Egy index a Föld mágneses mezejének állapotának felmérésére a nyugodt geomágneses helyzettől az erős mágneses viharig. Hogyan hatnak a mágneses viharok az emberi egészségre. A mágneses viharok hatása az emberi egészségre

Különböző források szerint a világ lakosságának 50-70%-a hajlamos a mágneses viharok negatív hatásaira. Sőt, egy ilyen stresszreakció kezdete egy adott személyben különböző viharok során különböző időpontokra tolható el.

Valakinek a geomágneses zavar előtt 1-2 nappal lép fel reakció, amikor napkitörések lépnek fel, valaki a mágneses vihar tetőpontján kezd rosszul érezni magát, van, akinél a rosszullét csak utána jelentkezik.

Ha meghallgatja magát, megfigyeli az egészségi állapot változásait és elemzést végez, akkor kimutatható az egészségromlás és a prognózis közötti kapcsolat. geomágneses környezet föld.

Mik azok a mágneses viharok?

A mágneses viharok leggyakrabban a bolygó alacsony és középső szélességein fordulnak elő, és több órától több napig tartanak. Ez a nagyfrekvenciás napszél lökéshullámából származik. A napkitörések kiszabadulnak az űrbe egy nagy szám elektronok és protonok, amelyek nagy sebességgel jutnak a Földre és 1-2 napon belül elérik a légkörét. A töltött részecskék erős fluxusban változtatják meg a bolygó mágneses terét. Vagyis ez a jelenség magas naptevékenység időszakában jelentkezik, megzavarva a Föld mágneses terét.

Szerencsére havonta legfeljebb 2-3 alkalommal fordulnak elő ilyen kitörések, amit a tudósok a kitörések és a napszél mozgásának rögzítésével megjósolhatnak. A geomágneses viharok különböző intenzitásúak lehetnek, az elhanyagolhatótól a nagyon agresszívig. Erőteljes zavarokkal, mint például 2005. szeptember 11-én, egyes területeken megsértették a műholdas navigáció funkcióit és megszakították a kommunikációt. Észak Amerika. A múlt század 50-es éveiben a tudósok csaknem 100 000 autóbalesetet elemeztek, és ennek eredményeként azt találták, hogy a napkitörések utáni 2. napon meredeken megnőtt az utakon történt balesetek száma.

A legveszélyesebb mágneses viharok a szív- és érrendszeri betegségekben, artériás hipotenzióban vagy magas vérnyomásban, vétó-érrendszeri disztóniában vagy mentális betegségben szenvedőket érintik. A fiatal, egészséges emberek gyakorlatilag nem érzik a mágneses rezgések hatását.

Milyen hatással vannak a mágneses viharok az emberi egészségre?

A geomágneses viharok óriási hatással lehetnek az emberi tevékenységre is – az energiarendszerek tönkretételére, a kommunikáció megromlására, a navigációs rendszerek meghibásodására, a munkahelyi sérülések, a légi és autóbalesetek számának növekedésére, valamint az emberi egészségi állapotra. Az orvosok azt is megállapították, hogy a mágneses viharok idején ötszörösére nő az öngyilkosságok száma. Az északi lakosokat, a svédeket, a norvégokat, a finneket, Murmanszk, Arhangelszk, Sziktivkar lakosait különösen érintik a geomágneses ingadozások.

Ezért néhány nappal a napkitörések után megnő az öngyilkosságok, a szívrohamok, a szélütések és a magas vérnyomásos krízisek száma. Különböző adatok szerint mágneses viharok idején számuk 15%-kal nő. nyilvánvaló Negatív hatás Az emberi egészségre a következő tünetek jelentkezhetnek:

• Migrén (lásd)
• Fejfájás, ízületi fájdalom
• Reakció erős fényre, éles hangos hangokra
• Álmatlanság, vagy fordítva, álmosság
• Érzelmi instabilitás, ingerlékenység
• Tachycardia (lásd)
• Megugrik a vérnyomás
• Rossz általános egészségi állapot, gyengeség, erővesztés
• Krónikus betegségek súlyosbodása időseknél

A tudósok az időjárásfüggő emberek egészségi állapotának romlását azzal magyarázzák, hogy mikor mágneses mező lelassul a kapilláris véráramlás a szervezetben, azaz vérsejt-aggregátumok képződnek, a vér megvastagodik, a szervek, szövetek oxigénéhezése fordulhat elő, mindenekelőtt az idegvégződések és az agy hipoxiát tapasztal. Ha egy hét szünettel sorban jönnek a mágneses viharok, akkor a lakosság többségében a szervezet képes alkalmazkodni, és gyakorlatilag nincs reakció a következő ismétlődő zavarokra.

Mit tehetnek az időjárásra érzékenyek, hogy csökkentsék ezeket a megnyilvánulásokat?

Az időjárásfüggő emberek, valamint a krónikus betegségekben szenvedők figyeljék a mágneses viharok közeledtét, és zárjanak ki minden olyan eseményt, tevékenységet, amely stresszhez vezethet ebben az időszakban, a legjobb ilyenkor pihenni, pihenni és csökkenteni fizikai és érzelmi túlterhelés . Amit szintén el kell kerülni vagy ki kell hagyni:

• Stressz, fizikai aktivitás, túlevés - a szív- és érrendszer terhelésének növelése
• Szüntesse meg az alkoholfogyasztást, korlátozza a zsíros ételek fogyasztását, amelyek növelik a koleszterinszintet
• Nem tud hirtelen felkelni az ágyból, ez fokozza a fejfájást és a szédülést
• A viharok negatív hatása a repülőgépre, a metróra (éles gyorsulással és a vonat megállásával) különösen erősen érezhető - ebben az időszakban próbálja meg ne használja a metrót. Felfigyeltek arra, hogy a metróvezetők gyakran szenvednek szívkoszorúér-betegségben, és a metró utasai között gyakran fordul elő szívroham.
• Mind a vihar utáni első, mind a második napon 4-szeresére lassul a sofőrök reakciója, ezért vezetés közben fokozott óvatossággal kell eljárni, ha időjárásfüggő - ebben az időszakban ne vezessen.

