Согласно новому исследованию, солнечные бури, достаточно мощные, чтобы наносить ущерб электронному оборудованию, поражают Землю каждые 25 лет. И менее сильные - но все же опасные - штормы происходят каждые три года или около того. К такому выводу пришла команда ученых из Университета Уорика и Британской антарктической службы.
Эти сильные штормы могут нарушить работу электронного оборудования, включая оборудование связи, авиационное оборудование, электрические сети и спутники.
Команда выделяет два типа сильных магнитных бурь: «сильные супер бури» являются самыми мощными и происходят в среднем каждые 25 лет. Более слабые, но все же опасные "сильные супер бури" происходят в среднем каждые три года.
Новая статья, представляющая эти результаты, называется «Использованиеаа индекс за последние 14 солнечных циклов для характеристики экстремальной геомагнитной активности ». Он опубликован в журнале Geophysical Research Letters. Ведущий автор - доктор С.С. Чепмен из Университета Уорика.
Солнечные бури также называют геомагнитными бурями. Они вызваны возмущениями на Солнце, которые посылают заряженные частицы в космос. Когда эти частицы ударяются о магнитосферу Земли, они вызывают бурю. Частицы могут происходить из выбросов корональной массы (CME), областей совместного вращения (CIR) и корональных дыр, которые испускают высокоскоростной поток солнечного ветра, который может перемещаться в два раза быстрее обычного солнечного ветра.
Самым известным геомагнитным штормом является событие Каррингтона 1859 года. Событие Каррингтона также является самым мощным геомагнитным штормом из когда-либо зарегистрированных. Этот шторм выбил некоторые телеграфные системы в разных частях света, вызвал некоторые пожары и даже потряс некоторых операторов телеграфа.
Совсем недавно шторм 1989 года в Квебеке нарушил систему распределения электроэнергии и создал мощные полярные сияния, которые были замечены так далеко на юг, как штат Техас.
Солнечные бури представляют растущий риск, так как наш мир становится более связанным в электронном виде. Не только наши системы распределения электроэнергии, но и наши глобальные системы связи. Наши спутники могут быть самыми уязвимыми, и современное общество полагается на них больше, чем осознают многие. Подсчитано, что шторм, столь же сильный, как событие в Каррингтоне, если бы он произошел сегодня, нанес бы ущерб на миллиарды, возможно, даже на триллионы долларов.
Ученые заинтересованы в этих штормах из-за необходимости предсказывать их. Эта новая статья основана на данных магнитного поля, насчитывающих 150 лет. Авторы говорят, что они могут определить, сколько сильных штормов было в тот период времени и как часто они происходили.
В пресс-релизе ведущий автор профессор Сандра Чепмен из Центра сварки, космоса и астрофизики Университета Уорвика сказала: «Эти супербури являются редкими событиями, но оценка их вероятности возникновения является важной частью планирования уровня смягчения последствий. необходимо для защиты важнейшей национальной инфраструктуры ».
В своей статье авторы показывают, что «сильные» магнитные бури происходили в 42 из последних 150 лет или примерно каждые три года. Более сильные «великие» супер-бури происходили через 6 лет из 150 или примерно каждые 25 лет. Обычно эти штормы длятся всего несколько дней, но они все еще могут быть очень разрушительными для современных технологий. Супер-штормы могут привести к отключению электроэнергии, нарушению или повреждению спутников, нарушению авиации и временной потере сигналов GPS и радиосвязи. (GPS предназначен не только для навигации. Верьте или нет, современная банковская система в значительной степени использует GPS для синхронизации финансовых транзакций.)
«В этом исследовании предлагается новый метод подхода к историческим данным, чтобы получить лучшую картину вероятности возникновения супер-штормов и того, какую супер-штормовую активность мы можем увидеть в будущем», - сказал Чепмен.
Событие Кэррингтона не было частью исследования, потому что данные, на которые исследователи смотрели, не возвращаются так далеко. Их данные магнитного поля поступают с противоположных концов Земли, со станций в Великобритании и Австралии. Он охватывает последние 14 солнечных циклов, начиная с задолго до космической эры.
Их анализ показывает, что такие суперсильные штормы, как событие Каррингтона, могут встречаться чаще, чем предполагалось, и что они могут произойти в любое время, с очень небольшим предупреждением.
Профессор Ричард Хорн, который возглавляет Space Weather в Британской антарктической службе, сказал: «Наши исследования показывают, что супер-шторм может случиться чаще, чем мы думали. Не заблуждайтесь статистикой, это может произойти в любое время, мы просто не знаем, когда и сейчас мы не можем предсказать, когда ».
Эти бури рождаются на Солнце, но космическую погоду можно отслеживать, наблюдая за изменениями магнитного поля на поверхности Земли. Имеются высококачественные данные с нескольких станций на Земле, восходящие к началу космической эры, около 1957 года. Ученые знают, что Солнце имеет приблизительно 11-летний цикл активности, и в течение этого цикла Солнце изменяется по интенсивности. Проблема в том, что этих данных недостаточно. Он охватывает только пять солнечных циклов.
Лучшее понимание мощных солнечных бурь и скорости их возникновения требует большего набора данных, охватывающего больше солнечных циклов. В этом новом исследовании исследователи вернулись во времени. Они смотрели на аа геомагнитный индекс, который поступает из участков в Великобритании и Австралии, на противоположных концах Земли. аа Индекс отменяет фоновое поле Земли и достигает 150 лет назад, или 14 солнечных циклов. Это самая длинная, почти непрерывная запись изменений магнитных полей на поверхности Земли.
Команда использовала среднегодовые показатели из первых нескольких процентов аа Индекс, чтобы прийти к их выводу. Вот как они обнаружили, что «сильный» супер-шторм произошел за 42 года из 150, а более редкий, но более сильный «большой» супер-шторм произошел за 6 лет из 150. Это означает, что эти экстремальные штормы случаются один раз в каждые 25 лет. года. Например, шторм 1989 года, вызвавший отключение электроэнергии в Квебеке, был сильным штормом.
Несколько лет назад произошел промах. В 2012 году Солнце произвело мощный взрыв от исключительно большого и сильного выброса корональной массы. К счастью для нас, Земля не была на своем пути. Но данные показали, что это был бы супер шторм, если бы он ударил нас.
Солнце и космическая погода проявляют все больший интерес к нему. По мере того, как наша экономика и образ жизни становятся все более и более зависимыми от спутников, коммуникаций и электросетей, правительства и агентства сделали понимание и прогнозирование космической погоды приоритетом.
Сейчас на Солнце изучают несколько космических аппаратов, в том числе SOHO (Солнечная гелиосферная обсерватория), SDO (Обсерватория солнечной динамики) и Солнечный зонд Паркер. Эти космические корабли расширяют наше понимание Солнца и нашу способность предсказывать эти опасные штормы.
Больше:
- Пресс-релиз: Вероятность космических супербури оценена по самому длинному периоду наблюдений магнитного поля
- Научно-исследовательская работа: использование индекса в течение последних 14 солнечных циклов для характеристики экстремальной геомагнитной активности
- Space Magazine: прогноз космической погоды теперь может дать спутникам один целый день предупреждения, когда приближается солнечная буря-убийца
