Влияние магнитных бурь на технику

Эксперты рассказали, как магнитные бури влияют на человека и технику

Магнитные бури часто оказывают негативное влияние на человека и технику. Метеочувствительные люди испытывают недомогание во время резкого изменения погоды. РИА Новости выяснило, как позаботиться о себе во время магнитных бурь. Одной из частых причин магнитных бурь являются вспышки на Солнце, которые высвобождают огромное количество энергии и заряженных частниц. По прогнозам ученых, магнитные бури случаются около 6 раз в год, особенно сильные из которых происходят в октябре. Во время геомагнитной бури люди часто жалуются на головную боль, повышенное давление, мигрени. По исследованиям ученых, во время магнитной бури повышается смертность от инфарктов и инсультов. Магнитные бури также способны причинить вред людям, воздействуя через технику и энергосистемы. Они образовывают электрический ток в металлических предметах и могут спровоцировать скачки напряжения. Случалось, что из-за сильной магнитной бури отключалась телефонная связь, вырубало электричество, происходили возгорания. Ученые отмечают, что магнитных бурь бояться не стоит. Однако лучше отключить ненужную электронику и заранее зарядить телефон. При плохом самочувствии врачи советуют принять теплую ванну, а при необходимости выпить обезболивающую таблетку.

Достижения РФ Стартапы Нейротехнологии AI и робототехника Электромобили

В России запущено крупнейшее в Европе производство кремниевых пластин
В Челябинске запущено производство промышленных роботов
Запущено производство российской офисной бумаги
В России разработали программу для дистанционного определения группы крови
В России разработали аналог AirTag от Apple
Во Владимирской области запустили роботизированное производство конвекторов
В России разработали дроны для сопровождения судов по Северному морскому пути
В России строят ядерный комплекс четвертого поколения
В Подмосковье запущено производство отечественных ноутбуков, серверов и принтеров
Ученые ТПУ создали установку для производства и сжигания композиционного топлива
В России разработали новую технологию создания костных имплантов
«Росатом» обеспечил литийионным накопителем энергии Краснополянскую ГЭС в Сочи
В «Росатоме» разработали двигатель для межпланетных путешествий

Магнитные бури: как позаботиться о здоровье и технике?

Interfax-Russia.ru – Капризы космической погоды: когда возникают магнитные бури и как они влияют на людей и технику?

Приближается магнитная буря

Очередная геомагнитная буря накроет Землю 19 февраля, следует из прогноза лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Института космических исследований (ИКИ) Российской академии наук (РАН) и Института солнечно-земной физики Сибирского отделения (СО) РАН.

Магнитные бури — это сильные возмущения магнитного поля Земли, которые длятся от нескольких часов до нескольких суток. Зависят они от космической погоды — это комплекс явлений и процессов в космическом пространстве, которые обусловлены вспышками на Солнце.

«Наше Солнце — это звезда, внутри которой проходят сложные процессы ядерного синтеза с огромным выделением энергии. Эту энергию ей приходится рассеивать в окружающее пространство в виде электромагнитного излучения и заряженных частиц (так называемый «солнечный ветер»). Иногда это проявляется в виде интенсивных солнечных вспышек, которые в свою очередь могут быть направлены в нашу сторону», — пояснил Interfax-Russia.ru сотрудник кафедры теоретической физики и волновых явлений Сибирского федерального университета (СФУ) Рустам Бикмурзин.

Важно позаботиться о технике

Сегодня человек с трудом может представить свою жизнь без электроприборов, компьютеров, спутниковых технологий. «Уникальный случай произошел почти два года назад: 30 января была длительная солнечная вспышка средней силы (класса М), а 3 февраля компания Илона Маска вывела 49 спутников Starlink на орбиту, но из-за вспышки атмосфера Земли разогрелась и сопротивление атмосферы повысилось на 50% по сравнению с предыдущими запусками, 40 спутников так и не смогли выйти на рабочую орбиту и сгорели в атмосфере», — рассказал Бикмурзин.

Как магнитные бури сказываются на здоровье?

