Магнитосферные воздействия

Современная техника по мере развития становится все более чувствительной к воздействию геомагнитных штормов.

Это делает уязвимой современную цивилизацию, зависимость которой от высокотехнологичной инженерной инфраструктуры и, в первую очередь от ее электроэнергетической составляющей, с каждым годом усиливается.

Валентин Александрович Сушко и Дмитрий Александрович Косых подготовили обзорный материал, в котором убедительно показали практическую значимость изучения космической погоды и повышения инфраструктурной устойчивости к ее влиянию.

Валентин Сушко, доцент кафедры ТОЭ и РЗА, Чувашский ГУ	Дмитрий Косых, руководитель отдела разработки устройств, ОАО «ВНИИР»
г. Чебоксары

ГЕОМАГНИТНЫЕ ШТОРМЫ
Угроза для электроэнергетических систем

11-летний цикл солнечной активности характеризуется довольно быстрым, в среднем примерно за 4 года, увеличением числа солнечных пятен, а также другими проявлениями солнечной активности, а затем более медленным 7-летним её спадом. Последние 2 цикла ознаменовались рядом солнечных бурь и вызванных ими геомагнитных штормов (ГМШ), в результате которых был нанесен значительный ущерб в ряде стран таким техническим системам, как электроэнергетика (из-за выхода из строя основного оборудования и системных аварий), авиационное сообщение (из-за вынужденного изменения маршрутов и сроков авиарейсов), радиосвязь и телекоммуникации, выходили из строя спутники, повреждались трубопроводы.

Наиболее опасна уязвимость электроэнергетических систем (ЭЭС) при воздействии на них ГМШ, т.к. большинство технических и экономических систем и подсистем современного этапа развития зависят от электроэнергетики. Продолжительное нарушение электроснабжения на больших территориях может создать угрозу национальной безопасности целых стран.

СОЛНЕЧНЫЕ БУРИ И ГМШ

Солнечная буря начинается с развития центра активности на Солнце, появления на поверхности погруженных магнитных силовых трубок и выхода их над поверхностью фотосферы. На фотосфере появляется пара пятен противоположной полярности, а через несколько дней темные узелки становятся более яркими. Яркие области называются факелами.

Область факелов и магнитных областей увеличивается, а центр активности достигает развития через 10–15 дней. Вокруг главных пятен появляются многочисленные мелкие пятна. Затем в центре активности за короткое время (~2•10³ c) происходит преобразование значительного количества энергии (10³²–10³³ эрг), называемое солнечной бурей. Оптически буря проявляется как внезапное увеличение яркости излучения центра активности, называемое солнечной вспышкой. Во время солнечной вспышки происходит выброс солнечных частиц: электронов и протонов с энергией от 1 кэВ до 100 МэВ с суммарной энергией до 10³² эрг [1].

Генерируются ударные волны, распространяющиеся через плазму солнечного ветра. Высоко выбрасываются облака плазмы, некоторые из которых достигают земной орбиты. В солнечном ветре быстрыми частицами генерируется ударная волна, опережающая облако солнечной плазмы, летящей со скоростью 500–1000 км/с.

ГМШ – это резкое столкновение магнитосферы Земли с межпланетными возмущениями, слагающимися из ударной волны, следующего за ней солнечного ветра и, наконец, облака плазмы.

ГМШ состоит из 3 фаз. Он начинается, когда межпланетная ударная волна достигает магнитосферы и сжимает ее.

После внезапного начала ГМШ наблюдается спокойный период от 10 мин. до 6 ч., связанный с взаимодействием солнечного ветра за фронтом ударной волны с магнитосферой.

Начало главной фазы происходит с появлением на орбите Земли облака плазмы, следующего за ударной волной, с внезапным увеличением соотношения α-частиц по отношению к протонам от 0,05 до 0,2 и изменением направления межпланетного магнитного поля в солнечном ветре за ударным фронтом от северного к южному. Из-за увеличения количества тяжелых α-частиц происходит сжатие магнитосферы и планетарный рост напряженности магнитного поля.

Эта фаза характеризуется последовательностью взрывоподобных процессов, называемых магнитосферными бурями.

