Magnetická búrka - Škola fyziky
Rodokmeň Mliečnej dráhy
Plne integrovaná kontrola nanodiamantov
Trochu bližšie k slnku
Vzdialenosti od hviezd
Čo žiari hviezdy
Jednosmerná ulica pre elektróny
Stovky výtlačkov Newtonovej knihy Philosophiae Naturalis Principia Mathematica nájdené v novom počte
Naša slnečná sústava sa sformovala za menej ako 200 000 rokov
Zdravý na Mars
Magnetická búrka
Kedy magnetická búrka označuje narušenie magnetosféry planéty alebo konkrétne Zeme (geomagnetická búrka).
Definícia a pôvod
Geomagnetická búrka je definovaná zmenami, ktoré spôsobuje v geomagnetickom poli, merané v jednotke Tesla (T). Okrem iného aj Index doby rušivých búrok (Dst index), ktorý indikuje globálne priemerné oslabenie magnetického poľa horizontálneho Zeme na základe meraní z niektorých meracích staníc distribuovaných po celom svete. Táto hodnota sa určuje každú hodinu a je k dispozícii takmer v reálnom čase. [1] Na magnetické pole pôsobí veľa vplyvov, preto sú výkyvy ± 20 nT normálne. Pre porovnanie: V strednej Európe je horizontálna zložka magnetického poľa normálnej zeme okolo 20 µT, t. J. 20 000 nT.
Poruchu spôsobujú fronty rázových vĺn slnečného vetra, ktoré sú spôsobené slnečnými erupciami alebo výronmi koronálnej hmoty (KMA) a kým sa dostanú na Zem, trvá to asi 24 až 36 hodín. Trvá asi 24 až 48 hodín, v jednotlivých prípadoch aj niekoľko dní - v závislosti od príčiny poruchy na slnku. Náraz čela šoku pozostávajúceho z elektricky nabitých častíc na magnetosféru vedie k oslabeniu zemského magnetického poľa, ktoré dosahuje svoje minimum asi po dvanástich hodinách.
Geomagnetická búrka je zvyčajne rozdelená do troch fáz:
Počiatočná fáza
Počiatočná fáza je charakterizovaná oslabením magnetického poľa o približne 20–50 nT v priebehu niekoľkých desiatok minút. Nie každej búrkovej udalosti predchádza takáto počiatočná fáza a naopak, nie po každom takomto narušení magnetického poľa nasleduje magnetická búrka.
Fáza búrky
Fáza búrky začína, keď je rušenie väčšie ako 50 nT, čo je ľubovoľne nakreslený limit. V priebehu typickej magnetickej búrky narušenie stále rastie. Sila geomagnetickej búrky sa nazýva „stredná“, ak je maximálne narušenie menšie ako 100 nT, ako „intenzívna“, ak rušenie nepresahuje 250 nT, a inak ako „superbúrka“. Maximálny útlm okolo 650 nT je zriedka prekročený, čo zodpovedá asi trom percentám normálnej hodnoty. Fáza trvá niekoľko hodín a končí sa hneď, ako sa sila narušenia zníži, t. J. Magnetické pole Zeme začne opäť rásť na svoju typickú silu.
Fáza zotavenia
Fáza zotavenia končí po dosiahnutí normálnej hodnoty a môže trvať 8 hodín až týždeň.
Účinky
Magnetické búrky môžu mať rôzne účinky, z ktorých najznámejší je výskyt polárnych žiarok (polárna žiara alebo Aurora australis) sa nachádzajú v miernych pásmach, ako je stredná Európa. V elektrických rozvodných sieťach môžu spustené geomagneticky indukované prúdy viesť k priamemu poškodeniu výkonových transformátorov.
Najskôr magnetické búrky ovplyvňujú magnetické pole Zeme, čo následne ovplyvňuje formovanie Van Allenovho pásu. V prípade obzvlášť silných magnetických búrok sú všetky živé bytosti vystavené zvýšenému kozmickému žiareniu, najmä v polárnych oblastiach, pretože tam magnetické pole Zeme poskytuje menšiu ochranu. Keďže sa zdá, že stromy rastú rýchlejšie pri zvýšenej slnečnej aktivite, majú vo svojich letokruhoch 11-ročné obdobie. Dôvody nie sú zatiaľ objasnené. [2]
Dočasné zmeny v ionosfére môžu okrem iného interferovať s rádiovým prenosom (napr. Rádiová alebo mobilná komunikácia). V predĺžených elektrických vodičoch, ako sú nadzemné elektrické vedenia, môžu prúdiť vyrovnávacie prúdy, niekedy značnej sily, čo môže viesť k poruche pripojených transformačných staníc. [3] Počas magnetických búrok sú potrubia vystavené zvýšenej korózii.
Predtým, ako predná časť tlakovej vlny zasiahne Zem, môže spôsobiť poškodenie satelitov. Okrem priamych škôd spôsobených indukciou prúdu, napríklad na zemskom povrchu, existuje ešte ďalší, nepriamy spôsob, ako to urobiť: Rázová vlna môže viesť k miestnemu ohrevu a tým k deformácii atmosféry hornej Zeme, čo vedie k zvýšenému „odporu vzduchu“ pre satelity v nižších. Dráhy (Low Earth Orbit, LEO) môžu viesť. Výsledkom by boli zmeny v ceste alebo zvýšená spotreba paliva. Európska vesmírna agentúra (ESA) celkovo odhaduje, že len za posledných pár rokov malo zlyhanie satelitu za následok škody vo výške viac ako 500 miliónov dolárov. Toto a skreslenie časov prepravy, ku ktorým dochádza pri prechode signálov cez iónové oblaky, spôsobujú, že satelity GPS sú obzvlášť zraniteľné. [4]
Účinky geomagnetickej búrky, akou bola Carringtonova udalosť v roku 1859, by boli dnes zničujúce. Pretože v tom čase neexistoval ani internet, ani svet nebol tak globálne prepojený ako dnes a nebol závislý od napájania. V roku 2014 vedci navrhli systém včasného varovania pred vesmírnym počasím pozostávajúci zo 16 satelitov. [5] [6] Americká armáda klasifikuje účinky silnej magnetickej búrky ako vojenský útok. [7] Britská kráľovská akadémia strojárstva tiež vidí zjavné nebezpečenstvá, je však opatrnejšia. [8]