Mit lehet tenni ennek a negatív hatásnak a enyhítésére:

• Szív- és érrendszeri betegségekben, magas vérnyomásban stb. szenvedőknek érdemes előre vigyázniuk, és mindig kéznél tartaniuk a szokásos gyógyszereket.
• Ha nincs ellenjavallat, akkor 0,5 tabletta aszpirint javasolt bevenni, ami hígítja a vért és csökkentheti az ér- és szívproblémák kialakulásának kockázatát.
• A közönséges víz nagyon jól csökkenti a mágneses viharok hatását - zuhanyozás, még jobb kontrasztzuhany, akár egyszerű mosás is enyhítheti az állapotot
• Ha egy személy ilyen időszakokban szorongást, álmatlanságot, ingerlékenységet tapasztal, fogadásra van szükség - valerian, anyafű, bazsarózsa stb.
• Jól segít a menta tea, málna, eper leveleiből készült tea, orbáncfű, citromfű
• A gyümölcsök közül kívánatos sárgabarack, áfonya, áfonya, ribizli, citrom, banán, mazsola használata.

Mint mindig, szinte minden kérdésben minden nézőpont talál támogatókra és ellenzőkre egyaránt, ez vonatkozik a mágneses viharok hatására is. Ennek az elméletnek az ellenzői azzal érvelnek, hogy a Hold, a Nap és más bolygók által az emberre gyakorolt ​​gravitációs zavarok Naprendszer nincs olyan erős hatással az emberi szervezetre, sokkal több kárt okoz az embernek a napi stressz hétköznapi élet- éles emelkedés vagy ereszkedés (látványosságok, hullámvasutak, légi közlekedés), hirtelen fékezés és közlekedési rázkódás, hangos zaj, érzelmi túlterhelés, túlterheltség, megfelelő pihenés hiánya, alváshiány.

Mágneses viharok előrejelzése és monitorozása egy hónapra

A geomágneses viharok szintje

Az alábbi grafikon a geomágneses zavar indexét mutatja. Ez az index határozza meg a mágneses viharok szintjét.

Minél nagyobb, annál erősebb a zavarás. A grafikon 15 percenként automatikusan frissül. Az idő Moszkvát jelezte

A mágneses tér állapota a Kp indextől függően

Kp< 2 — спокойное;
K p = 2, 3 gyengén perturbált;
K p = 4 - zavart;
K p = 5, 6 - mágneses vihar;
K p = 7, 8 - erős mágneses vihar;
A K p = 9 egy nagyon erős geomágneses vihar.

A mágneses vihar bolygónk mágneses terének zavara. Ez természeti jelenségáltalában több órától egy napig vagy tovább tart.

Hol láthatod most az aurórát?

Megnézheti az aurora borealis-t az interneten.

Az alábbi képen megfigyelheti a Napunkból érkező sugárzások kibocsátását a fáklyák során. A mágneses viharok sajátos előrejelzése. A földet sárga pont jelzi, az idő és a dátum pedig a bal felső sarokban található.

A szoláris légkör állapota

Az alábbiakban összefoglaljuk az állapotot szoláris légkör, a Föld magnetoszférája, valamint a mágneses aktivitás előrejelzése három napra Moszkvában és Szentpéterváron.

A Nap felszíne 2014. október 14-től október 30-ig. A videó a csoportot mutatja be napfoltok AR 2192, a legnagyobb az elmúlt két napciklusban (22 év).

Minden HF DX vadász egyik kulcsfontosságú készsége az, hogy bármikor képes kiértékelni a körülményeket. A kiváló átviteli feltételek, amikor a világ minden tájáról sok állomás hallható a sávokon, úgy változhatnak, hogy a sávok üresek, és csak egyetlen állomás jut át ​​az éter zaján, recsegésein. Annak érdekében, hogy megértsük, mi és miért történik a rádióban, valamint hogy felmérjük a képességeit egy adott időpontban, három fő mutatót használunk: a napenergia fluxusát, az A p és a K p mutatót. A legjobb és legmodernebb kommunikációs berendezéssel rendelkező rádióamatőrök számára is előnyt jelent, ha jó gyakorlati ismeretekkel rendelkezik ezekről az értékekről és mit jelentenek.

Földi légkör

Az ionoszférát többrétegűnek tekinthetjük. A rétegek határai meglehetősen feltételesek, és azokat a területek határozzák meg, ahol az ionizációs szint élesen megváltozik. (1. ábra). Az ionoszféra közvetlen hatással van a rádióhullámok terjedésének jellegére, mert az egyes rétegeinek ionizációs fokától függően a rádióhullámok megtörhetnek, vagyis terjedésük pályája megszűnik egyenes vonalú lenni. Az ionizáció mértéke gyakran elég magas ahhoz, hogy a rádióhullámok visszaverjék az erősen ionizált rétegeket, és visszatérjenek a Földre. (2. ábra).