Во время магнитных бурь некоторые люди могут отмечать плохое самочувствие. Они могут испытывать:

Слабость
Бессонницу
Головную боль
Скачки артериального давления
Приступы тахикардии

В группе риска, прежде всего, находятся люди, страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями и гипертоники, поскольку колебания геомагнитных бурь напрямую влияют на кровообращение. Им следует особенно внимательно следить за своим состоянием и заранее проконсультироваться со специалистом по поводу приема или увеличения дозы необходимых препаратов.

Во время магнитных бурь важно следить за артериальным давлением

Также во время магнитных бурь желательно избегать стрессов, ограничить употребление алкоголя, не курить и есть легкую, здоровую пищу. Кроме того, помогут здоровый сон и солевые ванны. Все это, как отмечают врачи, благотворно влияет на организм человека.

Вода: польза и вред. Почему нельзя пить слишком много воды и как пить правильно?

Кроме того, ученые кафедры космической физики и экологии радиофизического факультета Томского государственного университета (РФФ ТГУ) выяснили, что магнитные бури могут затормаживать реакцию человека.

В частности, специалисты исследовали характеристики сенсомотороных реакций у группы добровольцев при различных уровнях геомагнитной активности — от штиля до экстремальных бурь. В ходе экспериментов участники выполняли тесты слухо-моторной и зрительно-моторной реакции.

«Полученные результаты показали, что при возмущении магнитного поля Земли от четырех баллов и выше время сенсомоторных реакций существенно возрастало. Данный эффект может отчасти объяснять статистику МЧС по заметному увеличению количества ДТП, производственного травматизма и техногенных аварий, связанных с человеческим фактором в периоды геомагнитной возмущенности», — сообщили в вузе.

Для оценки полученных результатов исследователи использовали информационную систему «Локальный универсальный мониторинг», предложенную учеными из Крымского федерального университета и Института космических исследований РАН.

Обозреватель Наталья Пономарева

ПОГОДА
ВСПЫШКА
СОЛНЦЕ
солнечная активность
Магнитная буря
Геомагнитная буря
Метеозависимость
Северное сияние

Материалы по теме

Яндекс Новостях,
Яндекс.Дзен,
Google Новостях

Влияние магнитных бурь на аварийность систем электроэнергетики, автоматики и связи Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Авакян Сергей Вазгенович, Воронин Николай Анатольевич, Дубаренко Константин Андреевич

Рассмотрено влияние геомагнитных бурь на объекты техносферы и в первую очередь на электрические сети . Показано, что основной причиной аварийности на линиях электропередач и связи являются геомагнитно-индуцированные токи, генерируемые во время магнитных бурь переменными магнитными полями в проводящих системах. Рассмотрен дополнительный фактор, усиливающий эффекты геомагнитных бурь в техносфере, дрейф магнитного полюса в Северном полушарии в сторону арктического побережья России. Предложено создать единый «Центр гелиогеофизических проблем и прогноза воздействий на окружающую среду и техносферу», в том числе с использованием результатов мониторинга «Постоянный космический солнечно-магнитосферный патруль».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Влияние магнитных бурь на аварийность систем электроэнергетики, автоматики и связи»

при абсолютно неожиданном получении информации о чрезвычайной ситуации вызванные этим сообщением интенсивные биохимические реакции могут привести его к стрессу — полной потере работоспособности и даже потере сознания.

В случае же, когда проведена соответствующая подготовка к получению информации о чрезвычайной ситуации, в результате феноти-пической адаптации реакция и необходимые действия человека проходят с минимальным количеством ошибок.

Поэтому программы специального обучения и тренингов [3] должны учитывать указанные физиологические особенности организма человека.

Необходимая длительность работоспособности персонала при наступлении чрезвычайной ситуации в значительной степени зависит от конкретных обстоятельств.

Поэтому, имитируя наступление таких обстоятельств при обучении и тренировках, необходимо производить измерения физиологического состояния персонала по наиболее показательным параметрам и с использованием указанного выше способа по критерию времени восстановления функциональных сдвигов производить расчет ресурса его работоспособности.

Указанный критерий позволяет находить в программе подготовки «слабое звено», вызванное не недостаточным обучением тех или иных элементов их действий, а физиологическими особенностями организма человека, и максимально адаптировать эти программы к возможностям человека.