Конвекция магнитосферной плазмы к Земле и токи вдоль силовых линий приводят к ускорению и разогреву частиц плазмы до 107 К и более. Часть горячей плазмы и образует во время бури протонный пояс (так называемый кольцевой ток) и внешний радиационный пояс (электронный). Магнитный эффект протонного пояса на поверхности Земли проявляется в виде уменьшения горизонтальной составляющей геомагнитного поля в низких и средних широтах. Горячая плазма в высоких широтах приводит к появлению полярных суббурь.

В период главной фазы бури нейтральный состав верхней атмосферы и ионосферы в средних широтах оказывается сильно возмущенным.

Во время ГМШ заряженные частицы коронального вещества взаимодействуют с магнитосферой-ионосферой Земли и вызывают электроструйные токи в миллионы ампер, которые наводят ЭДС на поверхности Земли, приводящие к появлению геомагнитных индуцированных токов (ГИТ) в металлических токопроводящих системах, таких как ЛЭП, стальных трубо­проводах, кабелях и железных дорогах. ГИТ представляют собой квазипостоянные токи, т.к. период их изменения составляет от секунд до десятков минут [2].

Величина ГИТ в ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения определяется наведенной ЭДС вдоль трассы ЛЭП (определяемой координатами географической долготы и широты начала и конца ЛЭП) и активным сопротивлением постоянному току трех фаз ЛЭП, трансформаторов с обмотками высокого напряжения, соединенными в звезду, и сопротивлениями заземления их нейтралей. ГИТ накладываются на переменный ток промышленной частоты, протекающий по обмоткам трансформаторов и автотрансформаторов, и приводят к однополупериодному магнитному насыщению железа их магнитопроводов и нагреву как обмоток трансформаторов, так и железа из-за большого значения гармоник, а далее к нагреву трансформаторного масла. Амплитуда тока в обмотках высокого напряжения может превышать при больших ГИТ номинальное значение в несколько раз, как и при бросках тока намагничивания.

КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА. РЕТРОСПЕКТИВА

• В историческом плане наиболее сильный ГМШ за последние 150 лет произошел с 28 августа по 4 сентября 1859 г. и назван «событием Каррингтона» (по фамилии астронома-любителя Каррингтона, который 1 сентября наблюдал яркую вспышку на Солнце). Все эти дни полярные сияния повсеместно наблюдались ниже номинальной широты этого явления (55–65° магнитных широт): в Вест-Индии, Ямайке, Сан-Сальвадоре и на Кубе. Яркость полярных сияний в ряде мест была такой, что можно было ночью читать газету.
Показания магнитографов зашкаливали. Единственная в то время развитая техническая система, основанная на электричестве (телеграф), повсеместно выходила из строя, телеграфные линии искрили, а несколько станций сгорели.

• В [3] приводятся данные по воздействию ГМШ на ЭЭС в США и Канаде в 1940 г., когда было временно нарушено электроснабжение в Новой Англии, в штатах Нью-Йорк, Пенсильвания, Миннесота, в провинциях Квебек и Онтарио.

• Одним из экстремальных ГМШ, нанесшим большой ущерб энергосистемам Канады и США, был супершторм в марте 1989 г. Во время этого ГМШ мощный солнечный магнитный импульс вызвал в пяти ЛЭП 735 кВ протяженностью 1000 км ЭЭС «Гидро–Квебек» большие значения ГИТ, насыщение сердечников трансформаторов, резкое увеличение потребления реактивной мощности, снижение напряжения. В результате эти ЛЭП с нагрузкой 9,5 ГВт были отключены, что привело к развалу ЭЭС и потере мощности 21,4 ГВт. Без электроснабжения оказались около 6 млн человек в течение 9 часов.
Во время этого ГМШ на Салемской АЭС в Нью-Джерси вышла из строя группа однофазных повышающих трансформаторов 24/500 кВ общей мощностью 360 МВА в результате обугливания изоляции обмоток фаз А и С. Это было самое серьезное событие из 200 происшествий в Североамериканской ЭЭС, связанных с отказами и отключениями оборудования во время этой аварии [2].
Большие ГИТ наблюдались и в Северной Европе. Мощный трехфазный трансформатор на юге Швеции подвергся воздействию ГИТ около 330 А. В течение 50 минут следовали отключения потребителей.

