Vremea spațială

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 20 septembrie 2019; verificările necesită 7 modificări .

Vremea spațială ( ing.  Vremea spațială ) - termenul a apărut pe scară largă în anii 1990 , ca acoperind cele mai importante aspecte practic ale științei relațiilor solar-terestre [1] . Secțiunea de cunoștințe științifice numită „Relații solar-terestre” este dedicată studiului totalității tuturor interacțiunilor posibile ale fenomenelor helio- și geofizice. Această știință se află la intersecția dintre fizica solară , sistemul solar și geofizica și este angajată în studiul influenței variabilității solare și a activității solare prin mediul interplanetar de pe Pământ, în special asupra magnetosferei , ionosferei și atmosferei Pământului. [2] . Într-un sens strict științific, vremea spațială se referă la partea dinamică (cu timpi caracteristici de o zi sau mai puțin) a relațiilor solar-terestre, iar prin analogie cu procesele terestre, partea mai staționară este adesea numită „clima spațială”. Într-un sens practic, subiectele meteorologice spațiale includ, de exemplu, probleme de prognoză a activității solare și geomagnetice , cercetarea impactului factorilor solari asupra sistemelor tehnice (interferențele radio, condițiile de radiație etc.), impactul asupra sistemelor biologice și asupra oamenilor. Unul dintre primii care a folosit conceptul și sintagma „vteme spațială” a fost A. L. Chizhevsky într-una dintre publicațiile sale de la începutul secolului al XX-lea. . Raportul său la Congresul de Biofizică a fost recunoașterea oficială a unei noi direcții științifice . Succesul în dezvoltarea bazelor heliobiologiei i-a servit alegerea în 1927 ca membru de onoare al Academiei de Științe din SUA ca fondator al studiului influenței vremii spațiale asupra biosferei și noosferei (psihofiziologie și procese sociale). [3]

Activitate geomagnetică

Efectele geomagnetice ale vremii spațiale includ, în principal, subfurtunile magnetice și furtunile magnetice .

Radiația cosmică

Radiația (deseori se folosește și termenul „radiație ionizantă”) este un flux de particule elementare, nuclee și cuante electromagnetice într-o gamă largă de energii [4] , a căror interacțiune cu o substanță determină ionizarea atomilor și moleculelor acesteia, distrugerea a structurii atomice și moleculare a substanței. Radiația duce la consecințe negative atât în ​​diferite dispozitive tehnice, cât și în obiectele biologice. Principalele surse practic importante de radiație cosmică sunt razele cosmice galactice (spectrul energetic de până la 10 19 eV/nucleon), razele cosmice solare (în intervalul de energie de până la 1000 MeV), electronii (până la 10 MeV) și ionii (până la 10 MeV). 400 MeV) din centurile de radiații ale Pământului, precum și cuante solare de raze X și radiații gamma . Cele mai periculoase radiații sunt particulele cu energii de peste 30-50 MeV. Pentru majoritatea tipurilor de radiații cosmice, mecanismul principal de transfer de energie către materie este pierderile de ionizare, adică scoaterea unui electron din învelișul exterior al unui atom datorită transferului unei părți din energia unei particule incidente către acesta. sau generarea de perechi electron-gaură în materie. În plus, pentru particulele cu energii care depășesc câțiva 100 MeV/nucleon, sunt posibile reacții nucleare care generează radiații secundare semnificative (neutroni, mezoni, cuante gamma și fragmente nucleare), de care trebuie luate în considerare și la analiza situației radiațiilor.