A rádióhullámok áthaladásának feltételei a HF sávokon folyamatosan változnak az ionoszféra ionizációs szintjének változásától függően. A földi légkör felső rétegeit elérő napsugárzás ionizálja a gázmolekulákat, pozitív ionokat és szabad elektronokat generálva. Ez az egész rendszer benne van dinamikus egyensúly a rekombinációs folyamat, az ionizáció fordítottja következtében az egymással kölcsönhatásba lépő pozitív töltésű ionok és szabad elektronok ismét gázmolekulákat alkotnak. Minél magasabb az ionizáció foka (minél több a szabad elektron), az ionoszféra annál jobban visszaveri a rádióhullámokat. Ráadásul minél magasabb az ionizáció szintje, annál magasabbak lehetnek azok a frekvenciák, amelyeken jó átviteli feltételek biztosítottak. A légköri ionizáció szintje számos tényezőtől függ, beleértve a napszakot, az évszakot és a legfontosabb tényezőt - a naptevékenység ciklusát. Megbízhatóan ismert, hogy a napsugárzás intenzitása a Napon lévő foltok számától függ. Ennek megfelelően a Napból érkező maximális sugárzás a maximális naptevékenység időszakában érhető el. Ezenkívül ezekben az időszakokban a geomágneses aktivitás is növekszik a Napból érkező ionizált részecskék áramlásának intenzitásának növekedése miatt. Általában ez a fluxus meglehetősen stabil, de a Napon előforduló kitörések miatt jelentősen fokozható. A részecskék elérik a Föld-közeli teret, és kölcsönhatásba lépnek a Föld mágneses mezőjével, ami zavarokat okoz és mágneses viharokat generál. Ezenkívül ezek a részecskék ionoszférikus viharokat okozhatnak, amelyekben a rövidhullámú rádiókommunikáció megnehezül, sőt néha lehetetlenné válik.

A napsugárzás fluxusa

A szoláris fluxus néven ismert mennyiség a naptevékenység elsődleges mutatója, és meghatározza a Föld által a Naptól kapott sugárzás mennyiségét. Napenergia fluxusegységben (SFU) mérik, és a 2800 MHz-es (10,7 cm) frekvencián kibocsátott rádiózaj szintje határozza meg. A Penticton Radio Astronomy Observatory (Kanada, British Columbia) naponta közzéteszi ezt az értéket. A napsugárzás fluxusa közvetlen hatással van az ionizáció mértékére és ezáltal az elektronok koncentrációjára az ionoszféra F 2 régiójában. Ennek eredményeként nagyon jó képet ad a nagy távolságok közötti rádiókommunikáció létrehozásának lehetőségéről.

A napenergia fluxus értéke 50-300 egység között változhat. A kis értékek azt jelzik, hogy a maximális használható frekvencia (MUF) alacsony lesz, és a rádióhullámok általános feltételei rosszak, különösen a magas frekvenciasávokon. (2. ábra)Éppen ellenkezőleg, a napenergia fluxusának magas értékei elegendő ionizációt jeleznek, ami lehetővé teszi a nagy hatótávolságú kommunikációt magasabb frekvenciákon. Nem szabad azonban elfelejteni, hogy magas napenergia fluxusérték mellett egymás után több nap is eltart ahhoz, hogy az áthaladási feltételek észrevehetően javuljanak. Általában magas naptevékenység időszakában a napáram meghaladja a 200-at, a rövid távú kitörések pedig elérik a 300-at.

Geomágneses aktivitás

A geomágneses aktivitás szintjének meghatározására két mutatót használnak - A és K. Ezek a mágneses és ionoszférikus zavarok nagyságát mutatják. A K index a geomágneses aktivitás nagyságát mutatja. Minden nap, 3 óránként, 00:00 UTC-től kezdődően meghatározzák az index értékének maximális eltérését a kiválasztott obszervatórium csendes napjának értékeihez képest, és kiválasztják a legnagyobb értéket. Ezen adatok alapján számítjuk ki a K index értékét A K index kvázi logaritmikus érték, ezért nem lehet átlagolni, hogy hosszú távú történeti képet kapjunk a Föld mágneses terének állapotáról. A probléma megoldására létezik egy A index, amely egy napi átlag. Kiszámítása meglehetősen egyszerű - a K index minden egyes mérése, amint fentebb említettük, 3 órás intervallumban, a szerint Tab. egy

egyenértékű indexre konvertálva. Ennek az indexnek a napközben kapott értékeit átlagolják, és ennek eredményeként megkapják az A index értékét, amely hétköznapi napokon nem haladja meg a 100-at, és nagyon komoly geomágneses viharok esetén elérheti a 200-at vagy még többet is. Az A-index értékei eltérőek lehetnek a különböző obszervatóriumokban, mivel a Föld mágneses mezőjének perturbációi helyi jellegűek lehetnek. Az eltérések elkerülése érdekében a különböző obszervatóriumokban kapott A indexeket átlagoljuk, és ennek eredményeként megkapjuk az A p globális indexet. Ugyanígy megkapjuk a K p index értékét - a földgömb különböző obszervatóriumaiban kapott összes K index átlagértékét. 0 és 1 közötti értéke nyugodt geomágneses környezetet jellemez, és ez a jelenlétre utalhat jó körülmények a rövidhullámú sávok átadása kellően nagy intenzitású napsugárzási fluxus mellett. A 2 és 4 közötti értékek mérsékelt vagy akár aktív geomágneses környezetet jeleznek, amely valószínűleg hátrányosan befolyásolja a rádióhullám-viszonyokat. A skálán lejjebb az 5-ös kisebb vihart, a 6-os egy heves vihart, a 7-től 9-ig pedig egy nagyon heves vihart, amely valószínűleg nem fog átjutni a HF-be. Annak ellenére, hogy a geomágneses és az ionoszférikus viharok összefüggenek egymással, érdemes még egyszer megjegyezni, hogy különböznek egymástól. A geomágneses vihar a Föld mágneses terének, az ionoszférikus vihar pedig az ionoszféra zavarát jelenti.