• В 1994 г. после начала сильного ГМШ на АЭС Maine Yankee полностью вышел из строя трансформатор сверхвысокого напряжения.

• В 1998–2000 гг. в Индии сгорели 7 блочных трансформаторов с фазной мощностью 200 МВА каждый. К расследованию причин этих аварий индийская сторона привлекла члена-корреспондента РАН Г.Н. Александрова. Им было установлено [4], что у трансформаторов обуглилась изоляция и были прогары стали в области нейтрали, что свидетельствовало о насыщении стали трансформаторов. Выход трансформаторов из строя происходил по ночам. В [4] был сделан вывод о том, что насыщение стали трансформаторов происходило при их работе на емкостную нагрузку (ЛЭП 400 кВ при снижении передаваемой активной мощности). Однако это не объясняет того, что нигде, кроме Индии, в подобных режимах трансформаторы не выходили из строя, в том числе в России, где в Московском кольце ЛЭП сверхвысокого напряжения десятки лет функцио­нирует большое количество трансформаторов.
Следует отметить, что в России в то время о возможном воздействии ГМШ на трансформаторы среди специалистов-энергетиков мало кто слышал, и аварии в Индии не связывали с возможным воздействием на них ГИТ.

• В конце октября–начале ноября 2003 г. случился самый крупный ГМШ за последние три десятилетия. В Северной Европе произошли перегревы трансформаторов и возникла системная авария с последующим отключением потребителей. В США были нарушены 59% функций спутников и потерян спутник ADEOS-2 стоимостью 640 млн долларов. Навигационное обслуживание авиации было нарушено на 30 часов на большей части территории США из-за воздействия ГМШ на систему позиционирования GPS.

• В [5] со ссылкой на зарубежные источники приводятся данные о воздействии ГМШ на энергосистемы в разные годы: 1957, 1958, 1968, 1970, 1972, 1974, 1979, 1982, 1989, 1990, 2000, 2003.
Очередной солнечный цикл начался с появления солнечной вспышки в августе 2011 г. Последний по времени ГМШ произошел в январе 2012 г. [6].

КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗА РУБЕЖОМ

Для промышленно развитых стран в настоящее время одной из актуальных задач является мониторинг солнечных бурь, заблаговременное предупреждение о ГМШ, разработка и реализация организационно-технических мероприятий по противодействию разрушительной силе ГМШ для энергосистем, т.к. социальный и экономический ущерб от аварий и выхода из строя основного оборудования может быть сопоставим или может даже превзойти ущерб от крупнейших аварий на Чернобыльской АЭС в СССР и на АЭС «Фукусима-1» в Японии.
Работы по противодействию ГМШ на функционирование электроэнергетических систем, включая прогнозирование, предупреждения о солнечных вспышках и выбросах коронального вещества в сторону Земли, ведутся в странах, в которых воздействие ГМШ уже приводило к системным авариям в ЭЭС и к повреждению основного электрооборудования. Это прежде всего США, Канада, страны Северной Европы (Швеция, Норвегия, Финляндия, Англия), КНР, ЮАР, Япония.

Однако очевидно, что только в США угроза экстремальных ГМШ для ЭЭС и других технических систем признана на уровне правительственных и государственных структур как угроза национальной безопасности и отнесена к редким событиям, вызывающим тяжелые последствия. Отметим, что разработка и реализация организационно-технических мероприятий по предотвращению тяжелых последствий, вызываемых редкими событиями, не является каким-то американским ноу-хау. Так, еще в 70-е годы прошлого века в СССР одним из основных требований при проектировании, строительстве и эксплуатации АЭС являлось требование обеспечения нормального функционирования АЭС во время максимальных расчетных землетрясений, происходящих 1 раз в 150 лет в месте расположения АЭС. Это же требование сохраняется и сейчас в России в отношении вновь строящихся АЭС.

