• Космос. Подробная погода

    Космическая Погода.
    Воздействие Космоса на Землю.
    Влияние солнечной активности и магнитных бурь.

    Относительно недавно многие ученые считали, что Земля окружена пустым пространством - вакуумом, но запуск первых спутников в конце 1950-х изменил наши представления. Теперь мы знаем - космос заполнен осколками кометного вещества; вечно изменяющимся, дующим со скоростью миллионы километров в час солнечным ветром; радиационными поясами и авроральными токовыми струями. Солнечные вспышки и корональные выбросы ухудшают радиосвязь и могут разрушить энергетические сети на Земле. Доза радиационного облучения для космонавтов и вероятность повреждения космических кораблей в космосе могут быть слишком велики.

    Космическая погода - относительно молодая область науки, изучающая влияние солнечных явлений на Землю. Ученые работающие в этой области пытаются прогнозировать солнечные вспышки и корональные выбросы, геомагнитные бури и другие явления связанные с воздействием Космоса на Землю.



    Изображения Солнца в реальном времени

    получены с борта спутника SDO и обновляются каждые 5 минут


    Изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 335Åf | Fe  XVI
    active-region corona

    Изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 94Åf  | Fe  XVIII
    flaring regions (partial readout possible)

    Изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 193Åf | Fe  XII, XXIV
    corona and hot flare plasma

    Изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 304Åf  | He  II
    chromosphere, transition region

    Изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 335Å Изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 094Å Изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 193Å Изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 304Å


    Изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 131Åf  | Fe  VIII, XX, XXIII
    flaring regions (partial readout possible)

    Изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 211Åf  | Fe  XIV
    active-region corona

    Изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 171Åf  | He  IX
    quiet corona, upper transition region

    Изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: SDO/HMI
    Quick-Look Magnetogram

    Изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 131Å Изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 211Å Изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 171Å Изображение солнечной атмосферы AIA: SDO/HMI Quick-Look Magnetogram


    Составные изображение Солнечной активности

    получены с борта спутника SDO и обновляются каждые 5 минут


    Составное изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 211Åf + 193Åf + 171Åf

    Составное изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 304Åf + 211Åf + 171Åf

    Составное изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 094Åf + 335Åf + 193Åf

    Составное изображение солнечной
    атмосферы в длинне волны
    AIA: 171Åf + HMI Magnetogram

    Составное изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 211Å + 193Å + 171Å Составное изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 304Å + 211Å + 171Å Составное изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 094Å + 335Å + 193Å Составное изображение солнечной атмосферы в длинне волны AIA: 171Å + HMI Magnetogram
    Для наглядности, изображения улучшены искусственным цветом.


    Научные данные о солнечной активности



     

    За
    последние
    24 часа

    В
    настоящее
    время

    Классификация "NOAA Space Weather"

    Геомагнитные бури
    Уровень Геомагнитных бурь за последние 24 часа Уровень Геомагнитных бурь в настоящее время

    Описание шкалы силы геомагнитных бурь

    Геомагнитные бури

    Kp индекс
    определяется каждые 3 часа

    Число бурь с указанным значением Kp;
    (число штормовых дней)

    Балл

    Возможные эффекты

    Физические величины

    Средняя частота
    (1 цикл = 11 лет)

    G 5

    Экстремально суровый

    (Extreme)

    Энергетические системы:
    Возможны разрушения энергетических систем и повреждения трансформаторов.

    Системы управления КК:
    Обширный поверхностный заряд, проблемы с ориентацией, связью и слежением за космическими кораблями (КК).

    Другие системы:
    Токи через трубопроводы достигают сотен ампер, один или два дня невозможна высокочастотная связь во многих района, ухудшение точности спутниковых систем навигации, низкочастотная радио-навигация выходит из строя на несколько часов, полярные сияния видны вплоть до экватора.

    Kp = 9

    4 за цикл
    (4 дня за цикл)

    G 4

    Суровый или Жёсткий

    (Severe)

    Энергетические системы:
    Возможны проблемы со стабильностью напряжения, частичные разрушения энергетических систем и отключение защитных систем.

    Системы управления КК:
    Поверхностный заряд и проблемы слежения и ориентации, необходима коррекция.

    Другие системы:
    Наведенные токи в трубопроводах требуют мер защиты, спорадическое прохождение ВЧ радиоволн, ухудшение спутниковой навигации на несколько часов, отказ низкочастотной радионавигации, и полярные сияния видны до тропиков.

    Kp = 8,
    включая
    и Kp = 9

    100 за цикл
    (60 дней за цикл)

    G 3

    Сильный

    (Strong)

    Энергетические системы:
    Неoбходима коррекция напряжения, ложные срабатывания систем защиты и высокий "газ в масле" в масляных трансформаторах.

    Системы управления КК:
    Поверхностный заряд на элементах КК, увеличение сноса с орбиты КК, и проблемы ориентации требующие коррекции.

    Другие системы:
    Перерывы в спутниковой навигации и проблемы низкочастотной радионавигации, прерывания ВЧ радиосвязи, полярные сияния видны до средних широт.

    Kp = 7

    200 за цикл
    (130 дней за цикл)

    G 2

    Умеренный

    (Moderate)

    Энергетические системы:
    Воздействие на высокоширотные энергетические системы.

    Системы управления КК:
    Необходимы корректирующие действия с центров управления; отличия от прогнозируемого орбитального сноса КК.

    Другие системы:
    Ухудшение распространения ВЧ радиоволн на высоких широтах, полярные сияния видны до широты 50 градусов.

    Kp = 6

    600 за цикл
    (360 дней за цикл)

    G 1

    Малый

    (Minor)

    Энергетические системы:
    Слабые флуктуации в энергетических системах.

    Системы управления КК:
    Небольшие влияния на системы управления КК

    Другие системы:
    Полярные сияния видны на высоких широтах (до 60 градусов); влияние на начало миграций животных.

    Kp = 5

    1700 за цикл
    (900 дней за цикл)


    [свернуть]
    Всплески солнечной радиации
    Уровень Всплесков Солнечной Радиации за последние 24 часа Уровень Всплесков Солнечной Радиации в настоящее время

    Описание шкалы уровней солнечной радиации

    Нарушения радиосвязи

    Балл рентгеновской вспышки (мощность потока лучей*)

    Число событий;
    (число штормовых дней)

    Балл

    Возможные эффекты

    Физическая величина

    Средняя частота
    (1 цикл = 11 лет)

    R 5

    Чрезвычайно суровый

    Extreme

    ВЧ радиодиапазон:
    Полное отсутствие ВЧ связи на дневной стороне Земли длящееся несколько часов. Нет ВЧ контакта с морскими судами и самолётами в воздухе.

    Навигация:
    НЧ навигационный сигнал, используемый в морских и авиационных системах, прекращает функционировать на дневной стороне в течение многих часов, приводит к потере положения.

    Повышенное количество ошибок в спутниковой навигации в течение нескольких часов на дневной стороне, которое может распространяться и на ночную сторону Земли.

    X20
    (2 x 10-3)

    Меньше чем 1 за цикл

    R 4

    Суровый или Жёсткий

    Severe

    ВЧ радиодиапазон:
    Прекращение связи в ВЧ диапазоне на один или два часа в большинстве регионов на дневной стороне Земли. Потеря ВЧ радиоконтакта в течение этого времени с морскими судами и самолетами во время полётов.

    Навигация:
    Исчезновение низкочастотного навигационного сигнала приводит к увеличению ошибок в определении координат морских судов и самолётов в течение одного-двух часов. Возможны небольшие сбои в спутниковой навигации на дневной стороне Земли.

    X10
    (10-3)

    8 за цикл
    (8 дней за цикл)

    R 3

    Сильный

    Strong

    ВЧ радиодиапазон:
    Широкомасштабные нарушения связи в ВЧ диапазоне, потеря радиоконтакта с морскими судами и авиацией на освещенной стороне Земли.

    Навигация:
    Падение низкочастотного навигационного сигнала примерно на один час, влияющее на ориентацию морских судов и авиации.

    X1
    (10-4)

    175 за цикл
    (140 дней за цикл)

    R 2

    Умеренный

    Moderate

    ВЧ радиодиапазон:
    Ограниченные потери ВЧ радиосигнала на дневной стороне, потеря радиоконтакта на десятки минут с морскими судами и самолетами.

    Навигация:
    Падение низкочастотного навигационного сигнала на десятки минут влияет на точность определения координат морских судов и самолетов.

    M5
    (5 x 10-5)

    350 за цикл
    (300 дней за цикл)

    R 1

    Слабый

    Minor

    ВЧ радиодиапазон:
    Небольшие ослабления ВЧ радиосигнала на дневной стороне редкие потери радиоконтакта с судами и самолетами.