Index értékek értelmezése

Az indexértékek használatának legegyszerűbb módja, ha beírja őket a rádióhullám-terjedés-előrejelző programba. Ez lehetővé teszi, hogy többé-kevésbé megbízható előrejelzést kapjon. Ezek a programok számításaik során további tényezőket is figyelembe vesznek, például a jelterjedési útvonalakat, mert a mágneses viharok hatása eltérő lesz a különböző útvonalakon.

Program hiányában önállóan is jó becsült előrejelzés készíthető. Nyilvánvalóan jók a napenergia-index magasabb értékei. Általánosságban elmondható, hogy minél intenzívebb az áramlás, annál jobbak lesznek a feltételek a magas HF sávokon, beleértve a 6 m-es sávot is, de az előző napi áramlást is szem előtt kell tartani. A magas értékek több napig tartó fenntartása az ionoszféra F2 rétegének magasabb fokú ionizációját eredményezi. Általában a 150 feletti értékek garantálják a jó HF-lefedettséget. magas szintek A geomágneses aktivitásnak van egy kedvezőtlen mellékhatása is, amely jelentősen csökkenti a MUF-et. Minél magasabb a geomágneses aktivitás szintje az Ap és Kp indexek szerint, annál alacsonyabb a MUF. A tényleges MUF értékek nemcsak a mágneses vihar erősségétől, hanem annak időtartamától is függenek.

Következtetés

Folyamatosan figyelje a nap- és geomágneses aktivitás indexeinek változásait. Ezek az adatok elérhetők a www.eham.net , www.qrz.com , www.arrl.org és még sok más weboldalon, és a terminálon keresztül is beszerezhetők DX klaszterekhez való csatlakozáskor. Jó futás HF-en olyan időszakokban lehetséges, amikor a szoláris fluxus több napon keresztül meghaladja a 150-et, miközben a K p index 2 alatt marad. Ha ezek a feltételek teljesülnek, ellenőrizze a sávokat - biztosan működik ott már valami jó DX!

Ian Poole, G3YWX: A napenergia-indexek megértése alapján készült

A szakmai szlengben a geomágneses megnyilvánulások egyik fajtáját mágneses viharoknak nevezik. Ennek a jelenségnek a természete szorosan összefügg a Föld mágneses szférájának a napszéláramlással való aktív kölcsönhatásával. A statisztikák szerint bolygónk lakosságának körülbelül 68% -a érzi ezeknek az áramlásoknak a hatását, amelyek időről időre megérkeznek a Földre. Éppen ezért a szakemberek azt javasolják, hogy a légkör változásaira különösen érzékenyek előre tájékozódjanak, mikor várhatók mágneses viharok, a havi előrejelzés honlapunkon mindig megtekinthető.

Mágneses viharok: mi ez?

Ha beszélni egyszerű nyelv, a Föld válasza a Nap felszínén fellépő kitörésekre. Ennek hatására oszcillációk lépnek fel, amelyek után a Nap töltött részecskék milliárdjait bocsátja ki a légkörbe. Felkapja őket a napszél, és nagy sebességgel viszi el őket. Ezek a részecskék néhány nap alatt elérhetik a Föld felszínét. Bolygónk egyedülálló elektromágneses mező amely védő funkciót lát el. A Földhöz közeledés pillanatában a felszínére merőlegesen elhelyezkedő mikrorészecskék azonban még a földgömb mély rétegeibe is képesek behatolni. A folyamat eredményeként a Föld mágneses tere reagál, amely rövid időn belül sokszorosan megváltoztatja jellemzőit. Ezt a jelenséget mágneses viharnak nevezik.

Mi az időjárás-függőség? Ha nélküle vagy látható okok rosszul érzi magát, ne rohanjon orvoshoz, várjon egy-két órát. Talán egy mágneses vihar túsza lett, amelyet az időjárás hirtelen változása okozott. Ennek megbizonyosodásához tanulmányozza a mágneses viharok előrejelzését 3 napig. Az időjárás változásai közé tartozik légköri nyomás, a levegő hőmérséklete és páratartalma, valamint a geomágneses sugárzás háttere. Ami a légköri nyomást illeti, ez a fő tényező a meteorológiai függőség kialakulásában. Azokat, akik nem reagálnak különösebben az időjárás változásaira, meteostabilnak nevezik. Ez azt jelenti, hogy súlyos működési zavarok vannak belső szervekés ezeknek a "szerencséseknek" nincs rendszerük. Testük kiváló formában van, könnyen alkalmazkodik a hirtelen légköri változásokhoz. Így a test bizonyos fájdalmas reakciói a meteorológiai mutatóktól függenek.

Figyelem! Lehetősége van ma online tájékozódni arról, hogy várhatóak-e mágneses viharok. Ehhez használja azt a diagramot, amely lehetővé teszi a geomágneses vihar közelgő megjelenését jelző online időjárási mutatók figyelését.

Mágneses viharok előrejelzése ma és holnap: online megfigyelés

• 0-1 pont- nincs mágneses vihar.
• 2-3 pont- gyenge mágneses vihar, nem befolyásolja a közérzetet.
• 4-5 pont- közepes mágneses vihar, enyhe rosszullét lehetséges.
• 6-7 pont- erős mágneses vihar, időjárásfüggő emberek vigyázzanak az egészségükre.
• 8-9 pont - nagyon erős mágneses vihar: fejfájás, hányinger, vérnyomás-emelkedés valószínű.
• 10 pont - extrém mágneses vihar: a legjobb otthon tölteni a napot, veszélyes vezetni.