По результатам расчета возможно определить наиболее оптимальную схему организации работ.

Применение способа количественной оценки воздействия нагрузок показало также возможность определения оптимальных по содержанию тренировочных программ, где конечным результатом являются максимально слаженные действия личного состава с минимальной вероятностью ошибок.

Применение указанного способа оценки позволит количественно определить эффективность тех или иных конструкций тренажеров и тренингов, степень фенотипической адаптации оперативного персонала, периодичность повторения тренингов и установить тот уровень адаптации, при котором подготовленность оперативного персонала можно будет считать достаточной для осуществления оперативных мер при наступлении чрезвычайных ситуаций.

1. Доброборский, Б.С. Безопасность машин и человеческий фактор [Текст]: Монография / Б.С. Доброборский; под ред. проф. С.А. Волкова.— СПб., 2011.—115 с.

2. Патент РФ №2519576. Способ оценки величины воздействия на организм человека различных нагрузок [Текст] / Б.С. Доброборский, Е.Н. Кадыски-

на.—2000. Бюлл. № 33.

3. Магид, С.И. Научная методология в тренажерной подготовке персонала электроэнергетики РФ [Текст] / С.И. .Магид, Е.Н. Архипова, В.И. Беляев, Л.П. Музыка.— Сб. «Человеческий потенциал и надежность электроэнергетики» / Под ред. д.т.н., проф. С.И. Магида.— Краснодар-Москва. 2007.

С.В. Авакян, Н.А. Воронин, К.А. Дубаренко

ВЛИЯНИЕ МАГНИТНЫХ БУРЬ НА АВАРИЙНОСТЬ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ, АВТОМАТИКИ И СВЯЗИ

Изучение воздействия космических факто- вспышки и не наиболее энергичные частицы ров на техносферу показывает, что главный не- космоса (галактические и солнечные космиче-гативный эффект создают не сами солнечные ские лучи), проникающие сквозь атмосферу под-

час до земной поверхности, а геомагнитные бури. Это связано с энергетикой: энергия, выделяющаяся в околоземном космическом пространстве (ионосфера) в период магнитных бурь, многократно превышает и мгновенную и полную (для мощной бури — за сутки и более) долю всех остальных обусловленых вспышкой эффектов.

Гелиогеомагнитная (то есть совокупная солнечная и геомагнитная) активность воздействует практически на все объекты техносферы: электрические сети, трубопроводы нефтегазового комплекса и водоводы, системы теле-, радио-и спутниковой связи и космического позиционирования GPS и ГЛОНАСС. Максимальной величины эта опасность достигает в северных широтах — в авроральной зоне (область полярных сияний), однако ущерб от нее может быть столь велик, что ею занимаются и более южные страны, в частности Китай и Япония. В предлагаемой статье представлены результаты исследования роли космических факторов в нарушениях техносферной безопасности как при функционировании больших электрических систем, так и линий коммуникаций (связи и автоматики на железнодорожном транспорте). Это исследование актуально при анализе и прогнозе чрезвычайных ситуаций не только на объектах техносферы, но и на объектах экономики и социальной сферы [1, 2]. Обсуждается сценарий возможного влияния на техносферу северных территорий перемещения магнитного полюса северного полушария из Канады к арктическому побережью России, предсказываемого геомагнитологами.

Геомагнитноиндуцированные токи и большие электроэнергетические системы

В статье [4] исследовано влияние геомагнитных бурь на большие проводные (кабельные) системы, в первую очередь — на электрические сети. Показано, что основной причиной аварийности на линиях электропередач и связи являются геомагнитноиндуцированные токи, генерируемые в проводящих материалах во время магнитных бурь переменными магнитными полями. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Стратегия национальной безопасности страны включает совершенствование и развитие системы предупреждения чрезвычайных ситуаций, в том числе в энергетике и экологии. Это

особенно актуально в наше время, когда, с одной стороны, небывалыми темпами разрастается техносфера и растет ее давление на природу, а с другой стороны, уменьшается (из-за появления все более совершенных и утонченных технических разработок) уровень порога того воздействия, которое может привести к аварии. Повышению риска способствует и резко возрастающая компьютеризация процессов управления техническими системами. При этом во многих случаях не уменьшается роль человека-оператора. Интенсификация труда, увеличение психологических нагрузок при постоянном усложнении проводимой работы делают человеческий фактор одним из уязвимых моментов в цепи возможного возникновения аварийных ситуаций, поскольку одновременно усиливается и давление негативных экологических процессов.

