Mágneses vihar - Fizikaiskola
A Tejút családfája
A nanodiamandok teljesen integrált vezérlése
Kicsit közelebb a naphoz
Távolság a csillagoktól
Mitől ragyognak a csillagok
Egyirányú utca az elektronok számára
Új számban talált több száz példányt Newton Philosophiae Naturalis Principia Mathematica-ból
Naprendszerünk kevesebb mint 200 000 év alatt alakult ki
Egészséges a Marson
Mágneses vihar
Mikor mágneses vihar egy bolygó vagy különösen a föld magnetoszférájának megzavarását jelenti (geomágneses vihar).
Meghatározás és eredet
A geomágneses vihart azok a változások határozzák meg, amelyeket a geomágneses mezőben okoz, a Tesla (T) egységben mérve. Többek között a Zavar vihar idő indexe (Dst index) használják, amely a vízszintes föld mágneses mezőjének globálisan átlagolt gyengülését jelzi a világon elosztott egyes mérőállomások mérései alapján. Ezt az értéket óránként határozzák meg, és szinte valós időben érhető el. [1] A mágneses mező sok hatással van, ezért a ± 20 nT ingadozások normálisak. Összehasonlításképpen: Közép-Európában a normál föld mágneses mezőjének vízszintes összetevője 20 µT, azaz 20 000 nT körül van.
A rendellenességet a napszél által okozott lökéshullám-frontok váltják ki, amelyeket napkitörések vagy koronatömegkibocsátások (KMA) okoznak, és körülbelül 24–36 órát vesz igénybe a Föld elérése. Körülbelül 24–48 óra, egyedi esetekben több napig tart - a nap meghibásodásának okától függően. Az elektromosan töltött részecskékből álló sokkfrontnak a magnetoszférára gyakorolt hatása a föld mágneses mezőjének legyengüléséhez vezet, amely körülbelül tizenkét óra múlva éri el a minimumot.
A geomágneses vihar jellemzően három szakaszra oszlik:
Kezdeti szakasz
A kezdeti fázist a mágneses tér 20-50 nT körüli gyengülése jellemzi néhány tucat percen belül. Nem minden vihar eseményt előz meg ilyen kezdeti fázis, és fordítva, a mágneses mező minden ilyen zavarását nem követi mágneses vihar.
Viharfázis
A vihar fázisa akkor kezdődik, amikor a zavar nagyobb, mint 50 nT, ezáltal ez egy önkényesen meghúzott határ. Egy tipikus mágneses vihar alatt a zavar továbbra is növekszik. A geomágneses vihar erősségét „közepesnek” nevezik, ha a maximális zavar kevesebb, mint 100 nT, „intenzívnek”, ha a zavar nem haladja meg a 250 nT-t, és egyébként „szuper viharnak”. A 650 nT körüli maximális csillapítást ritkán túllépik, ami a normál érték körülbelül három százalékának felel meg. A fázis néhány óráig tart, és véget ér, amint a zavar erőssége csökken, vagyis a föld mágneses tere ismét növekszik tipikus erejéig.
Helyreállítási szakasz
A helyreállítási szakasz a normál érték elérésekor ér véget, és 8 órától egy hétig tarthat.
Hatások
A mágneses viharoknak különféle hatásai lehetnek, a legismertebb az aurora előfordulása (Aurora borealis vagy Aurora australis) mérsékelt égövön vannak, például Közép-Európában. Az elektromos hálózatokban a kiváltott geomágnesesen indukált áramok közvetlen károkat okozhatnak a transzformátorokban.
Először is, a mágneses viharok befolyásolják a Föld mágneses terét, ami viszont befolyásolja a Van Allen-öv kialakulását. Különösen erős mágneses viharok esetén minden élőlény fokozott kozmikus sugárzásnak van kitéve, különösen a sarkvidéken, mert a föld mágneses tere általában kevesebb védelmet nyújt ott. Mivel a fák gyorsabban nőnek a megnövekedett napaktivitásban, 11 éves időszak van az éves gyűrűjükben. Ennek okait még nem tisztázták. [2]
Többek között az ionoszféra átmeneti változásai megzavarhatják a rádióadást (pl. Rádió vagy mobil kommunikáció). A hosszúkás elektromos vezetőkben, például a felsővezetékekben, néha jelentős erősségű kompenzációs áramok áramolhatnak, ami a csatlakoztatott transzformátor állomások meghibásodásához vezethet. [3] A csővezetékek fokozott korróziónak vannak kitéve mágneses viharok idején.
Mielőtt a lökéshullám front eléri a Földet, károsíthatja a műholdakat. Az áram indukciója által okozott közvetlen károk mellett, például a föld felszínén, ennek egy másik, közvetettebb módja is van: A lökéshullám helyi fűtéshez és ezáltal a felső földi légkör deformációjához vezethet, ami megnövekedett "légellenállást" eredményez az alsó szakaszon lévő műholdak számára. A pályák (Low Earth Orbit, LEO) vezethetnek. Az út változásai vagy a megnövekedett üzemanyag-fogyasztás eredményezné ezt. Összességében az Európai Űrügynökség (ESA) becslése szerint az elmúlt években önmagában a műholdas meghibásodások több mint 500 millió dolláros kárt okoztak. Ez és a tranzitidő torzulása, amikor a jelek áthaladnak az ionfelhőkön, különösen sebezhetővé teszik a GPS műholdakat. [4]
Egy olyan geomágneses vihar hatása, mint az 1859-es carringtoni esemény, ma pusztító lenne. Mert abban az időben nem volt sem az Internet, sem a világ nem volt olyan globális hálózatban, mint manapság, és függ az áramellátástól. 2014-ben a kutatók egy 16 műholdból álló űrjárási korai előrejelző rendszert javasoltak. [5] [6] Az amerikai hadsereg a súlyos mágneses vihar következményeit katonai támadásnak minősíti. [7] A Brit Királyi Műszaki Akadémia szintén egyértelmű veszélyeket lát, de óvatosabb. [8.]