A mágneses viharok hatása a közérzetre

Az időjárás változásaira legjellemzőbb reakciók a fejfájás és a szívfrekvencia növekedése. Ezeket a megnyilvánulásokat olyan tünetek kísérhetik, mint:

• a vérnyomás emelkedése;
• szédülés;
• gyengeség az egész testben;
• a végtagok remegése;
• álmatlanság;
• az aktivitás csökkenése;
• fokozott fáradtság.

Az emberek néhány napon belül megérezhetik a geomágneses vihar közeledtét. Az ebből fakadó rossz közérzetet a felsorolt ​​tüneteken túl az is magyarázza, hogy vihar idején a vér besűrűsödik. Ez megzavarja a normál oxigéncserét a szervezetben. Ezért az összeomlás, fülzúgás és szédülés.

Miért fontos, hogy az időjárásfüggő emberek nyomon kövessék a mágneses viharok előrejelzését? Az időjárásra érzékeny embereknek az orvosok erősen azt tanácsolják, hogy tanulmányozzák a holnapi mágneses viharok ütemtervét. Természetesen az ideális megoldás az előrejelzés néhány hétre előre történő figyelemmel kísérése, mivel a meteorológiai paraméterek hirtelen változása közvetlenül befolyásolja a szervezet működését. A vérnyomás felfelé ugrását tartják a legveszélyesebb reakciónak a mágneses viharokra. Végül is ez az állapot vérzést okozhat az agyban. Aki nem szenved súlyos betegségben, annak nem kell aggódnia. A kockázati csoportba tartoznak a szív, az erek és a légzőszervek patológiáiban szenvedők.

Hogyan előzhető meg az "időjárási" rosszullét kialakulása? Nagyon fontos a mágneses viharoknak való kitettség következtében fellépő rossz közérzet megelőzése. A meteorológiai "meglepetések" előestéjén a meteorológiai érzékenység megnyilvánulásainak elkerülése vagy legalábbis gyengítése érdekében megfelelő gyógyszereket kell szednie.

Mi gyengíti a mágneses viharok hatását a szervezetre? Ezekre a kérdésekre orvosának kell választ adnia, aki ismeri az Ön szervezetének jellemzőit. Fontos! A gyógyszer felírásakor a szakembernek figyelembe kell vennie a klinikai képet, valamint krónikus betegségeinek dinamikáját. Ne szedjen olyan gyógyszert, amely jelentős változásokat okozhat a szervezet működésében, kivéve, ha azt szakorvos írja fel.

• Napkozmikus sugarak (SCR) - protonok, elektronok, atommagok, amelyek a Napon kitörésekben keletkeztek, és a bolygóközi közeggel való kölcsönhatás után érték el a Föld pályáját.
• Magnetoszférikus viharok és szubviharok, amelyeket egy bolygóközi lökéshullám a CME-vel és a CME-vel kapcsolatban, valamint a nagy sebességű napszél-áramokkal összefüggésbe hozható a Földre;
• A napkitörések ionizáló elektromágneses sugárzása (IEI), amely a felső légkör felmelegedését és további ionizációját okozza;
• A relativisztikus elektronok fluxusának növekedése a Föld külső sugárzási övezetében, amely a nagy sebességű napszéláramok Földre érkezésével jár együtt.

Kozmikus szoláris sugarak (SCR)

A bolygóközi közeggel való kölcsönhatás után a fáklyákban keletkező energetikai részecskék - protonok, elektronok, atommagok - eljuthatnak a Föld pályájára. Általánosan elfogadott, hogy a teljes dózishoz a legnagyobb mértékben a 20-500 MeV energiájú napprotonok járulnak hozzá. A 100 MeV feletti energiájú protonok maximális fluxusa erős vaku 1956. február 23-án 5000 részecske per cm-2 s-1 volt.
(további részleteket lásd a "Nap-kozmikus sugarak" témakörben).
Az SKL fő forrása- napkitörések ritka esetek- a kiemelkedés (rost) romlása.

SCR mint a fő sugárveszélyforrás az OKP-ban

napenergia-folyamok kozmikus sugarak jelentősen megnöveli az űrhajósok, valamint a sarki útvonalakon magas tengerszint feletti magasságban közlekedő repülőgépek személyzete és utasai sugárveszélyes szintjét; műholdak elvesztéséhez és a használt berendezések meghibásodásához vezethet űrobjektumok. A sugárzás által az élőlényekben okozott károk köztudottan ismertek (további részletekért lásd a „Hogyan befolyásolja életünket az űridőjárás?” témakör anyagait), de emellett egy nagy dózisú sugárzás a telepített elektronikus berendezéseket is ellehetetlenítheti. az űrhajókon (lásd (bővebben a 4. előadáson és a külső környezet űrhajókra gyakorolt ​​hatásával, elemeivel és anyagaival foglalkozó témakörök anyagaiban).
Minél összetettebb és modernebb a mikroáramkör, annál kisebb az egyes elemek mérete, és annál nagyobb a meghibásodások valószínűsége, amelyek a hibás működéshez és akár a processzor leállásához is vezethetnek.
Adjunk egy szemléltető példát az SKL áramlására nagy energia befolyásolja az űrhajókra felszerelt tudományos berendezések állapotát.

Összehasonlításképpen az ábrán az EIT (SOHO) műszerrel készült fényképek láthatók a Napról, amelyeket azelőtt (2003. október 28-án, 07:06 UT) és egy erőteljes Napkitörés után, amely október 11:00 óra körül történt a Napon. 28, 2003, ami után A 40-80 MeV energiájú protonok NES fluxusa közel 4 nagyságrenddel nőtt. A jobb oldali ábrán látható "hó" mennyisége azt mutatja, hogy a készülék rögzítési mátrixa mennyire károsodik a fáklyás részecskeáramlás miatt.

