Редкое полярное сияние и его последствия: влияние геомагнитной бури на технику

Совпадение событий: полярное сияние на юге США и сбой GPS на Среднем Западе связаны с мощной геомагнитной бурей.

📅 17-08-2024, 19:37 👁️ 88

Фото: Ben Murphy

11 мая жители южных районов Соединенных Штатов наблюдали за уникальным и поражающим зрелищем — полярным сиянием, которое обычно можно увидеть только в северных широтах. Однако это удивительное событие не стало единственным за этот день. В те же выходные зафиксировали сбой в работе GPS у трактора, руководимого системой навигации.

Оказалось, что обоим событиям есть единая причина — геомагнитная буря, разразившаяся в тот день. Об этом сообщается в двух статьях, опубликованных в журнале Geophysical Research Letters, соавтором которых является Скотт Инглэнд из Политехнического университета Вирджинии.

Северное сияние обусловлено энергонасыщенными заряженными частицами, проникающими в верхние слои атмосферы, и на него влияют различные космические факторы, включая активность Солнца. Во время солнечных геомагнитных бурь в околоземном пространстве появляется значительно больше подобных частиц, что приводит к нарастанию проявлений северного сияния, а также к расширению зоны, в которой его можно наблюдать

- объясняет Инглэнд, доцент кафедры аэрокосмической и океанической инженерии имени Кевина Т. Крофтона.

Инглэнд и его команда мониторили явления в верхних слоях атмосферы 11 мая с помощью инструмента GOLD от NASA. Это событие стало самой мощной геомагнитной бурей за последние два десятилетия.

Исследователи отметили, что во время геомагнитной бури произошло значительное изменение в расположении и распространении частиц в верхних слоях атмосферы. Также фиксировались изменения в составе и температуре атмосферы.

Увеличение напряженности полярного сияния приводит к большему свечению, однако это также ведет к поступлению исчерпывающего количества энергии в атмосферу, делая ее более горячей и вызывая движение воздуха от полюсов к экватору

- добавляет Инглэнд

Ученые подчеркивают, что геомагнитные бури могут существенно повредить технику. Изменение в верхних слоях атмосферы может привести к сбоям в GPS и радиосвязи, а также негативно повлиять на навигационные и коммуникационные системы.

Геомагнитные бури могут также усиливать электрические токи, текущие вокруг планеты, что угрожает устройствам с длинными проводами. В последние годы были случаи, когда такие буря приводили к сбоям в электросетях из-за слишком большого тока. Во время самой крупной зарегистрированной геомагнитной бури, известной как события Кэррингтона в 1859 году, произошли возгорания телеграфных систем — тогдашней технологии

- предостерегает Инглэнд.

Исследователи предполагают, что если подобная буря произойдет сегодня, она может вызвать «интернет-апокалипсис», оставив множество людей и компаний без доступа к сети. Несмотря на то, что буря 11 мая не привела к серьезным сбоям, ожидается, что пик солнечного цикла произойдет в июле 2025 года, и только со временем можно будет оценить возможные последствия.

Одна из причин, по которой мы изучаем геомагнитные бури, заключается в попытке создать модели для предсказания их эффективных последствий. Основываясь на солнечном цикле, мы предполагаем, что условия, наблюдаемые в этом году, сохранятся приблизительно еще в течение двух лет.

- резюмирует Инглэнд.

Верхняя атмосфера Земли граничит с космосом и содержит орбитальные спутники и Международную космическую станцию. Она состоит из таких же частиц, как и нижние слои атмосферы, где мы живем и дышим.

Однако у нее есть и другая сторона — ионосфера, представимая как электрическое одеяло — сильно заряженное и постоянно колеблющееся. Заряженные частицы этой области делают её невероятно динамичной. Температура и состав верхней атмосферы и ионосферы подвержены изменениям как в течение суток, так и в разные сезоны.

Инглэнд сообщил, что частицы в атмосфере Земли находятся под воздействием множественных космических факторов, включая активность Солнца. Во время солнечных вспышек и геомагнитных бурь выброс радиации от Солнца изменяет состав и скорость частиц в атмосфере. Так почему же в последние месяцы по всему миру северное сияние стало видно в местах, где его ранее не наблюдали?

Количество солнечных пятен, вспышек и бурь изменяется с 11-летним циклом, который мы называем солнечным циклом. Общее число вспышек, которые мы фиксируем, постепенно растет на протяжении последних нескольких лет в преддверии пика солнечного цикла.

- заключил Инглэнд.

Исследователи заметили некоторые «вихревые узоры» и движение воздуха от полярного сияния, создающее огромные вихри, притягивающие воздух спирально, превышающим размеры урагана. Наблюдения включали в себя:

непредсказуемое движение заряженных частиц низкой энергии от экватора к полярному сиянию;
разделение заряженных частиц на две группы: низкоэнергетические и высокоэнергетические, последние из которых могут нанести вред людям на орбите и повредить технику;
изменения температур и давления, вероятно, ведущие к образованию наблюдаемых завихрений;
существенное изменение в распределении низкоэнергетических частиц, влияющих на GPS, спутники и электросети.

Эти данные вызывают множество вопросов, например, было ли во время прошлых геомагнитных бурь что-то действительно отличительное или у ученых просто появились новые инструменты для их анализа?