Буря столетия⁠⁠

Буря столетия

Солнце-самый важный источник энергии для поддержания жизни на Земле, оно даёт свет и тепло, необходимые для растительного и животного мира, управляет нашей погодой. И по мере того как наша цивилизация становится более развитой, мы становимся более уязвимыми к воздействию солнечных (магнитных) бурь. Современная техногенная цивилизация уязвима перед подобными событиями — солнечные бури, взаимодействуя с магнитным полем Земли, вызывают множество различных разрушительных эффектов, которые в свою очередь приводят к перебоям в подаче электроэнергии, снижению функциональности коммуникационных систем, проблемам в работе спутников.

Система предупреждения о солнечных бурях

Вспышки порождают потоки фотонов рентгеновского и УФ-диапазона, которые вызывают возмущения ионосферы, нарушая радиосвязь, и разогревают атмосферу, в результате чего она «вспухает», что приводит к торможению низкоорбитальных спутников. Ионосферные возмущения также «сбивают с толку» загоризонтные радары, системы раннего предупреждения о ракетном нападении (что, вообще говоря, чревато глобальной войной!) и системы спутниковой навигации, на которые завязано множество коммерческих применений — от бурения нефти до гражданской авиации. Возмущения геомагнитного поля у поверхности Земли генерируют индуцированные токи в трубопроводах (что приводит к коррозии и вызывает ошибки в диагностике состояния труб), линиях электропередач (выводит из строя трансформаторы) и железнодорожных путях (нарушает системы железнодорожной сигнализации).

Дмитрий Мамонтов, «Популярная механика» №12, 2013

И сейчас, когда активность Солнца растёт, мы должны научиться лучше предсказывать солнечную погоду.

Эта солнечная вспышка в форме морского конька появилась на Солнце 7 августа 1972 года. Это был год мощнейших солнечных бурь.

NASA/ Big Bear.

Одним из самых запоминающихся примеров влияния подобных событий — буря в марте 1989 года (Квебекское событие), в результате которого шесть миллионов человек почти на сутки остались без тепла и света. Событие Кэррингтона, названное в честь астронома-любителя, который его записал в сентябре 1859 года, также являлось солнечной бурей.

Передовые технологии в 1859 году были представлены телеграфными линиями, большинство из которых и вышли из строя. Ну или Хэллоуинская буря 2003 года:

Долгое время этот случай (Событие Кэррингтона) оставался крупнейшей солнечной бурей, не знавшей себе равных. Однако в октябре 2003 года наше светило решило побить этот рекорд, породив гигантскую солнечную вспышку. Так как максимум ее воздействия пришелся на канун Дня всех святых, позднее ее назвали «Хэллоуинской бурей». Она повела себя совершенно по-хулигански, начав с выведения из строя японско-американско-французского спутника ADEOS II стоимостью $630 млн. Количество заряженных частиц, достигших атмосферы Земли, было столь велико, что для пассажиров и экипажей самолетов, пролетавших в приполярных районах, возник серьезный риск получить повышенную дозу радиации, так что несколько десятков трансполярных пассажирских рейсов были перенаправлены другими маршрутами. Связь в полярных районах была нарушена, более суток не работали системы спутниковой дифференциальной навигации, вышли из строя некоторые сегменты систем энергоснабжения (жители шведского Мальмё почти час просидели без электроэнергии).

Дмитрий Мамонтов, «Популярная механика» №12, 2

Учёные сходятся во мнении, что это лишь вопрос времени, когда следующая мощная солнечная буря объявится на горизонте. И в этот раз стоит ожидать более «крутых» последствий, всему виной наша растущая зависимость от технологий. Ну а пока мы ждём очередного сюрприза от нашей звезды, исследователи были рады объявить в марте 2021 года, что они раскопали новые свидетельства солнечной бури 1582 года.

Перо Руис Суарес был португальским писателем 16-го века. Он и его современники не знали о связи между солнечными бурями и северным сиянием, и так он описывал событие 1582 года:

На севере, в небе появилось пламя. Вся эта часть неба, казалось, горела в огненном пламени; казалось, что небо горело. Никто не помнил, чтобы видел что-то подобное. … В полночь над замком поднялись огромные огненные лучи. На следующий день случилось то же самое в тот же час. Все отправились в деревню, чтобы увидеть это великое знамение.

Согласно заявлению учёных, изучавших это событие:

По всему земному шару: в феодальной Японии, в Лейпциге (Германия), Yecheon (Южная Корея) и десятке других городов Европы и Восточной Азии.наблюдатели также отмечали появление огненно-красного свечения в небе.

В течение нескольких дней люди, глядя на небо – не понимая, что происходит – удивлялись сильному проявлению полярного сияния, которое было мало понято в то время и предметом многих мифов и легенд. Полярные сияния наблюдаются преимущественно в высоких широтах, и их не часто можно увидеть в более низких широтах, таких как Португалия. Однако это и есть одно из проявлений бушующей бури.

Современные исследователи стремятся изучить подобные события прошлого, такие как солнечная буря 1582 года. Они надеются узнать как часто они происходят, надеются предсказать будущие солнечные бури. В настоящее время, при ограниченном понимании закономерностей, учёные предполагают, что такие мощные события происходят по крайней мере раз в столетие:

Согласно имеющимся данным, можно предположить, что подобные события происходят как минимум, раз в столетие, и поэтому мы должны ожидать, что один или несколько из них обрушатся на Землю в 21 веке.

Этот снимок южного полярного сияния был сделан во время геомагнитной бури, которая, вероятнее всего, была вызвана выбросом корональной массы на Солнце 29 мая 2010 года. В момент, когда был сделан снимок, Международная космическая станция пролетала над южной частью Индийского океана на высоте 350 километров.

NASA

У нашего Солнца есть ещё одна удивительная черта — периодические изменения в его активности, т.н. солнечная цикличность. Магнитная активность Солнца изменяется в соответствии с 11-летним циклом, в течение которого его активность то нарастает, то вновь начинает убывать. 25-й Солнечный цикл официально начался в конце 2020 года. Другими словами, мы движемся к очередному солнечному максимуму, когда Солнце будет наиболее активным. Ученые прогнозируют, что максимума активности Солнце достигнет в июле 2025 года, и этот максимум будет примерно таким же, как во время прошедшего 24-го цикла.

Прогнозирование

Ну а пока учёные ожидают следующую по-настоящему большую солнечную бурю, Рами Кахваджи из Брэдфордского университета пишет в своей статье:

Мы с коллегами разработали автоматизированную компьютерную систему реального времени, использующую технологии обработки изображений и искусственного интеллекта для мониторинга и анализа данных со спутников (до этого классификация солнечных пятен была тяжёлым процессом, кропотливо выполняемым специалистами). Это помогает предсказать вероятность солнечных вспышек в ближайшие 24 часа. В нашем исследовании мы применили новый метод обработки изображений к снимкам обсерватории NASA Solar Dynamics Observatory, SDO. Наша система прогнозирования космической погоды находится в открытом доступе и в настоящее время используется в качестве одного из инструментов принятия решений для роботизированных миссий NASA.