ЧТО ТАКОЕ «КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА»
Марченко Г.
Наука, которая изучает влияние неблагоприятных факторов космического происхождения, как на технические системы, так и на человека, а также занимается их прогнозированием, получила название космической погоды.
Первые свидетельства влияния космических факторов на технику были зафиксированы 17 ноября 1848 г. В это время телеграфный аппарат, находящийся во Флоренции, вдруг заработал, несмотря на то, что был отключён от всех источников питания. Это произошло во время невероятно мощного полярного сияния.
Уже в наше время полярное сияние, вернее, магнитная буря, которая его вызывает, привела к крупной аварии на гидроэлектростанции в канадской провинции Квебек 13 марта 1989 г. Из-за индукционных токов в сетях электропередач, вызванных геомагнитной бурей, загорелся и вышел из строя силовой трансформатор. В результате вся провинция оказалась без электричества более чем на 9 часов.
Начало исследованиям влияния солнечной активности на биосферу и человека положили А. Л. Чижевский и другие авторы в начале XX века. На большом статистическом материале они показали, что существует зависимость между количеством пятен на Солнце и целым рядом явлений в биосфере. Например, такими, как мощность различных эпидемий и рождаемость, время зацветания растений и скорость роста древесины, размножение насекомых и рыб.
Солнечные вспышки
Основной источник неблагоприятных факторов космического происхождения – наше Солнце. Когда на нем появляется большое количество пятен – это признак его высокой активности. Но солнечные пятна являются только аккумулятором энергии для взрывных процессов. Своё влияние на Землю и биосферу Солнце осуществляет благодаря рентгеновскому излучению солнечных вспышек, солнечным космическим лучам и геомагнитным бурям.
Развитие событий происходит примерно следующим образом. Когда магнитная энергия, накопленная в солнечных пятнах, вырывается наружу – происходит вспышка (рис. 1). При этом выделяется большое количество энергии в рентгеновском диапазоне. Поток рентгеновского излучения от мощных солнечных вспышек может превышать спокойный уровень излучения всего Солнца в тысячи раз. Это вызывает ионизацию верхних слоёв земной атмосферы, что при очень мощных событиях приводит к прекращению связи в ВЧ-диапазоне и потере НЧ-навигационных радиосигналов на несколько часов.
Некоторые солнечные вспышки работают как ускорители заряженных частиц, в основном протонов. Поэтому их называют протонными вспышками. Если происходит такое явление, то поток частиц высоких энергий или солнечных космических лучей достигает Земли примерно через 15 минут после начала вспышки. При этом космонавты неизбежно подвергаются высокому радиационному облучению. Большой уровень облучения присутствует и при полётах реактивных самолётов на высоких широтах. Электронное оборудование в этот период даёт повышенное число сбоев в работе, возможна потеря некоторых космических аппаратов. У поверхности Земли радиационный фон может увеличиться в несколько раз, что, однако, является вполне безопасным. Высокий уровень потока солнечных космических лучей держится несколько дней и затем медленно убывает.
Рис. 1. Фотография солнечного диска во время мощной вспышки. Снимок сделан в дальней ультрафиолетовой области спектра на длине волны 195A с космического аппарата SOHO. Чтобы отличать его от снимков в других длинах волн, он представлен в зелёных тонах. Яркая область на краю диска - солнечная вспышка.
Геомагнитные бури
Но наиболее сильный удар Земля может получить в среднем через двое суток после вспышки. Дело в том, что солнечные вспышки могут сопровождаться выбросом больших масс вещества солнечной короны. Такое явление называют корональным выбросом. Один из таких процессов показан на рис. 2. Если такой выброс направлен в сторону Земли, то через двое суток он достигнет нашей планеты и земная магнитосфера получит удар солнечной плазмы, что и вызовет геомагнитную бурю. Проникающие в зону магнитных полюсов частицы солнечной плазмы вызовут полярное сияние (рис. 3). Колебания геомагнитного поля, возникающие при этом, способны создать довольно большие индукционные токи в длинных проводниках - линиях связи и электропередач. Это приводит к шумам в системах связи вплоть до полного её нарушения и создаёт дополнительные токи в линиях электропередач, которые способны даже разрушить систему энергообеспечения. Именно такие явления и привели к тем авариям, которые описаны в начале статьи.
Для слежения за солнечной активностью и состоянием космической погоды создана целая сеть космических аппаратов, и именно благодаря поступающей от них информации на основании состояния солнечной активности составляются прогнозы космической погоды: возможно или нет возникновение вспышки на Солнце, и когда нам следует ожидать магнитную бурю.
Рис. 2. Комбинированный снимок коронального выброса на Солнце. Сам выброс сфотографирован коронографом космического аппарата SOHO, при этом диск Солнца был закрыт из-за его большой яркости. На этот снимок наложено изображение диска Солнца, снятое прибором EIT того же КА.
Рис. 3. Попадая в верхние слои земной атмосферы, частицы коронального выброса ионизируют находящиеся там молекулы азота и кислорода, которые в свою очередь начинают излучать свет, создавая красивые картины полярного сияния.
www.medicusamicus.com
| 
Новости 
