение индекса Kp:
Kp = 8
Магнитные бури уровня G3 (сильные бури)
Воздействие на энергетические системы:
неoбходима коррекция напряжения, ложные срабатывания систем защиты и высокий "газ в масле" в масляных трансформаторах
Воздействие на космические аппараты:
поверхностный заряд на элементах космических аппаратов, увеличение сноса аппарата с орбиты, проблемы ориентации
Воздействие на наземные системы:
перерывы в спутниковой навигации и проблемы низкочастотной радионавигации, прерывания ВЧ радиосвязи, полярные сияния видны до средних широт.
Частота бурь:
около 200 бурь уровня G3 за 11-летний цикл активности Солнца (в среднем 1 буря каждые 2-3 недели; приблизительно 130 штормовых дней за 11 лет).
Соответствующее значение индекса Kp:
Kp = 7
Магнитные бури уровня G2 (умеренные бури)
Воздействие на энергетические системы:
воздействуют на энергетические системы, расположенные на высоких широтах
Воздействие на космические аппараты:
необходимы корректирующие действия с центров управления; отличия от прогнозируемого орбитального сноса космических аппаратов
Воздействие на наземные системы:
ухудшение распространения ВЧ радиоволн на высоких широтах, полярные сияния видны до широты 50 градусов
Частота бурь:
около 600 бурь уровня G2 за 11-летний цикл активности Солнца (в среднем 1 буря в неделю; приблизительно 360 штормовых дней за 11 лет).
Соответствующее значение индекса Kp:
Kp = 6
Магнитные бури уровня G1 (слабые бури)
Воздействие на энергетические системы:
слабые флуктуации в энергетических системах
Воздействие на космические аппараты:
небольшие влияния на системы управления космическими аппаратами
Воздействие на наземные системы:
полярные сияния видны на высоких широтах (до 60 градусов); влияние на начало миграций животных.
Частота бурь:
около 1700 бурь уровня G1 за 11-летний цикл активности Солнца (в среднем 1 буря за 2-3 дня; приблизительно 600 штормовых дней за 11 лет).
Соответствующее значение индекса Kp:
Kp = 5