    Навигация:
    Ослабление низкочастотного навигационного сигнала на короткие промежутки времени влияет на точность определения координат в мореходстве и авиации.

    M1
    (10-5)

    2000 за цикл
    (950 дней за цикл)


    * Поток, измеряется в диапазоне 0,1-0,8 нм, в Вт·м-2.

    [свернуть]
    Нарушения радиосвязи
    Уровень Нарушений радиосвязи за последние 24 часа Уровень Нарушений радиосвязи в настоящее время

    Описание шкалы уровней нарушений радиосвязи

    Всплески солнечной радиации

    Уровень потока частиц (ионов) с энергией >10MeV *

    Число событий с указанным значением потока (число штормовых дней**)

    Балл

    Возможные эффекты

    Физическая величины

    Средняя частота
    (1 цикл = 11 лет)

    S 5

    Экстремально суровый

    (Extreme)

    Биологические:
    Неизбежное высокое радиационное облучение космонавтов при работе в открытом космосе; высокий уровень радиации для пассажиров и экипажа коммерческих реактивных самолетов на высоких широтах (примерно в 100 раз выше, чем при рентгене грудной клетки).

    Системы управления КК:
    Потеря некоторых спутников, сбои в электронике приводящие к потере контроля, значительные шумы в видео данных, звёздные датчики неспособны определить объект, локальные повреждения солнечных батарей.

    Другие системы:
    Невозможна связь в ВЧ диапазоне на высоких широтах, ошибки в системах навигации делают её чрезвычайно затруднительной.

    105

    Около 1 за цикл

    S 4

    Суровый или Жёсткий

    (Severe)

    Биологические:
    Неизбежное радиационное облучение при работе в открытом космосе; повышенное радиационное облучение пассажиров и экипажа коммерческих реактивных самолетов на высоких широтах (примерно в 10 раз выше, чем при рентгене грудной клетки).

    Системы управления КК:
    Сбои электронной памяти, шумы в каналах изображений, проблемы в системах ориентации по звёздным датчикам и ухудшение работы солнечных батарей.

    Другие системы:
    Нарушение ВЧ радиосвязи в полярных районах и увеличение ошибок навигации в течение нескольких дней.

    104

    3 за цикл

    S 3

    Сильный

    (Strong)

    Биологические:
    Радиационная опасность для космонавтов при работе в открытом космосе; пассажиры и экипаж коммерческих реактивных самолётов на высоких широтах подвергаются небольшому облучению (примерно как при рентгене грудной клетки).

    Системы управления КК:
    Одиночные сбои, шумы в видиосистемах, локальные повреждения открытых узлов/детекторов и падение мощности солнечных батарей.

    Другие системы:
    Падение распространения ВЧ радиоволн через полярную область и ошибки в определении координат в системах навигации.

    103

    10 за цикл

    S 2

    Умеренный

    (Moderate)

    Биологические:
    Никаких.

    Системы управления КК:
    Редкие одиночные сбои.

    Другие системы:
    Небольшое воздействие на распространение ВЧ радиосигнала через полярную область и ухудшение навигации в полярных районах.

    102

    25 за цикл

    S 1

    Слабый

    (Minor)

    Биологические:
    Никаких.

    Системы управления КК:
    Никаких.

    Другие системы:
    Небольшие нарушения ВЧ связи в полярных районах.

    10

    50 за цикл


    * Средний поток за 5 мин. Поток в частицах·с-1·стер-1·см-2
    ** Эти события могут длится более одного дня.

    [свернуть]
    Нажмите на + для того, чтоб открыть описание



    Последнее изображение Cолнца полученное с американского спутника GOES-15
    Изображение Cолнца полученное с американского геостационарного спутника GOES-15, который работает на орбите 35 785 км. (22 236 миль) от Земли. GOES-15, ранее известный как GOES-Р, метеорологический спутник, построенный Boeing, чтобы помочь ученым NOAA отслеживать опасные погодные явления и солнечную активность.
    Слева представлена цветовая шкала активности Солнца

    Изображение поступает со спутника GOES-15 каждые 5 мин
    Солнечные вспышки
    Солнечные вспышки
    На графике представлен общий поток рентгеновского излучения Солнца получаемый со спутников серии GOES в режиме реального времени. Солнечные вспышки видны в виде всплесков интенсивности. Во время мощных вспышек происходят нарушения радиосвязи в ВЧ диапазоне на дневной стороне Земли. Степень этих нарушений зависит от мощности вспышки. Балл (C,M,X) вспышек и их мощность в Вт/м2 указаны на левой оси координат в логарифмическом масштабе. Вероятный уровень нарушений радиосвязи по шкале NOAA (R1-R5) показан справа.
    На вертикальной шкале графика - отметки событий в октябре 2003г.

