Коллаж: ОСН
Магнитная буря — это сильное возмущение магнитного поля Земли, которое резко нарушает его обычный ход и длится от нескольких часов до нескольких суток. Во время магнитных бурь радиосвязь начинает «шуметь», GPS иногда даёт сбои, а спутники в космосе могут временно выйти из строя. Также магнитные бури могут негативно сказываться на здоровье людей. Общественная служба новостей расскажет, как возникают магнитные бури.
На Солнце периодически происходят вспышки — процессы по высвобождению световой, тепловой и кинетической энергии. Их периодичность зависит от фазы солнечного цикла. В результате такого высвобождения энергии в межпланетном пространстве образуются магнитные облака. Это области солнечного ветра — потока выбрасываемых Солнцем ионизированных частиц. Когда потоки заряженных частиц от Солнца достигают Земли, они сталкиваются с её магнитным полем, вызывая сложные физические процессы.
При столкновении высокоскоростного солнечного ветра с магнитосферой Земли возникает ударная волна. Её фронт формируется на расстоянии около 13–15 радиусов Земли (примерно 80 000–90 000 км) от планеты. Ударная волна замедляет и отклоняет поток частиц, создавая область турбулентности, известную как магнитослой.
Магнитное поле Земли сжимается под давлением солнечного ветра, особенно во время прихода КВМ. Это приводит к деформации силовых линий на дневной стороне и их растяжению на ночной стороне, формируя магнитный хвост. В хвосте накапливается энергия, которая может высвобождаться в виде суббурь — кратковременных усилений полярных сияний и токов в ионосфере.
Пересоединение магнитных линий — процесс, при котором противоположно направленные магнитные линии разрываются и соединяются заново, высвобождая энергию. На дневной стороне магнитосферы пересоединение позволяет солнечному ветру проникать в околоземное пространство. На ночной стороне оно запускает суббури, ускоряя частицы вдоль силовых линий в верхние слои атмосферы.
Магнитные бури оказывают сильное влияние на ионосферу — заряженный слой атмосферы, критически важный для радиосвязи и навигационных систем.
Ионосфера — слой атмосферы на высотах 60–1000 км, где солнечное излучение ионизирует атомы и молекулы. Во время магнитных бурь потоки заряженных частиц из магнитосферы усиливают ионизацию, особенно в полярных регионах. Это приводит к образованию плотных плазменных слоёв, влияющих на распространение радиоволн.
Магнитные бури вызывают усиление кольцевого тока в радиационных поясах Земли и горизонтальных токов в ионосфере. Кольцевой ток, состоящий из захваченных протонов и электронов, уменьшает напряжённость магнитного поля на поверхности планеты. Ионосферные токи создают дополнительные магнитные возмущения.
Полярные сияния возникают при столкновении ускоренных в магнитосфере электронов с атомами кислорода и азота в верхней атмосфере. Во время бурь зона сияний расширяется до средних широт.
Магнитные бури способны нарушать работу энергосетей, спутников и даже влиять на здоровье людей:
1. Заряженные частицы во время бурь повреждают электронику спутников, вызывая сбои в работе и сокращая срок их службы. Ионосферные неоднородности нарушают передачу GPS-сигналов, увеличивая погрешность позиционирования до десятков метров. Коротковолновая радиосвязь, зависящая от отражения от ионосферы, становится нестабильной.
2. Быстрые изменения магнитного поля индуцируют токи в проводящих объектах, таких как линии электропередач и трубопроводы. Эти токи вызывают перегрев трансформаторов и ускоряют их износ.
3. Наблюдается связь между магнитными бурями и увеличением числа обращений за медицинской помощью из-за сердечно-сосудистых заболеваний. Механизмы этого влияния остаются предметом исследований, но предполагается роль изменения вязкости крови.
4. Низкоорбитальные спутники сталкиваются с увеличением плотности верхней атмосферы из-за её нагрева, что приводит к ускоренному снижению орбиты. Высокоэнергетические частицы в радиационных поясах повреждают солнечные панели и датчики, а также вызывают программные сбои.
5. Усиление потоков частиц в полярных регионах приводит к образованию оксидов азота, которые разрушают озон. Это временно снижает концентрацию озона в средних широтах на 5–10%, влияя на ультрафиолетовое излучение, достигающее поверхности Земли.
6. Долгосрочные исследования показывают, что интенсивные магнитные бури могут влиять на атмосферную циркуляцию. Например, изменения в ионосферных токах модулируют электрическое поле в тропосфере, что потенциально воздействует на формирование облаков и осадков. Однако эти эффекты остаются слабо изученными и статистически незначительными на фоне естественной климатической изменчивости.
Читайте также по теме:
Чем метеорит отличается от метеора, болида и астероида
Как образуются полярные сияния
Научный руководитель Гидрометцентра России Роман Вильфанд сообщил об изменениях климата в Москве к 2050 году. Подробностями он поделился в разговоре с «Вечерней Москвой». «Я часто привожу пример: средняя январская температура…
В Ямало-Ненецком автономном прокуратура Пуровского района через суд заставила нефтегазовую компанию «Самотлорнефтепромхим» из ХМАО выплатить компенсацию сотруднику. Об этом сообщает Север-Пресс». По имеющейся информации, мужчина получил на производстве травму ноги.…
В Госдуме объяснили, зачем собирать биометрию у иностранцев на границе России. Об этом сообщила «Газета.Ru». Депутат Сергей Кривоносов заверил, что это техническое обновление, а не барьер. Подобные процедуры давно практикуют…
Подросток Тимофей готовился к нападению на школу в течение нескольких дней. По информации Mash, он составил манифест, в котором выразил свою ненависть к людям, и разослал его своим одноклассникам. Утром…
Вашингтон хочет возвращения Москвы в мировую экономику, чтобы у России «был стимул не вступать в войну в будущем». Об этом, ссылаясь на неназванного американского чиновника, пишет газета The Washington Post.…
Российская актриса Наталья Бочкарева была оштрафована за хулиганство. Об этом во вторник, 16 декабря, проинформировала пресс-служба судов общей юрисдикции Москвы. Как отметили в материалах суда, Бочкарева поссорилась с соседкой по…