Az SCR fluxusok növekedésének hatása a Föld ózonrétegére

Mivel a nagyenergiájú SCR részecskék (protonok és elektronok) nitrogén- és hidrogén-oxidok forrásai is lehetnek, amelyeknek a középső atmoszférában lévő tartalma meghatározza az ózon mennyiségét, hatásukat a fotokémiai modellezés és a megfigyelési adatok értelmezésekor figyelembe kell venni. a nap proton eseményeinek pillanatai vagy erős geomágneses zavarok.

Napi proton események

A 11 éves GCR variációk szerepe a hosszú távú űrrepülések sugárbiztonságának megítélésében

A hosszú távú sugárbiztonság értékelésekor űrrepülések(mint például a tervezett Mars-expedíció) szükségessé válik a galaktikus kozmikus sugarak (GCR) sugárzási dózishoz való hozzájárulásának figyelembevétele (további részletekért lásd a 4. előadást). Ezenkívül az 1000 MeV feletti energiájú protonok esetében a GCR és az SCR fluxusa összehasonlíthatóvá válik. Ha a Napon és a helioszférában több évtizedes vagy hosszabb időközönként zajló különféle jelenségeket vizsgáljuk, akkor ezek meghatározó tényezője a napfolyamat 11 és 22 éves ciklikussága. Amint az ábrán látható, a GCR intenzitása a Wolf-szám ellenfázisában változik. Ez nagyon fontos, mivel a bolygóközi közeg az SA minimumon gyengén perturbált, és a GCR fluxusok maximálisak. Magas ionizációs és mindent átható, minimális SA GCR időszakokban meghatározza az emberre nehezedő dózisterhelést az űrrepülések és a légi repülések során. A napmoduláció folyamatai azonban meglehetősen összetettnek bizonyulnak, és nem redukálhatók csak a Wolf-számmal való antikorrelációra. .

Az ábra a CR intenzitás modulációját mutatja a 11 éves napciklusban.

napelektronok

A nagy energiájú napelektronok térfogati ionizációt okozhatnak az űrhajókban, valamint "gyilkos elektronokként" működhetnek az űrrepülőgépekre szerelt mikrochipek számára. Az SCR áramlások miatt a sarki régiókban megszakad a rövidhullámú kommunikáció, és meghibásodások lépnek fel a navigációs rendszerekben.

Magnetoszférikus viharok és viharok

A naptevékenység megnyilvánulásának további fontos következményei, amelyek befolyásolják a Földközeli tér állapotát mágneses viharok erős (tíz és több száz nT) változás a geomágneses tér vízszintes komponensében a Föld felszínén alacsony szélességi körökön mérve. magnetoszférikus vihar- ez a Föld magnetoszférájában mágneses vihar során lezajló folyamatok összessége, amikor a magnetoszféra határának erős összenyomódása a nap oldaláról, a magnetoszféra szerkezetének egyéb jelentős deformációi, valamint energetikai részecskék gyűrűáramának alakulása a belső magnetoszféra.
Az „alvihar” kifejezést 1961-ben vezették be. S-I. Az Akasof az auroral zónában előforduló, körülbelül egy órás időtartamú auroral zavarok megjelölésére. Még korábban is öbölszerű perturbációkat azonosítottak a mágneses adatokban, amelyek időben egybeestek az aurorákban előforduló alviharral. magnetoszférikus vihar a magnetoszférában és ionoszférában zajló folyamatok összessége, amely a legáltalánosabb esetben a magnetoszférában zajló energiafelhalmozódás és annak robbanásszerű felszabadulása folyamatainak sorozataként jellemezhető. Mágneses viharok forrása− a nagy sebességű napplazma (napszél), valamint a CW és a hozzájuk kapcsolódó lökéshullám érkezése a Földre. A nagysebességű szoláris plazmaáramlások pedig szórványos, napkitörésekhez és CME-khez kapcsolódó, valamint kvázi-stacionárius, koronális lyukak felett keletkező áramlásokra oszthatók. (További részletekért lásd a 2. előadást).

Geomágneses indexek - Dst, AL, AU, AE

A geomágneses zavarokat tükröző numerikus jellemzők különböző geomágneses mutatók - Dst, Kp, Ap, AA és mások.
A Föld mágneses mezejének változásainak amplitúdóját gyakran használják a mágneses viharok erejének legáltalánosabb jellemzőjeként. Geomágneses index Dst információkat tartalmaz a geomágneses viharok során fellépő bolygózavarokról.
A háromórás index nem alkalmas a viharfolyamatok tanulmányozására, ezalatt egy vihar kezdődhet és végződhet. A mágneses tér fluktuációinak részletes felépítése az áramlatok miatt az aurális zónában ( auroral electrojet) jellemzi auroral electrojet index AE. Az AE index kiszámításához használjuk H-komponensek magnetogramja csillagvizsgálók, amelyek az auroral vagy szubauroralis szélességi fokon helyezkednek el, és egyenletesen oszlanak el a hosszúság mentén. Jelenleg az AE indexeket az északi féltekén, a geomágneses szélesség 60° és 70° közötti, különböző hosszúságokon elhelyezkedő 12 obszervatórium adataiból számítják. Az AL (a mágneses tér legnagyobb negatív variációja), az AU (a mágneses tér legnagyobb pozitív változása) és az AE (az AL és az AU különbsége) geomágneses indexeket is használják a szubviharok tevékenységének numerikus leírására.