Influența asupra propagării undelor radio

Existența multor tipuri de unde radio și utilizarea lor pentru comunicații radio devin posibile doar datorită prezenței ionosferei . Diferite perturbații ale ionosferei au un impact semnificativ asupra propagării undelor radio până la absorbția sau reflexia lor completă, drept urmare comunicația radio între regiunile individuale de pe Pământ poate avea interferențe vizibile sau poate fi complet absentă în anumite intervale de frecvență pentru o lungă perioadă de timp. timp. O schimbare a stării ionosferei în timpul proceselor active asupra Soarelui are loc datorită creșterii fluxului de radiații ionizante de la Soare, atât electromagnetice - în principal radiații X , gamma și ultraviolete (ajunge pe Pământ în 8 minute), și corpuscular - razele cosmice solare (ating Pământul într-un timp de câteva zeci de minute până la o zi), precum și datorită creșterii activității geomagnetice .

Schimbarea orbitelor sateliților

Modificări ale orbitelor sateliților artificiali ai Pământului apar ca urmare a încălzirii atmosferei superioare , a creșterii dimensiunii acesteia, a creșterii concentrației și a forței de frecare în anumite secțiuni ale traiectoriei satelitului. Acest lucru duce la decelerația satelitului, la o schimbare a orbitei sale și chiar la o posibilă cădere. Căderea navei spațiale americane Skylab în 1979 este asociată cu acest efect.

Curenți geoinduși

Curenții electrici magnetosferici și ionosferici creează variații în câmpul geomagnetic și geoelectric de pe suprafața Pământului, provocând așa-numiții curenți geoinduși (vagabonzi) (GIC) în sisteme conductoare lungi (mulți kilometri). Dacă în timp de liniște magnetic aceste variații sunt nesemnificative, atunci în perioadele active magnetic GIC poate atinge zeci și chiar sute de amperi, afectând funcționarea sistemelor de alimentare cu energie, precum și o serie de alte sisteme tehnice de la sol în care linii conductoare lungi sunt o componentă necesară (conducte, linii de comunicații, căi ferate). Cel mai celebru în acest sens a fost accidentul provocat de o furtună magnetică din 13 martie 1989, în timpul căruia 6 milioane de oameni și cea mai mare parte a industriei din provincia canadiană Quebec au rămas fără curent electric timp de 9 ore.

Influență asupra obiectelor biologice

Condițiile meteorologice asociate atât cu vremea spațială, cât și cu vremea terestră sunt un efect multifactorial asupra obiectelor biologice și asupra corpului uman [5] , în timp ce reacția corpului depinde de sensibilitatea sa magneto- și meteorologică, care au praguri individuale diferite de-a lungul vieții. La o energie extrem de scăzută a impactului factorilor meteorologici spațiali în comparație cu factorii vremii terestre (temperatură, presiune etc.), factorii heliogeofizici afectează indirect organismele: ritmurile heliogeomagnetice au declanșat un „ceas biologic”, la fel cum au iluminat și temperatura. au format un ritm endogen circadian (zilnic), iar perturbațiile heliogeomagnetice introduc „eșecuri” ritmurilor heliogeomagnetice și ar trebui să provoace un răspuns adaptativ de stres în obiectele biologice, în special în starea de instabilitate sau de boală a acestora. Țintele caracteristice ale influențelor geomagnetice și meteorologice sunt sistemul circulator, sistemul cardiovascular, sistemul nervos autonom, plămânii, iar principalele grupe de risc sunt: ​​I - pacienții cu patologie a sistemului cardiovascular, în special cei care au avut infarct miocardic; II - persoane sănătoase cu o suprasolicitare funcțională a sistemului adaptativ (cosmonauți, piloți de zboruri transcontinentale, operatori și dispeceri de centrale electrice, aeroporturi etc.); III - copii într-o perioadă de dezvoltare rapidă cu sistem adaptativ neformat [6] .

De remarcat că prognoza și prevenirea efectelor vremii spațiale și terestre ar trebui să fie direcționate și adresate în principal specialiștilor care lucrează cu grupuri de risc pentru a nu provoca excitare excesivă și stres fals la persoanele suspecte, dar nu la vreme sau magnetic sensibile, și utilizarea agenților preventivi și terapeutici de către cei care nu au nevoie de ei.