Действительно, текущее развитие цивилизации — рост народонаселения и технический прогресс — отражаются в глобальных изменениях окружающей среды. Меняются и устоявшиеся, вызываемые вариабельностью активности Солнца природные циклы атмосферных и биосферных процессов, которые ответственны за погодно-климатические и биологические условия жизни человечества [4, 5]. Современная высокоразвитая техносфера оказалась уже способной влиять, например излучением мощных радиостанций, на ближнее околоземное космическое пространство — ионосферу и радиационные пояса Земли [6]. Такое влияние может осуществляться как непосредственно, так и по механизмам обратной связи, при этом многофакторность, многоканальность, многокомпо-нентность отрицательных воздействий на технические системы непрерывно возрастает вместе с увеличением масштаба этих систем и их усложнением.

Вклад Солнца в земные явления и процессы — предмет изучения в физике солнечно-земных связей [5]. Прежде всего представляют интерес результаты исследования трех проблем — «Солнце — техносфера», «Солнце — погода и климат» и «Солнце — биосфера, включая человека», хотя известно влияние солнечной активности на литосферу (землетрясения и вулканизм), а также на крупномасштабные процессы в океане и даже на скорость вращения Земли.

Главная проблема солнечно-земных связей до последнего времени — определение физических механизмов непосредственного воздействия факторов солнечной активности на различные земные объекты, включая техносферу. Дело в том, что основные последствия вспы-шечной деятельности Солнца вызваны двумя эффектами [7]: всплесками электромагнитного излучения в периоды солнечных вспышек и явлениями, которые связаны с последующим возникновением геомагнитных бурь. Во время вспышек наблюдается резкое усиление потоков ионизирующего — жесткого (крайнего) ультрафиолетового и особенно мягкого рентгеновского излучения Солнца, а в периоды геомагнитных бурь возникают корпускулярные высыпания (в основном электронов, а также протонов) из радиационных поясов Земли. Вспышечная деятельность Солнца сопровождается также усилением потоков корпускул из внешней части его атмосферы — короны. Это — так называемые солнечный ветер и выбросы корональной массы, имеющие высокие скорости направленного движения в сторону планет, включая Землю, и энергичные частицы — протоны солнечных космических лучей с энергией в десятки и сотни МэВ. Но ионизирующее излучение и корпускулярные потоки солнечного и геомагнитосферного происхождения полностью поглощаются в ионосфере, не доходя до земной поверхности несколько десятков километров [8]. И поэтому всегда стоял вопрос, каким образом основные факторы солнечно-геомагнитной активности могут влиять на атмосферные и биосферные явления, а также на техносферу. Нами при решении этой проблемы для пояснения солнечно-погодно-климатических и биосферных связей предложено использовать соответственно триггерные и резонансные физические механизмы [4—6]. Воздействие космоса непосредственно на техносферу обусловлено, как было описано, например в нашей статье [9], а более подробно — в [10], генерацией во время магнитных бурь особых геомагнитноиндуцированных токов — ГИТов, индуцированных по закону Фарадея переменными магнитными полями в проводящих системах, в том числе в стальных трубопроводах, линиях электропередач и связи (рис. 1) [11, 12]. Эти токи слабо изменяются во времени (их называют квазистационарными). Установлено, что наи-

Рис. 1. Геомагнитноиндуцированные токи (ГИТ): вариации ионосферных токов ДО, генерирующих электрическое поле ДО, вызывают ГИТ [11]

большую опасность они представляют для трансформаторов, понижающих напряжение при переходе от линий электропередачи к потребителям. Их рабочая частота — частота сети переменного тока (50—60 Гц), т. е. сильно превышает частоты паразитного воздействия ГИТов (типичные значения для периодов таких токов согласно [13] составляют от 0,01 до 1 ч).