    Данные графика обновляются каждые 5 мин
    Солнечные космические лучи (всплески радиации)
    Солнечные космические лучи (всплески радиации)
    Минут через 10 - 15 после мощных солнечных вспышек к Земле приходят протоны высоких энергий - > 10 Мэв или так называемые солнечные космические лучи (СКЛ). В западной литературе - High energy proton flux and Solar Radiation Storms т.е. поток протонов высоких энергий или солнечная радиационная буря. Этот радиационный удар может вызывать нарушения и поломки в аппаратуре космических аппаратов, приводить к опасному облучению космонавтов и получению повышенной дозы радиации пассажирами и экипажами реактивных самолётов на высоких широтах.

    Соответствующий уровень радиации по шкале NOAA (S1-S5) от слабого до экстремального указан на правой оси координат.
    В вертикальной шкале отображены данные за 28-30 октября 2003г. во время мощного всплеска активности на Солнце.
    Горизонтальный участок на уровне чуть более 104 - это, к сожалению, всего-лишь предел используемого датчика протонов.
    Данные о мощности потока протонов высоких энергий поступают с КК ACE в режиме реального времени

    Данные графика обновляются каждые 5 мин
    Индекс геомагнитной возмущенности и магнитные бури
    Индекс геомагнитной возмущенности и магнитные бури
    Усиление потока солнечного ветра и приход ударных волн корональных выбросов вызывают сильные вариации геомагнитного поля - магнитные бури. По данным, поступающим с космических аппаратов серии GOES, в режиме реального времени вычисляется уровень возмущённости геомагнитного поля, который и представлен на графике. Здесь дан пример развития мощной геомагнитной бури наивысшего балла - 9, которая произошла 29 октября 2003г через сутки после солнечной вспышки. Для сравнения приведена диаграмма трёхчасового планетарного Kp индекса по данным всемирной сети геомагнитных станций.

    Данные графика обновляются каждые 5 мин


    Влияние солнечной активности и магнитного поля Земли на человека

    Магнитные бури
    Приходящие в окрестность Земли солнечные корпускулы создают сильные электрические токи, которые воздействуют на земной магнетизм и порождают так называемые магнитные бури. Во время бурь Земля окружена внешним магнитным полем, силовые линии которого приблизительно параллельны направлению оси постоянного поля Земли. Направление этого внешнего поля между первой и второй фазами бури должно быстро меняться на обратное. Магнитные бури делятся несколько произвольно на два класса - в соответствии с величиной возмущений.

    В отличии от вспышечных магнитных бурь, рекуррентные повторяются в течении нескольких солнечных оборотов, а иногда даже 10-15 оборотов. Вневспышечные магнитные бури связаны с неоднородностью солнечного ветра и прежде всего долгоживущими областями на солнце. Если число вспышечных магнитных бурь достигает максимальной величины в эпоху максимума 11-ти летнего цикла, то максимальное число рекуррентных магнитных бурь отмечается на его ветви спада, за 2-3 года до эпохи минимума. 2012 — год нового 11-ти летнего цикла Солнечной активности.

    В середине 18-го столетия астрономы любители Г.Швабе и Р.Вольф впервые установили факт изменения числа солнечных пятен со временем, причем средний период этого изменения состовляет ~ 11 лет. Вольф ввел индекс относительных чисел солнечных пятен и сумел по различным материалам наблюдений астрономов-любителей и профессионалов восстановить его с 1749 г. Интервалы времени между годами максимальных (или минимальных) чисел Вольфа довольно сильно различаются. Известно. Что с 1749 г. до наших дней продолжительность их колебалась от 7 до 17 лет между годами максимумов и от 9 до 14 лет между годами минимумов относительного числа солнечных пятен.
    Приблизительное соотношение размеров Солнца, Земли и солнечной вспышки для сравнения

    Приблизительный размер Земли и Солнечной вспышки для сравнения

    Влияние геомагнитных бурь и солнечной активности
    на биосферу Земли и человека.
    Медики обратили внимание на то обстоятельство, что число внезапных смертей и случаев обострения заболеваний сердечно-сосудистой системы, тесно связано с солнечной активностью и обусловлено геомагнитной возмущенностью магнитного поля Земли. Ученый П. В. Василик сделал интересное открытие. Он обнаружил, что между магнитным полем Земли (оно связано с колебаниями активности Солнца) и ростом человека существует обратная зависимость. С уменьшением магнитного поля Земли ускоряется рост, происходит акселерация.