Prezicerea efectelor vremii spațiale

În prezent, nu există modele matematice exacte care să descrie procesele fizicii solar-terestre. Prin urmare, prognozele se bazează pe modele fenomenologice, probabilistice, adică modele care descriu o succesiune de fenomene fizice, fiecare pas al cărora poate fi efectuat cu o anumită probabilitate mai mică de 100%, iar probabilitatea realizării unui lanț complet poate fi sub pragul când poate fi luat în considerare în practică. Utilizați prognoza pentru 27-45 de zile, 7 zile, 2 zile și 1 oră. Fiecare dintre aceste tipuri de prognoze utilizează diferența de viteză a semnalului electromagnetic și viteza de propagare a perturbației și se bazează pe observarea de la distanță a fenomenului asupra Soarelui sau măsurarea locală în apropierea Pământului [7] .

Prognoza pe 27-45 de zile se bazează pe observațiile curente ale Soarelui și prezice perturbații asupra Soarelui în perioada în care, după o rotație a Soarelui, care este de 27 de zile, aceeași parte a Soarelui va fi îndreptată spre Pământ.

Prognoza de 7 zile se bazează pe observațiile curente ale Soarelui în apropierea limbului estic și prezice perturbări solare pe măsură ce zona din apropierea limbului se deplasează către linia Soare-Pământ (spre meridianul central).

Prognoza de 2 zile se bazează pe observațiile curente ale Soarelui, când au avut loc fenomene în apropierea meridianului central care pot duce la perturbări în spațiul apropiat Pământului (perturbațiile plasmatice de la Soare la Pământ se propagă în medie de la 1,5 la 5 zile, razele cosmice solare - câteva ore).

Prognoza de 1 oră se bazează pe măsurători directe ale parametrilor plasmei și câmpului magnetic pe nave spațiale situate, de regulă, în punctul de librare înainte L1, la o distanță de 1,5 milioane km de Pământ, lângă linia Soare-Pământ.

Fiabilitatea prognozei pentru 2 zile și 1 oră este de aproximativ 30-50% și, respectiv, 95%. Restul prognozelor sunt doar de natură informațională generală și au o aplicare practică limitată.

Note

  1. ↑ Conexiuni solar-terestre și vreme în spațiu Copie de arhivă din 13 decembrie 2014 la Wayback Machine , editată de A. A. Petrukovich, cap. 8 din carte. Heliogeofizica plasmatică, M., Nauka, 2008
  2. ↑ COMUNICAȚII SOLARE-TERETRE  / V.D. Kuznetsov // Marea Enciclopedie Rusă  : [în 35 de volume]  / cap. ed. Yu. S. Osipov . - M .  : Marea Enciclopedie Rusă, 2004-2017.
  3. ↑ Memorandum despre lucrările științifice ale profesorului Dr. A. L. Chizhevsky Copie de arhivă din 28 martie 2018 la Wayback Machine , New York, 1939
  4. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Consultat la 19 septembrie 2013. Arhivat din original pe 21 septembrie 2013. 
  5. ↑ Impactul vremii spațiale asupra oamenilor în spațiu și pe Pământ: Proceedings of the International Conference. IKI RAS, Moscova, Rusia, 4-8 iunie 2012. / Ed. A. I. Grigorieva, L. M. Zelenogo. În 2 volume . _____ Wayback Machine , 360 pp. 16,1 MB)
  6. ↑ Breus T.K. Vremea spațială și terestră și impactul lor asupra sănătății și bunăstării oamenilor. În cartea „Metode de analiză neliniară în cardiologie și oncologie. Abordări fizice și practică clinică" Arhivat 13 iunie 2010 la Wayback Machine , UNIVERSITY KNIZHNY DOM, Moscova 2010 (pdf, 6,3 Mb)
  7. ↑ Kopic A. „Este vremea în spațiu previzibilă?” (Interviu acordat de Petrukovich A. A.) Copie de arhivă din 28 ianuarie 2015 la Wayback Machine Cosmonautics News, 2005, Vol. 15, No. 3 (266)

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice