Yeni BilgiGüneş hapşırır ve ızgara titrer
Uzay felaketi olaylarından bahsederken sıklıkla bir örnek kullanırız: Quebec olayı. 13 Mart 1989'da bir güneş fırtınası, dünya üzerinde bir dizi etkiyi tetikledi ve sonuçta Kanada'nın Quebec bölgesindeki elektrik şebekesine büyük zarar vererek bölgede yaygın elektrik kesintilerine neden olarak 6 milyon sakini doğrudan etkiledi. 9 saat sürdü ve on milyonlarca dolara varan ekonomik kayıplara neden oldu. Bunun bir güneş fırtınasının neden olduğu çok ünlü bir dünya felaketi olduğu söylenebilir. Ancak biz insanların yeryüzüne kurduğumuz elektrik telleri ve elektrik şebekeleri ne göğe çıkıyor ne de yıldırım çarpıyor, peki neden güneş fırtınalarından etkileniyorlar?
Quebec Olayından Etkilenen Bölgeler (B: Elektrik Kesintisi; D: Ekipman Hasarlı; T: Yolculuk)
Dünyamız kendi manyetik alanı olan büyük bir mıknatıs gibidir.Dünyanın manyetik alanının kuzey kutbu coğrafi güney kutbuna yakındır ve dünyanın manyetik alanının güney kutbu coğrafi kuzey kutbuna yakındır. Manyetik alanın yönü bir çizgi (manyetik alan çizgisi olarak adlandırılır) olarak düşünülürse, dünyanın belirli bir yerindeki manyetik alan doğu, batı, kuzey ve güney yönüne sahiptir ve ayrıca yukarı veya aşağı yönü vardır. aşağı eğim Sabit değildir ve şekli şematik diyagramda gösterilen aşağıdaki gibidir. Bu manyetik alan çizgilerinin ortak bir özelliği vardır, yani genellikle güneyden kuzeye doğru uzanırlar.
Jeomanyetik alanın şematik diyagramı, noktalı çizgi manyetik alan çizgisini temsil eder, N manyetik kuzey kutbudur ve S manyetik güney kutbudur
Güneş "hapşırdığında", yani bir güneş patlaması sırasında, malzemesinin büyük bir kısmı evrene fırlatılır, yani bir "koronal kütle atımı". Güneşten gelen yüksek hızlı plazma, güneşin manyetik alanını Dünya'nın manyetosferine (Dünya'nın manyetik alanının kontrol ettiği uzay bölgesi) karşı taşır, manyetosferi sıkıştırır ve deforme eder. Güneş plazması genellikle kuzey-güney yönünde dönen bir manyetik alan taşır.Manyetik alan güneye döndüğünde, dünyanın manyetosferine çok büyük enerji getirecek olan jeomanyetik alanla güçlü bir etkileşime sahiptir (ancak genellikle büyük bir miktarı dünyanın arkasına girer), yüklü Parçacıklar, manyetosferin süreci nedeniyle, halka akımı olarak bilinen Dünya çevresindeki akımın içine enjekte edilir.Değişen akım, değişen bir manyetik alan üretecek ve ciddi jeomanyetik rahatsızlıklara neden olacaktır. Küresel ölçekte. İnsanlar jeomanyetik alan bozukluğunun yoğunluğunu ölçmek için Dst indeksini kullanır. Dst indeksi genellikle birkaç veya onlarca negatif değerdir ve ayrıca büyük olmayan pozitif değerler de vardır; ancak güçlü bozulmalar altında -50'nin altına, hatta birkaç yüzün altına düşecektir.
SOHO uydusu tarafından çekilen koronal kütle atımı (NASA'dan gelen resim)
Arkadaşlarımın çoğu, ortaokulda öğrendiklerini, değişen bir manyetik alanın bir elektrik alanı oluşturabileceğini ve değişen bir elektrik alanının da bir elektrik akımı oluşturabileceğini hâlâ hatırlıyor olabilir. Bir manyetik fırtına sırasında, büyük ölçüde değişen jeomanyetik alan, dünya atmosferinin yüksek havasında akımlar oluşturacak ve bunlar, toprak, uzun mesafeli yüksek voltajlı iletim hatlarından oluşan döngüde akımlar oluşturmak için değişen bir manyetik alanı indükleyecektir. ve trafo topraklama noktaları Bu, jeomanyetik olarak indüklenen akımdır (Jeomanyetik İndüklenen Akım, GIC olarak anılır). Büyük bir manyetik fırtına sırasında, güç iletim ağındaki jeomanyetik olarak indüklenen akım onlarca ila yüzlerce amper olabilir.
Dst indeksi, dünyanın manyetik alanının yatay bileşeninin değişimini yansıtır ve keskin düşüş, dünyanın manyetik alanının güçlü bozulmasını temsil eder (Kyoto Üniversitesi Uluslararası Jeomanyetik Veri Merkezi'nden alınan resim)
Yüksek voltajlı iletim hatlarındaki binlerce amperlik akımla karşılaştırıldığında, onlarca ila yüzlerce amperlik jeomanyetik olarak indüklenen akım çok güçlü değildir. Bununla birlikte, değişim frekansı genellikle 0.0001-0.1 Hz iken, alternatif akımın frekansı genellikle 50 veya 60 Hz'dir, bu nedenle jeomanyetik olarak indüklenen akım yaklaşık bir doğru akım olarak kabul edilebilir. Yüksek voltajlı şebeke transformatörünün demir çekirdeğinde bir DC öngerilimli manyetik akı oluşturabilir, transformatörü yarım dalga doymuş hale getirebilir ve ardından transformatörün uyarma akımını artırabilir ve sonunda voltaj dalgalanmasına neden olacak harmonik akımı artırabilir. şebeke arızası, röle koruma arızası ve Statik var kompansatör tripleri; aynı zamanda trafo yarım dalga doygun olduğunda, trafonun demir çekirdeğinin manyetik geçirgenliği azalır ve dönüştürülmesi gereken manyetik enerji demir nüvedeki elektrik enerjisi, demir nüveden sızarak trafonun metal aksamlarına girerek trafoya neden olur. Cihazın fonksiyon kaybı ve sıcaklığın artması trafonun güvenliğini olumsuz etkiler, örneğin trafo sargı teli arızalanabilir. aşırı ısınma nedeniyle yanabilir.
Bu nedenle, güneş fırtınaları dünyanın manyetik alanında bozulmalara neden olabilir ve güçlü jeomanyetik bozulmalar güç şebekesi kablolarında güçlü jeomanyetik olarak indüklenen akımlara neden olabilir.Bu akımlar transformatörlere zarar verebilir, dolayısıyla elektrik şebekesi de etkilenecektir.Güneş fırtınaları bu şekilde etkiler bize. ızgara süreci.
Bu etki, jeomanyetik enlemlerin daha yüksek olduğu bölgelerde daha belirgindir.Aynı enlemdeki Kuzey Amerika, jeomanyetik enlemde Çin'deki bizimkine göre daha yüksek olduğundan, güneş fırtınalarının elektrik şebekelerini etkilemesi daha olasıdır.
Şematik diyagram: Jeomanyetik olarak indüklenen akımın (GIC) şebeke üzerindeki etkisi
Başta bahsettiğimiz Quebec elektrik kesintisi, büyük etkisi, uzun sürmesi ve büyük ekonomik kayıplarıyla ünlüdür (sonuçta en gelişmiş Kuzey Amerika bölgesidir). Aslında güneş fırtınası "Güneş fırtınası" kadar güçlü değildir. Carrington olayı". Üçüncüsü, neyse ki, "Carrington olayı" henüz modern elektrik şebekemize sahip değildi.
1 Eylül 1859'da, Carrington güneş lekelerini gözlemlediğinde, güneşin kuzey tarafındaki büyük bir güneş lekesi grubunda aniden iki aşırı parlak beyaz ışığın ortaya çıktığını ve büyük bir güneş lekesi grubunun yakınında bir çift parlak beyaz ışığın oluştuğunu buldu. hilal şeklindeki şey. Daha sonra, Birleşik Krallık'taki Greenwich Gözlemevi ve Kew Gözlemevi, jeomanyetik alanın gücündeki büyük değişiklikleri ölçtü. 17 buçuk saat sonra, güçlü jeomanyetik yoğunluk nedeniyle jeomanyetometrenin ibresi ölçeğin dışına fırladı. Aynı zamanda, çeşitli telgraf bürolarındaki telgraf makinelerinin operatörleri, makinelerinin kıvılcımlar çıkardığını ve hatta tellerin eridiğini bildirdi. Ve bu gece, gökyüzündeki renkli Kuzey Işıkları, Küba ve Hawaii'ye kadar güneye yayıldı. Daha sonra, "Carrington Olayı" olarak bilinen bu olay, şimdiye kadar gözlemlenen en güçlü büyük ölçekli manyetik fırtınaydı.
1 Eylül 1859'daki güneş lekeleri, Carrington tarafından elle boyanmış
Modern zamanlarda "Carrington Olayı" düzeyinde bir felaket uzay olayı tekrar meydana gelirse, etkisinin daha da büyük olacağı düşünülebilir, ki bu da birkaç yıl önceki "2012 Dünya Felaketi"nin ilhamlarından biriydi.