Dst-index 2005 májusára

Kr, Ar, AA indexek

A Kp geomágneses aktivitás indexét háromóránként számítják ki a mágneses tér mérésével a Föld különböző részein található több állomáson. 0-tól 9-ig terjedő szintjei vannak, a skála minden következő szintje az előzőnél 1,6-2-szer nagyobb eltéréseknek felel meg. Az erős mágneses viharok 4-nél nagyobb Kp-szinteknek felelnek meg. A Kp = 9-es úgynevezett szuperviharok meglehetősen ritkán fordulnak elő. A Kp mellett az Ap indexet is használják, amely megegyezik a geomágneses tér változásainak átlagos amplitúdójával. a földgömb naponta. Nanoteszlában mérik (a Föld mezője kb
50 000 nT). A Kp = 4 szint megközelítőleg a 30-nak megfelelő Ap-nak, a Kp = 9 szint pedig a 400-nál nagyobb Ap-nak felel meg. Az ilyen indexek várható értékei alkotják a geomágneses előrejelzés fő tartalmát. Az Ap-indexet 1932 óta számítják, ezért a korábbi időszakokra az AA indexet használják - a két antipodális obszervatóriumból (Greenwich és Melbourne) 1867 óta számított átlagos napi eltérések amplitúdója.

Az SCR és a viharok összetett hatása az űridőjárásra az SCR mágneses viharok során a Föld magnetoszférájába való behatolása miatt

Szempontból sugárveszély, amelyet az ISS-típusú SC-pályák nagy szélességi fokon álló szegmensei SCR-folyamai hordoznak, nem csak az SCR-események intenzitását kell figyelembe venni, hanem a Föld magnetoszférájába való behatolásuk határait(lásd további 4. előadás). Sőt, ahogy az ábrán is látható, az SCR még kis amplitúdójú (-100 nT és kisebb) mágneses viharok esetén is elég mélyre hatol.

A sugárzási veszély becslése az ISS pályája magas szélességi körzeteiben az alacsony pályán lévő sarki műholdak adatai alapján

A sugárzási dózisok becslései az ISS röppályájának magas szélességi körzeteiben, az SCR Föld magnetoszférájába való behatolásának spektrumaira és határaira vonatkozó adatok alapján, az Universitetsky-Tatiana műhold adatai szerint a 2005. szeptemberi napkitörések és mágneses viharok során, összehasonlították a nagy szélességi körökben az ISS-en kísérletileg mért dózisokkal. Az ábrákon jól látható, hogy a számított és a kísérleti értékek megegyeznek, ami arra utal, hogy a kis magasságú poláris műholdak adatai alapján lehetséges a sugárzási dózisok becslése különböző pályákon.

Dózistérkép az ISS-en (SRK) és a számított és kísérleti dózisok összehasonlítása.

Mágneses viharok, mint rádiókommunikációs zavarok okai

A mágneses viharok erős zavarokhoz vezetnek az ionoszférában, ami viszont kedvezőtlenül befolyásolja az állapotokat rádióadás. Az auroral ovális szubpoláris régióiban és zónáiban az ionoszféra a magnetoszféra legdinamikusabb régióihoz kapcsolódik, ezért a legérzékenyebb az ilyen hatásokra. A nagy szélességi fokokon a mágneses viharok szinte teljesen blokkolhatják a rádiót több napra. Ugyanakkor más tevékenységi területek is szenvednek, például a légi forgalom. A geomágneses viharokhoz kapcsolódó másik negatív hatás a műholdak tájékozódási elvesztése, amelyek navigációja a geomágneses térben történik, amely vihar során erős zavarokat tapasztal. A geomágneses zavarok során természetesen a radarral is felmerülnek problémák.

A mágneses viharok hatása a távíró- és villanyvezetékek, csővezetékek, vasutak működésére

A mágneses viharok során fellépő geomágneses tér változásai a sarki és az aurális szélességi körökben (az elektromágneses indukció jól ismert törvénye szerint) másodlagos hatást generálnak. elektromos áramok a Föld litoszférájának vezető rétegeiben, sós vízben és mesterséges vezetékekben. Az indukált potenciálkülönbség kicsi, körülbelül néhány voltot tesz ki kilométerenként, de kis ellenállású, meghosszabbított vezetékekben - kommunikációs és távvezetékek (távvezetékek), csővezetékek, sínek vasutak - az indukált áramok összerőssége elérheti a tíz és száz ampert.
Az ilyen hatásoktól a legkevésbé védettek a kisfeszültségű felsővezetékek. Így a mágneses viharok során fellépő jelentős interferencia már a 19. század első felében Európában kiépült legelső távíróvonalakon is megfigyelhető volt. A geomágneses aktivitás a vasúti automatizálásban is jelentős gondokat okozhat, különösen a szubpoláris régiókban. Az olaj- és gázvezetékek sok ezer kilométeren át húzódó csöveiben pedig az indukált áramok jelentősen felgyorsíthatják a fémkorrózió folyamatát, amit a csővezetékek tervezésénél és üzemeltetésénél is figyelembe kell venni.

Példák a mágneses viharok elektromos vezetékek működésére gyakorolt ​​hatására

Egy súlyos baleset, amely 1989-ben a legerősebb mágneses vihar idején történt a kanadai villamosenergia-hálózatban, egyértelműen megmutatta a mágneses viharok veszélyét az elektromos vezetékekre. A vizsgálatok kimutatták, hogy transzformátorok okozták a balesetet. Az a tény, hogy az egyenáramú komponens a transzformátort nem optimális üzemmódba vezeti a mag túlzott mágneses telítettségével. Ez túlzott energiaelnyeléshez, a tekercsek túlmelegedéséhez, és végül az egész rendszer meghibásodásához vezet. Az ezt követő teljesítményelemzés minden erőművekÉszak-Amerika statisztikai összefüggést tárt fel a magas kockázatú területeken előforduló kimaradások száma és a geomágneses aktivitás szintje között.