    С увеличением магнитного поля Земли возникает обратный процесс — замедление роста — ретардация. Длительность периода изменения магнитного поля Земли достаточно велика и исчисляется десятками столетий. Археологические раскопки показали, что с середины V тыс. до н. э. до середины IV тыс. до н. э. был период акселерации, что соответствовало уменьшению магнитного поля Земли. С середины IV тыс. до н. э. и до первых веков н. э. наблюдается уменьшение роста человека. Этот период совпал с постепенным увеличением магнитного поля Земли. С I в. н. э. до настоящего времени идет процесс акселерации, соответствующий уменьшению магнитного поля Земли.


    Космические супер-бури и их последствия за последние годы

    Цикл 23 (1996- )

    Резкий всплеск активности в октябре-ноябре 2003г, через 3,5 года после максимума 11-ти летнего цикла. Магнитная буря 28 октября 2003г. полностью прервала радиосвязь в Швеции, вывела из строя два японских спутника и нарушила радиосвязь и радио-навигацию воздушного и морского транспорта, вывела из строя прибор для измерения радиации на орбитальной станции КК НАСА "Марс Одиссей". Повреждения были относительно небольшими т.к. прогноз был сделан своевременно и енергетические компании и службы обеспечения связи с искуственными спутниками заранее приняли соответствующие меры.

    Многие спутники связи вышли из строя из-за воздействия космических факторов:

    • "Телстар 401" (11 января 1997г.)
    • "Галакси IV" (17 мая 1998г.)
    • "Темпо-2" (11 апреля 1997г.)
    • "Адеос" (20 сентября 1997г.)
    • Семь спутников системы "Иридиум" вышли из строя между апрелем и августом 1998г.
    Индустрия страхования выплатила более 800 миллионов US$ по требованиям за вышедшие из строя спутники.



    Цикл 22 (1989-1995)

    13 марта 1989г. - мощное полярное сияние, которое распространилось далеко на юг вплоть до Средиземного моря и Японии.
    Из-за магнитной бури сгорел силовой трансформатор на гидроэлектростанции в провинции Квебек в Канаде. В результате вся провинция оказалась без электричества в течение 9 часов.
    Многие спутники подверглись прямому воздействию - по данным Объединенного командования ПВО США и Канады, почти 1300 объектов существенно изменили свои орбиты.
    Спутник "Марекс-1" вышел из строя 25 марта 1991г. "Аник Е-1" вышел из строя и "Аник Е-2" был поврежден из-за состояния космической погоды 21 января 1994г.




    Данные получены из источников:

    SDO
    Solar Dynamics
    Observatory

    AIA
    Atmospheric
    Imaging Assembly

    NOAA
    Nacional Oceanographic
    Data Center

    Astronomical Observatory
    of Kharkov National University

    Харьковская станция
    солнечного мониторинга


    Версия космического прогноза погоды 3.1 от 01.08.2011
    Комментарии 2 Комментарии
    1. Аватар для trudder
      trudder -
      Весомо! Спасибо, сам бы наверное не рыл что б посмотреть!
    1. Аватар для Tester
      Tester -
      Недавно астрофизики зарегистрировали на поверхности Солнца три яркие вспышки среднего класса С, которые всё ещё продолжают возникать на космическом объекте.

      Российские специалисты прогнозируют, что в скором времени на раскаленной поверхности Солнца из-за неустойчивости магнитного поля, возможно, возникнут новые более интенсивные и яркие вспышки высокого класса М, излучающие невероятное количество радиации в космическое пространство.

      Как известно, в целом, классификация по мощности рентгеновского излучения и яркости солнечных вспышек состоит из пяти классов: A, B, C, M и X. Два конечных класса свидетельствуют о самых мощных и ярких вспышках на поверхности нашей звезда. Так, при возникновении подобных явлений в сторону Земли направляется огромное количество заряженных электромагнитных частиц, которые вызывают на нашей планете магнитные бури, способные негативно сказываться на здоровье большинства людей.