Исследование Центра космических полетов имени Годдарда НАСА показало, что геомагнитные токи, вызванные ударами солнечного ветра по магнитному полю Земли, могут представлять угрозу для критической инфраструктуры. Данные выводы опубликованы в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
Источник изображения: flickr.com
Полярные сияния и геомагнитно-индуцированные токи в верхних слоях атмосферы возникают из-за космической погоды. Когда межпланетные ударные волны, возникающие в солнечном ветре, взаимодействуют с магнитосферой Земли, это приводит к геомагнитным возмущениям. Нарушенные электрические токи в системе магнитосфера-ионосфера создают наземные геомагнитно-индуцированные токи, которые влияют на искусственные проводники, такие как линии электропередачи, нефте- и газопроводы, железные дороги и подводные кабели.
Полярное сияние служит визуальным предупреждением о возникновении геомагнитно-индуцированных токов. Во время сильных геомагнитных бурь авроральная область может значительно расширяться, достигая широт до 40 градусов и ниже. Ученые проанализировали базу данных межпланетных ударных волн и сравнили её с показаниями геомагнитно-индуцированных токов, измеренных на газопроводе в Мянтсяля, Финляндия. Для анализа использовались данные о межпланетном магнитном поле и солнечном ветре, а удары делились на три группы по углу наклона: сильно наклоненные, с умеренным наклоном и почти фронтальные.
Результаты показали, что лобовые удары вызывают самые высокие пики в геомагнитно-индуцированных токах сразу после удара и во время последующей суббури. Наибольшая интенсивность пиков наблюдалась около магнитной полуночи, когда Северный полюс находился на линии между Солнцем и Мянтсяля. Эти суббури также вызывают яркие полярные сияния.
Ученые выяснили, что углы межпланетных ударных волн можно предсказать за два часа до столкновения, что позволит установить защиту для электросетей и другой уязвимой инфраструктуры. Однако не была обнаружена четкая корреляция между углом удара и временем, которое требуется для вызова тока, что указывает на необходимость дальнейшего сбора данных о токах на разных широтах для получения более полной картины.