В США уже 20 лет назад ставилась задача разработать меры по заблаговременным прогнозам и предупреждению о ГМШ и меры противодействия их разрушительной силе при максимальных ГМШ, происходящих 1 раз в 100 лет, и при менее мощных ГМШ, происходящих 1 раз в 10 лет.

Основные результаты масштабных работ:

• по созданию космической спутниковой группировки и наземных средств наблюдения для непрерывного мониторинга космической погоды и воздействия ГМШ на аппаратуру спутников;
• по оценке разрушительного воздействия ГМШ на электроэнергетические системы и социальных и экономических последствий этих воздействий;
• по созданию средств противодействия разрушительной силе ГМШ для технических систем были опубликованы в рабочем отчете Национальной академии наук (NAS) «Угроза космической погоды: социальные и экономические последствия» (2009 г.) [7] и в отчете Североамериканского совета по надежности электроснабжения (NERC) «Воздействие геомагнитных возмущений на большие энергетические системы» (февраль 2012 г.) [2].

В соответствии с правительственным распоряжением компания Metatech Corporation выполнила исследование потенциального воздействия на энергосистему США серьезных ГМШ и представила отчет Федеральному агентству по чрезвычайным ситуациям.

В качестве расчетных условий для возможного экстремального ГМШ был выбран ГМШ 1921 года, когда показатель величины изменения индукции магнитного поля Земли составил 5000 нТл/мин. и оказался в 10 раз выше такого же показателя ГМШ в 1989 г. в Квебеке. Воздействие ГМШ 1921 г. было смоделировано на инфраструктуре современной энергосистемы США с расчетом наведенных геомагнитных псевдопостоянных токов в наиболее мощных силовых трансформаторах по каждому штату США и определена вероятность их выхода из строя.

По мнению американских ученых, характер угрозы заключался в том, что в результате ожидаемой вспышки на Солнце мог произойти так называемый корональный выброс плазмы в сторону Земли, который вызвал бы 21 сентября 2012 г. низкочастотные колебания магнитосферы Земли и появление наведенных ЭДС на ЛЭП. Эти низкочастотные ЭДС привели бы к насыщению стальных сердечников силовых трансформаторов и выходу их из строя через 90 секунд. В этом случае в США могли бы сгореть 350 ключевых трансформаторов, из строя вышли бы все энергосистемы и без электроснабжения остались бы более 130 миллионов жителей США. Из-за косвенных последствий и паралича экономики в течение года могли умереть миллионы людей. Подобные последствия этой вспышки на Солнце ожидались бы и в других странах.

Трагическое событие в прошлом году не произошло, но расчеты показали, какие последствия оно могло принести населению всей нашей планеты. Также это несбывшееся предсказание заставило многих понять, что пока ученые и специалисты различных ведомств, в том числе и военных, не в силах предсказать, что, когда и где может произойти на Земле. Взрыв метеорита над Челябинской областью в феврале 2013 года только подтверждает данное предположение, поскольку предупредить о его появлении не смог никто.

КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА. ИССЛЕДОВАНИЯ В РОССИИ

До 2010 г. ни широкой общественности в России, ни большей части специалистов-электроэнергетиков практически не было известно об угрозе вспышек на Солнце и вызываемых ими ГМШ для нормальной работы ЭЭС.

В [8, 9, 10] либо пересказывались основные угрозы для энергосистем и населения в результате возможной солнечной вспышки, вытекающие из доклада NAS [7], либо подвергались сомнению какие-то предсказания в отношении сроков экстремального ГМШ, его масштабов и неотвратимости.

