Тысячи лет люди наблюдали за яркими полярными сияниями, но они являются предупредительным знаком о скрытой опасности – геомагнитно-индуцированных электрических токах. Полярные сияния появляются из-за того, что частицы Солнца врезаются в магнитное поле Земли. Эти же силы могут сжимать магнитное поле, что приводит к возникновению токов, которые могут достичь поверхности планеты и нанести вред критической инфраструктуре.
Эти результаты исследования были опубликованы в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences, пишет Interesting Engineering.
Ученые объясняют, что полярные сияния и геомагнитно-индуцированные электрические токи возникают по причине схожих факторов космической погоды. Но полярное сияние представляет собой визуальное предупреждение о том, что электрические токи в космосе могут создавать геомагнитно-индуцированные электрические токи на Земле.
Полярные сияния на Земле возникают вследствие солнечных бурь, а также сжатия магнитного поля планеты, вызванного межпланетными ударами. Эти удары возникают, когда быстрый солнечный ветер настигает более медленный солнечный ветер, и создается ударная волна.
И солнечные бури и сжатие магнитного поля могут привести к прохождению опасных токов через Землю, что может повредить энергетическую инфраструктуру. Более мощные события представляют большую угрозу, но даже незначительные солнечные удары представляют риск, говорят ученые.
Авторы исследования обнаружили, что фронтальные удары, вероятно, создадут сильнейшие геомагнитно-индуцированные токи, которые приведут к появлению мощнейших электрических токов на уровне Земли. Это связано с тем, что передние удары могут сильнее сжимать магнитное поле.
Ученые изучили, как угол и время солнечных ударов влияют на геомагнитно-индуцированные токи. Они использовали данные межпланетного магнитного поля и солнечного ветра, чтобы рассчитать угол и скорость каждого удара. А потом разделили их на три категории: сильно наклоненные, умеренно наклонные и почти фронтальные.
Результаты показали четкую связь между углом удара и силой тока. Чем сильнее солнечный удар, тем сильнее электрический разряд, достигающий земли. Этот электрический всплеск обычно происходит в виде двух всплесков: один сразу после начального удара, а другой при следующем меньшем геомагнитном возмущении. Сильнейшие удары появляются, когда северный полюс Земли ориентирован прямо к Солнцу.
Ученые считают, что можно предусмотреть угол солнечного удара за два часа до этого события. Это может дать время принять меры предосторожности, например, снизить мощность на определенных линиях.
Добавим, на Земле участились магнитные бури.