Любые магнитные поля создаются электрическими токами, которые можно называть первичными, а ГИТ имеет смысл называть вторичными токами, поскольку они возникают, когда первичные токи являются переменными. Первичные переменные электрические токи, индуцирующие ГИТ, существуют в следующих областях:

в магнитосфере — кольцевые токи, ответственные за главную фазу магнитной бури, и токи в хвостовой части магнитосферы;

в ионосфере — наиболее интенсивные в ав-роральной зоне, а также экваториальный элек-троджет;

между ионосферой и магнитосферой — продольные токи, текущие по геомагнитным силовым линиям;

в земной коре — «теллурические токи»;

в атмосфере между Землей и ионосферой — токи, связанные с грозовой активностью, тайфунами и землетрясениями; часть этих токов течет в ионосфере [8].

Высыпания энергичных заряженных частиц из магнитосферы и радиационных поясов могут составлять часть продольных токов, но основной вклад высыпаний в ГИТ осуществляется по следующей схеме. Высыпающиеся в ионосферу частицы килоэлектронвольтных энергий создают дополнительную ионизацию на высотах 90— 120 км от земли и увеличивают проводимость в областях высыпаний, что по закону Ома ведет к усилению горизонтальных ионосферных токов и создаваемых ими магнитных полей. Изменения этих полей во времени (наиболее интенсивные при бурях и суббурях) по закону Фарадея индуцируют ГИТ в трубопроводах и электросистемах. Следует полагать, что вклад в ГИТы высыпаний электронов из радиационных поясов является наибольшим по сравнению с другими источниками магнитосферно-ионосферно-литосферной природы. Итак, воздействие корпускул, высыпающихся из радиационных поясов и из геомагнитосферы во время мощных геомагнитных бурь, создает в ионосфере добавочные токовые системы, которые через электрические поля генерируют ГИТы земной поверхности. Величина ГИТ больше в меридионально расположенных трубопроводах и линиях электропередач, поскольку в этом случае вариации магнитных полей на концах — наибольшие, а значит максимальных значений достигает и электродвижущая сила, вызывающая такие токи [12]. Такие токи постоянно рассматриваются как угроза работоспособности больших энергосистем, включая ускорение коррозии магистральных трубопроводов [14].

Ежегодно наблюдается до 20—70 (в зависимости от активности Солнца) сильных геомагнитных бурь с величиной планетарного индекса геомагнитной активности Кр, равным 6 и более [15], т. е. в среднем происходит каждую неделю одна, а то и две больших бури. При этом уровне активности эффекты бури проявляются уже на геомагнитных широтах 50°, что соответствует линии, проходящей южнее Братска, Новосибирска, Тулы. Вся территория к северу от этой линии охвачена бурей, включая зону полярных сияний. Примерно одна, еще более сильная геомагнитная буря (с Кр, равным 7 и выше) происходит раз

в 10—15 дней, и тогда уже практически вся Россия подвержена ее влиянию. Одно из главных проявлений мощных магнитных бурь — вторжение потоков энергичных корпускул (в основном электронов) в ионосферу на средних и высоких широтах.

В период типовой мировой магнитной бури наиболее сильные возрастания потоков электронов кэВ-энергий на умеренных и высоких геомагнитных широтах происходят в главную фазу бури (в течение двух-четырех часов) и на фазе восстановления, когда фиксируется рекуррентное возрастание, иногда до наивысших уровней, в течение десятков часов [7] (рис. 2). Усиления высыпающихся в ионосферу электронных потоков и, следовательно, ГИТ-ов в главную фазу и в фазу восстановления магнитной бури происходят до 300 раз и более, при этом в главную фазу такие изменения идут очень быстро. Такие экспериментальные данные получены радиометрами ГОИ им. С.И. Вавилова на спутнике «Космос-381» [7, 17] (рис. 2).