Приводились мнения российских астрономов о том, что, хотя вспышки на Солнце происходят по 3–4 раза за солнечный цикл, не каждая наносит удар по магнитосфере Земли. К примеру, в 2009 г. российский спутник «Коронас-Фотон» зафиксировал, при наличии до этого минимальной активности Солнца, выброс вещества из солнечной атмосферы в десятки миллиардов тонн. Длина протуберанца достигала 600 тыс. км. Выброшен он был в сторону Марса и двигался со скоростью несколько сотен километров в секунду. По мнению ученых, если бы такой протуберанец достиг Земли, то сохранение жизни на нашей планете было бы поставлено под вопрос.
Ученые Центра прогнозирования космической погоды РАН признали, что Солнце в последнее время ведет себя непредсказуемо. Например, впервые был зафиксирован эффект «черного Солнца», когда во время солнечного затмения солнечная корона вообще не наблюдалась на фоне черного диска Луны. Такой низкой активности Солнца ранее не наблюдалось. Астрономы говорят, что Солнце «затаилось».

Сейчас на Солнце наблюдается зона пониженной температуры примерно на 1200 градусов в виде темной полосы вдоль меридиана длиной около 4 млн км. Недалеко от нее появилось темное пятно, по площади близкое к площади сечения Земли. Астрономы всего мира с тревогой наблюдают за развитием этого явления.
Следует отметить, что до сих пор ученые Центра прогнозирования космической погоды Российской академии наук пользуются данными американских спутников, т.к. возможности российских спутников несопоставимо малы по сравнению с возможностями группировки спутников США, которые ведут наблюдение за Солнцем и околоземным космическим пространством.

КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА. ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Начальным этапом координации работ различных ведомств и структур в США по вопросам космической погоды можно считать 30 октября 2003 г., когда Комитет палаты по науке и Подкомиссия по окружающей среде, технологии и стандартам проводили слушания по космической погоде и об обязанностях различных агентств и ведомств по сбору, распространению и использованию данных о космической погоде. В слушаниях приняли участие представители Национального океанического и атмосферного управления (NOAA), NASA, ВВС США и различных отраслей промышленности.

Комитет по Солнцу и физике космоса (CSSP) Национального совета по исследованию космического пространства (NRC) пришел к выводу о необходимости систематической оценки социального и экономического воздействия космической погоды.

В качестве первого шага в оценке социально-экономических последствий чрезвычайных событий космической погоды 22–23 мая 2008 г. в Вашингтоне был проведен семинар под покровительством NRC.

Рассматривались прямые и сопутствующие эффекты серьезных событий космической погоды, состояние сервисной инфраструктуры космической погоды США, потребности пользователей космической погоды. Результаты обсуждения были изложены в отчете [7], который был подготовлен членами специального Комитета NRC по социальным и экономическим воздействиям серьезных событий космической погоды.

КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА. ОБЩЕСТВО

Космическая погода может вызвать отклонения в работе современных систем и повредить их инфраструктуру.

Министерство национальной безопасности США разработало схему национальной инфраструктуры, её связи и зависимости через экономику с целью разработки плана ее защиты. Инфраструктура страны представляет собой «систему систем» со сложными зависимостями и потребностями.

Центральным звеном в инфраструктуре является электроэнергия. Нарушение электроснабжения в течение нескольких дней или более может привести к исчерпанию резервов продуктов питания, воды, нарушить коммуникации, банковское дело, правительственные услуги. Потеря этих систем в течение существенного периода времени даже в одной области страны может затронуть всю страну и иметь международное воздействие.

Экономический ущерб для инфраструктуры страны во много раз превышает прямой ущерб от воздействия ГМШ. Так, прямой ущерб от ГМШ в 2003 г. был оценен в сумму от 4 до 10 млрд долларов США, а ущерб для социально-экономической сферы только за один год – от 1 до 2 трлн долларов США с временем восстановления 4–10 лет [7].

Поскольку системы становятся все более сложными и адаптируются в течение длительного времени, социально-экономические воздействия космической погоды, вероятно, будут увеличиваться.

Оценка рисков при воздействии событий космической погоды на инфраструктуру США может рассматриваться с использованием «Национального плана защиты инфраструктуры» (NIPP), который определяет понятие «риск» как функцию угрозы, уязвимости и последствий для страны. Такой план предусматривает:

• обнаружение и идентификацию потенциальных угроз;
• защиту для предотвращения фактического воздействия;
• смягчение потенциального воздействия введением системы избыточности и упругости противодействия;
• подготовку быстрой реакции на инцидент путем заблаговременной разработки кризисных планов ответа на инцидент, обучения, тренировок, готовности оборудования;
• быстрое восстановление функционирования компаний и правительственных организаций с использованием предшествующего планирования.