A mágneses viharok hatása az emberi egészségre

Jelenleg vannak olyan orvosi vizsgálatok eredményei, amelyek bizonyítják a geomágneses zavarokra adott emberi reakció jelenlétét. Ezek a tanulmányok azt mutatják, hogy az embereknek meglehetősen nagy kategóriája van, akikre a mágneses viharok negatív hatással vannak: az emberi tevékenység gátolt, a figyelem eltompul, és a krónikus betegségek súlyosbodnak. Megjegyzendő, hogy a geomágneses zavarok emberi egészségre gyakorolt ​​hatásának vizsgálata még csak most kezdődik, és eredményeik meglehetősen ellentmondásosak és ellentmondásosak (további részletekért lásd a „Hogyan befolyásolja életünket az űridőjárás?” témakör anyagait).
Abban azonban a legtöbb kutató egyetért, hogy ebben az esetben az embereknek három kategóriája van: egyes geomágneses zavarok nyomasztó hatásúak, mások éppen ellenkezőleg, izgalmasak, míg mások nem reagálnak.

Az ionoszférikus szubviharok mint űridőjárási tényező

Az alviharok erős források elektronok a külső magnetoszférában. Az alacsony energiájú elektronok fluxusa erősen megnövekszik, ami jelentős növekedéshez vezet űrhajók villamosítása(a részletekért lásd az "Űrhajók villamosítása" témakör anyagait). Erős szubvihartevékenység során a Föld külső sugárzónájában (ERB) több nagyságrenddel megnövekszik az elektronfluxusok, ami komoly veszélyt jelent azokra a műholdakra, amelyek pályája ezt a tartományt keresztezi, hiszen kellően nagy mennyiségű helytöltés, ami a fedélzeti elektronika meghibásodásához vezet. Példaként említhetjük az Equator-S, Polag és Calaxy-4 műholdak fedélzetén lévő elektronikus műszerek működésével kapcsolatos problémákat, amelyek az elhúzódó vihartevékenység és ennek következtében a külső relativisztikus elektronok nagyon magas fluxusa miatt merültek fel. magnetoszféra 1998 májusában.
Az alviharok a geomágneses viharok szerves kísérői, azonban a vihar tevékenységének intenzitása és időtartama kétértelmű összefüggésben van a mágneses vihar erejével. A "vihar-alvihar" kapcsolat egyik fontos megnyilvánulása a geomágneses vihar erejének azon minimális geomágneses szélességre gyakorolt ​​közvetlen hatása, amelyen a vihar kialakul. Erős geomágneses viharok során az alvihartevékenység magas geomágneses szélességekről leszállhat, elérve a középső szélességeket. Ebben az esetben a középső szélességi körökön a rádiókommunikáció megszakadása lesz, amelyet a szélvihar tevékenysége során keletkező energetikai töltésű részecskék ionoszférára gyakorolt ​​zavaró hatása okoz.

A nap- és a geomágneses aktivitás kapcsolata - jelenlegi trendek

Néhány kortárs alkotások Az űridőjárás és az űrklíma problémájának szentelve a nap- és a geomágneses tevékenység szétválasztásának szükségességét fejezi ki. Az ábra a hagyományosan az SA mutatójának tekintett átlagos havi napfoltértékek (piros) és a geomágneses aktivitás szintjét mutató AA index (kék) közötti különbséget mutatja. Az ábráról látható, hogy nem minden SA ciklusnál figyelhető meg az egybeesés.
A lényeg az, hogy a szórványos viharok, amelyek felelősek a fáklyákért és a CME-kért, vagyis a Nap zárt térvonalú vidékein előforduló jelenségekért, nagy arányt képviselnek az SA maximumokban. Az SA minimumokban azonban a legtöbb vihar ismétlődő, amit a nagy sebességű napszél-áramok a Földre érkezve okoznak, amelyek koronalyukakból – nyílt mezővonalakkal rendelkező régiókból – áramlanak. Így a geomágneses aktivitás forrásai, legalábbis az SA minimumok esetében, lényegesen eltérő jellegűek.

A napkitörésekből származó ionizáló elektromágneses sugárzás

Külön meg kell említeni a napkitörésekből származó ionizáló elektromágneses sugárzást (ERR), mint az űridőjárás másik fontos tényezőjét. Csendes időkben az IEI szinte teljesen elnyelődik nagy magasságban, ami a levegő atomjainak ionizációját okozza. A napkitörések során a Napból érkező EPI fluxusok több nagyságrenddel megnövekednek, ami bemelegítésés a felső légkör további ionizációja.
Ennek eredményeként fűtés az IEI hatására, a légkör „felpuffad”, azaz. sűrűsége rögzített magasságban erősen megnő. Ez komoly veszélyt jelent a kis magasságú műholdakra és az emberes operációs rendszerre, mert a légkör sűrű rétegeibe kerülve az űrhajó gyorsan magasságot veszíthet. Ilyen sors jutott a Skylab amerikai űrállomásra 1972-ben egy erőteljes napkitörés során – az állomásnak nem volt elég üzemanyaga ahhoz, hogy visszatérjen korábbi pályájára.

A rövidhullámú rádiósugárzás elnyelése

A rövidhullámú rádiósugárzás elnyelése annak az eredménye, hogy az ionizáló elektromágneses sugárzás érkezése - a napkitörések UV- és röntgensugárzása további ionizációt okoz a felső légkörben (további részletekért lásd a "Tranziens fényjelenségek a Föld felső légkörében" témakör anyagait "). Ez a rádiókommunikáció romlásához vagy akár teljes leállásához vezet a Föld megvilágított oldalán több órára.)