Furtună magnetică - Școala de fizică
Arborele genealogic al Căii Lactee
Control complet integrat al nanodiamantelor
Un pic mai aproape de soare
Distanțe față de stele
Ceea ce face strălucirea stelelor
Stradă cu sens unic pentru electroni
Sute de exemplare ale lui Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica găsite într-un nou număr
Sistemul nostru solar a fost format în mai puțin de 200.000 de ani
Sănătos pentru Marte
Furtună magnetică
Cand furtună magnetică denotă o perturbare a magnetosferei unei planete sau în mod specific a pământului (furtună geomagnetică).
Definiție și origine
O furtună geomagnetică este definită de modificările pe care le provoacă în câmpul geomagnetic, măsurate în unitatea Tesla (T). Printre altele, Indicele de timp al furtunii de perturbare (Dst-Index) este utilizat, care indică slăbirea medie globală a câmpului magnetic orizontal al pământului pe baza măsurătorilor de la unele stații de măsurare distribuite în întreaga lume. Această valoare este determinată la fiecare oră și este disponibilă aproape în timp real. [1] Există multe influențe asupra câmpului magnetic, prin urmare fluctuații de ± 20 nT sunt normale. Pentru comparație: în Europa Centrală, componenta orizontală a câmpului magnetic normal al Pământului este în jur de 20 µT, adică 20.000 nT.
Perturbarea este declanșată de fronturile de undă de șoc din vântul solar, care sunt cauzate de flăcări solare sau de ejecții de masă coronală (KMA) și durează aproximativ 24 până la 36 de ore pentru a ajunge la Pământ. Durează aproximativ 24 până la 48 de ore, în cazuri individuale câteva zile - în funcție de cauza defecțiunii la soare. Impactul frontului de șoc, format din particule încărcate electric, asupra magnetosferei duce la o slăbire a câmpului magnetic al pământului, care atinge minimul său după aproximativ douăsprezece ore.
O furtună geomagnetică este de obicei împărțită în trei faze:
Faza initiala
Faza inițială se caracterizează printr-o slăbire a câmpului magnetic cu aproximativ 20-50 nT în câteva zeci de minute. Nu orice eveniment de furtună este precedat de o astfel de fază inițială și, dimpotrivă, nu fiecare astfel de perturbare a câmpului magnetic este urmată de o furtună magnetică.
Faza furtunii
Faza furtunii începe când perturbarea este mai mare de 50 nT, prin urmare aceasta este o limită trasă în mod arbitrar. În cursul unei furtuni magnetice tipice, întreruperea continuă să crească. Puterea unei furtuni geomagnetice se numește „moderată” dacă perturbarea maximă este mai mică de 100 nT, la fel de „intensă” dacă perturbarea nu depășește 250 nT și altfel ca „super furtună”. O atenuare maximă de aproximativ 650 nT este rar depășită, ceea ce corespunde cu aproximativ trei procente din valoarea normală. Faza durează câteva ore și se termină de îndată ce puterea perturbării scade, adică câmpul magnetic al pământului începe să crească din nou la puterea sa tipică.
Faza de recuperare
Faza de recuperare se încheie când se atinge valoarea normală și poate dura între 8 ore și o săptămână.
Efecte
Furtunile magnetice pot avea o varietate de efecte, cea mai cunoscută fiind apariția aurorelor (Aurora boreala sau Aurora australis) se află în zone temperate precum Europa Centrală. În rețelele de energie electrică, curenții declanșați geomagnetic pot duce la deteriorarea directă a transformatoarelor de putere.
În primul rând, furtunile magnetice afectează câmpul magnetic al Pământului, care la rândul său afectează formarea centurii Van Allen. În cazul unor furtuni magnetice deosebit de puternice, toate ființele vii sunt expuse la radiații cosmice crescute, în special în regiunile polare, deoarece câmpul magnetic al Pământului oferă în general mai puțină protecție acolo. Deoarece copacii par să crească mai repede în creșterea activității solare, au o perioadă de 11 ani în inelele lor anuale. Motivele pentru acest lucru nu au fost încă clarificate. [2]
Printre altele, schimbările temporare din ionosferă pot interfera cu transmisiile radio (de exemplu, comunicațiile radio sau mobile). În conductoarele electrice alungite, cum ar fi liniile electrice aeriene, pot curge curenți de compensare cu rezistență uneori considerabilă, ceea ce poate duce la defectarea stațiilor de transformare conectate. [3] Conductele sunt supuse coroziunii crescute în timpul furtunilor magnetice.
Înainte ca fața undei de șoc să lovească Pământul, aceasta poate provoca daune sateliților. În plus față de daunele directe cauzate de inducția curentului, cum ar fi la suprafața pământului, există și un alt mod mai indirect de a face acest lucru: unda de șoc poate duce la încălzirea locală și astfel la o deformare a atmosferei superioare a pământului, ceea ce duce la creșterea „rezistenței aerului” pentru sateliții din cele inferioare. Orbitele (Orbita Pământului Scăzută, LEO) pot conduce. Schimbările de parcurs sau consumul crescut de combustibil ar fi rezultatul. În ansamblu, Agenția Spațială Europeană (ESA) a estimat că, în ultimii ani, doar eșecurile prin satelit au cauzat pagube de peste 500 de milioane de dolari. Aceasta și distorsiunea timpilor de tranzit care apar atunci când semnalele trec prin nori de ioni fac sateliții GPS deosebit de vulnerabili. [4]
Efectele unei furtuni geomagnetice precum evenimentul Carrington din 1859 ar fi devastatoare astăzi. Pentru că la acea vreme nu exista nici Internetul, nici lumea nu era la fel de rețelată la nivel global ca în prezent și dependentă de sursa de alimentare. În 2014, cercetătorii au propus un sistem de avertizare timpurie a vremii spațiale, format din 16 sateliți. [5] [6] Armata SUA clasifică efectele unei furtuni magnetice severe drept atac militar. [7] Academia Regală Britanică de Inginerie vede, de asemenea, pericole clare, dar este mai precaută. [A 8-a]