В [7] признается, что не все риски могут быть устранены. Однако для успешного решения этих проблем необходимо длительное взаимодействие между секторами инфраструктуры и государством, местными и федеральными органами власти.

Воздействие экстремальных ГМШ на технические системы можно отнести, по определению социологов, к редким событиям с серьезными последствиями.

Противодействие таким событиям трудно планировать, т.к. в современном обществе из-за взаимосвязи экономических и технических систем риски для одной части более широкой системы имеют тенденцию затрагивать другие части системы. Очевидно, необходимо рассматривать многовариантные противодействия таким редким чрезвычайным событиям, как события космической погоды.

КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА. КОНТРОЛЬ И ПРЕДСКАЗАНИЕ

В США ответственность за контроль и оказание услуг по космической погоде лежит на Центре предсказания космической погоды (SWPC), являющемся подразделением NOAA [2]. SWPC обеспечивает в реальном времени контроль и прогноз солнечных и геофизических событий, затрагивающих технологические системы. SWPC также является основным источником предупреждения Международного центра по обслуживанию космического пространства (ISES) и работе с национальными и международными партнерами.

В Канаде также имеется свой Центр предсказания космической погоды (CSWFC) Министерства природных ресурсов Канады.

Оба североамериканских центра космической погоды собирают данные в реальном времени о состоянии Солнца, гелиосферы, магнитосферы и ионосферы Земли и рассылают информацию, прогнозы, сигналы, предупреждения и тревоги заинтересованным пользователям.

Данные о космической погоде обеспечиваются активами NASA, NOAA и сектора защиты (прежде всего ВВС США).

Хотя спутники NASA на наземной орбите и орбитах вокруг Солнца предназначены прежде всего для научных исследований, они обеспечивают большую часть данных о космической погоде. Спутники NASA отслеживают солнечную активность из своих источников на Солнце, следят за распространением частиц солнечного ветра в космическом пространстве и их воздействием на Землю.

Космическая группировка США на околоземной орбите состоит из 21 спутника. При этом три спутника обеспечивают стереонаблюдение солнечной поверхности с охватом почти 360°. Два из них находятся на орбите Земли вокруг Солнца. Один опережает Землю на неделю, а другой отстает на неделю. Третий находится на орбите вокруг Солнца между Солнцем и Землей.

NOAA SWPC обеспечивает 39 видов информации о космической погоде. 38% информации идет от измерений наземных магнитометров (магнитометры находятся в ведении Геологической службы США (USGS), которая управляет магнитными обсерваториями и распределяет данные магнитометрических измерений в реальном времени), 7% – от наземных приборов ВВС США.

Международный масштаб геомагнитного индекса k_p суммирует глобальный уровень геомагнитной деятельности. NOAA оценивает ГМШ по 5 категориям:

1. G5 (k_p = 9) – чрезвычайный: проблемы снижения напряжения в ЭЭС, проблемы с РЗА, могут развиться системные аварии в ЭЭС с полным развалом и отключением потребителей. Может произойти повреждение силовых трансформаторов.
2. G4 (k_p = 8) – серьезный: проблемы со снижением напряжения, ложные срабатывания РЗА с отключением важных генераторов.
3. G3 (k_p = 7) – сильный: требуются меры по восстановлению напряжения, ложные тревоги на некоторых защитных устройствах.
4. G2 (k_p = 6) – умеренный: ЭЭС в высокоширотных областях могут испытать проблемы с напряжением, долговременные штормы могут вызвать повреждения трансформатора.
5. G1 (k_p = 5) – незначительный: могут произойти слабые колебания напряжения.

Данные со спутников позволяют предупредить о надвигающемся ГМШ за 14–96 часов до наступления его в магнитосфере Земли. В этом случае NOAA выпускает бюллетень «Геомагнитные штормовые часы» с указанием прогнозируемого геомагнитного индекса (незначительный ГМШ; главный ГМШ; серьезный ГМШ).