Действительно, при вариациях величины геомагнитного поля во время бури (с максимумом в центре главной фазы) сопровождающие эти изменения высыпания электронов из радиационных поясов испытывают в начале и в конце главной фазы резкие ослабления (до порога регистрации на период в течение 1,5—3 часов). Только в центре главной фазы они в средних широтах на 2—4 часа достигают максимальных значений — до уровня авроральных вторжений. Быстрые вариации интенсивных высыпаний хорошо проявляются в картинах мощных сияний в верхней атмосфере, причем внезапные их затухания, а затем всплески интенсивных свечений в главную фазу магнитной бури неоднократно наблюдались и космонавтами [17]. Подобные всплески ведут к мгновенным изменениям потенциалов на трубопроводах, что особенно опасно влияет на электрохимическую коррозию. Поскольку возрастания над уровнями добуревых эффектов (см. рис. 2) до 300 раз и более для высыпающихся потоков, а значит и в интенсивности ГИТ-ов, происходят чуть ли не целые сутки, то следует констатировать, что отключение катодной защиты во время сильной магнитной бури даже на одни сутки способно увеличить почти вдвое годовой эффект электрохимической коррозии трубопровода.

/Л X /Г\ // \ Л Л 1 \ 1 * зг4в-Л

Нужно ли выключать телефоны и другую технику во время магнитных бурь

Телефон / Фото: Freepik

С начала ноября Землю накрыла череда магнитных бурь. Одна из самых сильных произошла 5-го числа: сила метеоударов достигла уровня G3 при максимальном G5. По причине столь мощной магнитной бури в ночь на 6 ноября в Алтайском крае можно было увидеть редчайшее для нашего региона явление – северное сияние. Специалисты предупреждают, что геомагнитные бури могут негативно повлиять на самочувствие людей и даже вывести из строя технику. Поскольку бури могут повториться, рассказываем, как спасти технику и защитить свое здоровье.

Что такое «магнитные бури»?

Фото: pxhere.com

Правда ли, что 10 ноября на Земле ожидается сильная магнитная буря?

Магнитные бури – это возмущения магнитного поля Земли, которые нарушают его обычный ход и длятся от нескольких часов до нескольких суток. Они возникают из-за солнечных вспышек, которые высвобождают потоки энергии и заряженных частиц. Геомагнитные бури вызывают полярные сияния, могут негативно влиять на орбитальную и земную технику, а некоторые люди ощущают ухудшение самочувствия.

Как геомагнитные бури влияют на технику?

Специалисты отмечают, что магнитные бури образовывают электрический ток в металлических предметах, поэтому способны воздействовать на технику, энергосистемы и могут спровоцировать скачки напряжения. Были случаи, когда из-за сильных геомагнитных бурь отключалась телефонная связь, вырубало электричество и даже происходили возгорания.

Чаще всего во время магнитных бурь страдают космические спутники, их даже может выкинуть с орбиты. Например, такое произошло в феврале 2022 года, писал РБК со ссылкой на американскую аэрокосмическую компанию SpaceX.

«К сожалению, спутники, развернутые в четверг, были сильно повреждены геомагнитной бурей в пятницу», – говорилось в сообщении.

Также из-за сильных магнитных бурь есть риск остановки работы GPS, перебоев в мобильной связи и сигналах спутникового ТВ. Реже под удар попадают линии электропередачи и трансформаторы. В этом случае чаще всего проблема возникает со старым оборудованием.

То есть во время магнитных бурь нужно выключать телефоны и телевизоры?

Специалисты говорят, что телефоны, телевизоры и прочая бытовая техника все-таки не настолько чувствительна к магнитным бурям, поэтому вряд ли они могут пострадать. Но если вы сильно волнуетесь, то можете подстраховаться, отключить электронику и заранее зарядить телефон.

Насколько серьезно влияют магнитные бури на здоровье людей?

Влияние колебаний магнитного поля на организм человека пока недостаточно изучено. Но некоторые люди в это время часто жалуются на слабость, головную боль, повышенное давление и мигрени. А также в период колебания магнитного поля смертность от инфарктов и инсультов повышается. Врачи отмечают, что геомагнитные бури влияют только на метеочувствительных людей.

Таким гражданам в это время следует избегать повышенных нагрузок, пить больше воды и высыпаться. А еще особенно осторожными нужно быть людям с сердечно-сосудистыми заболеваниями.