О неизбежности ГМШ за 30 минут до его наступления сообщает спутник ACE, и тогда выпускается «Внезапное предупреждение импульса» с указанием спроектированного геомагнитного индекса.

Новые возможности прогнозов продемонстрированы «Солнечной системой щита» (находится в NASA), которая может использоваться для смягчения воздействия ГИТ в ЭЭС [2]. Эта система позволяет представить информацию о местном геоэлектрическом состоянии области на поверхности Земли и предсказать фактические значения ГИТ, которые протекают через индивидуальные узлы системы электропередачи (подробнее о ведущихся в США в течение более 20 лет работах по противодействию вредному влиянию ГМШ на ЭЭС мы расскажем в следующей публикации).

ВЫВОДЫ

1. Такие природные явления, как экстремальные солнечные бури во время максимальной солнечной активности и вызванные ими геомагнитные штормы, в XIX веке и в первой четверти XX века не наносили большого ущерба экономике государств в связи с отсутствием или неразвитостью технологических систем, основанных на применении электричества и электроники.
   Однако технический прогресс во второй половине прошлого века привел к возрастанию чувствительности создаваемых технических устройств и систем к воздействию внешних электромагнитных полей, в том числе низкочастотных пульсаций геомагнитного поля Земли, вызванных солнечными бурями и геомагнитными штормами. При этом ряд технических систем начал отказывать в функционировании или выходить из строя. Это прежде всего, по значимости, электроэнергетические системы, радиосвязь, электроника спутников и других устройств.
2. Последние 2 цикла солнечной активности нанесли значительный прямой ущерб системам электроснабжения Канады, США и странам Северной Европы, а также аэронавигации США и Канады и спутникам США.
   Однако мультипликативный экономический ущерб для других отраслей, зависимых от бесперебойности электроснабжения, многократно превысил бы прямой ущерб, нанесенный только электроэнергетической отрасли.
3. Проведенные по поручению Правительства США исследования показали, что возможные в будущем геомагнитные штормы, сравнимые по силе с прошедшими в начале прошлого века, могут вывести из строя электроэнергетические системы, на длительное время оставить без электроснабжения 130 млн жителей США, разрушить экономическую и социальную инфраструктуру и создать угрозу национальной безопасности страны.
   Проводятся работы по повышению инфраструктурной устойчивости к техногенным воздействиям.
4. В США ведутся масштабные работы по мониторингу процессов, протекающих на Солнце и в околоземном космическом пространстве, которые обеспечивают 21 спутник и наземные станции для заблаговременного оповещения об угрозе и интенсивности геомагнитных штормов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Акасофу С.И., Чепмен С. Солнечно-земная физика. Часть 2 (перевод с английского). М.: Изд-во «Мир», 1975.
2. Effects of Geomagnetic Disturbances on the Bulk Power System: 2012 Special Reliability Assessment Interim Report //www.nerc.com
3. Буралков А.А., Кибардин В.В. О влиянии солнечных бурь на надежность энергосистем / Тезисы докладов Международного научно-технического конгресса «Энергетика в глобальном мире». Красноярск. 16–18 июня 2010.
4. Александров Г.Н. Особенности магнитного поля трансформаторов под нагрузкой // Электричество. 2003. № 5.
5. Скопинчев В.А., Маркитанов Д.В. Влияние космических факторов на повреждаемость в электрических сетях // Энергетик. 2012. № 10.
6. Научно-исследовательский институт электроэнергетики США опубликовал данные по солнечной активности // Приложение к журналу «Электроэнергия. Передача и распределение». № 3 (12) 2012.
7. Severe Space Weather Events – Understanding Societal and Economic Impacts: Workshop report. The National Academies press. Washington, D.C. //www.nap.edu/catalog/12507.html
8. Наумов К. Лжепророчества или NASA предупреждает…//www.ru-an.info/news_content.php?id=660
9. Лаговский В. Академия наук США ожидает конца света в 2012 году //kp.ru/daily/24272/467940/
10. Конец света может вызвать Солнце //www.2012-apocalypse.ru/news

Рейтинг публикации:

1

Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в: