Сводка с небес: прогноз северного сияния предотвратит аварии
Прогноз возникновения полярного сияния для любой точки планеты предоставит российская разработка. Новый онлайн-сервис способен анализировать характеристики солнечного ветра за 15 минут до начала его влияния на магнитосферу Земли. Это позволит снизить риски возникновения технических проблем в навигации и радиосвязи, которые могут приводить к серьезным авариям, например столкновениям составов на железной дороге. Пригодится он также жителям северных городов и туристам, которые получат информацию о наилучшем времени наблюдения за красивым природным явлением. В настоящее время ученые проводят бета-тестирование системы, и она уже доступна для широкого использования. На данный момент сервис не имеет аналогов по охвату территории и частоте обновления данных.
Авроре навстречу
Северное сияние — одно из самых красивых природных явлений, которое происходит за счет взаимодействия магнитного поля Земли с частицами солнечного ветра, приходящего из космоса. В результате в некоторых регионах страны можно наблюдать люминесценцию верхних слоев атмосферы, которая выглядит как цветные переливы на ночном небе.
Однако помимо эстетических особенностей данный эффект несет в себе и опасность, пагубно влияя на работу технических систем. В связи с этим всё острее встает вопрос о прогнозировании северного сияния, которое должно обезопасить жизнь в развивающихся арктических районах.
Как сообщила пресс-служба Минобрнауки России, одно из наиболее эффективных решений в этой области разработали отечественные ученые, которые запустили онлайн-сервис для предсказания космической погоды.
— Для прогнозирования северного сияния мы используем открытые данные с американских спутников ACE и DSCOVR. Они предназначены для исследования параметров солнечного ветра — в частности, его плотности, скорости и температуры, — рассказал «Известиям» доцент Уфимского государственного авиационного технического университета Андрей Воробьев. — Таким образом мы получаем показатели потока частиц за 15 минут до того, как он долетит до Земли, и можем оценить последствия его попадания в магнитосферу планеты.
По словам эксперта, полученная из космоса информация в дальнейшем проходит обработку с помощью математической модели, которая позволяет детально прогнозировать интенсивность северного сияния и область его распространения. Для конечного пользователя результат работы системы визуализируется в качестве виртуальной карты, которую можно масштабировать до размера города. Это обеспечивает хорошую точность привязки показателей к конкретной местности.
Время на подготовку
Опасность северного сияния для техники определяется сопутствующим воздействием космических частиц, которое вызывает сильные возмущения ионосферы Земли.
— В области над северным сиянием могут наводиться токи в электропроводке, вызывая некорректную работу техники, — отметил заведующей лабораторией физики околоземного пространства Института физики земли им. О.Ю. Шмидта РАН Вячеслав Пилипенко. — Кроме того, во время этого явления часто встречаются перебои в работе систем спутниковой навигации, которые начинают показывать местонахождение объектов с сильной погрешностью.
По словам ученых, данные проблемы могут приводить к значительному ущербу — особенно по мере развития арктического региона, которое является одним из приоритетных направлений у государства.
— В частности, полярное сияние может вызывать сбои в работе автоматики высокоширотных железных дорог, выраженные в спонтанном переводе стрелок и некорректных сигналах семафоров, которые способны спровоцировать аварию, — подчеркнул Андрей Воробьев.
Таким образом, использование нового сервиса позволит заметно повысить безопасность в северных регионах — в первую очередь, за счет возможности оперативно, с обновлением информации каждые пять минут прогнозировать ситуацию в любой точке на карте, которая отсутствует у его аналогов. Кроме того, разработкой могут воспользоваться жители северных городов и туристы, чтобы посмотреть на северное сияние в хорошую погоду.
Современные приложения для прогнозирования северного сияния не рассчитаны на точные прогнозы и предсказывают лишь вероятность данного явления на период от одного часа до нескольких дней. Как правило, они работают лишь в определенной стране либо на ограниченной территории.
Практическую значимость разработки оценили специалисты Института космических исследований РАН.
— Сервис для точного прогнозирования северного сияния даст возможность техническим специалистам вовремя парировать его влияние и предотвратить возможный ущерб от данного вида воздействия, — считает заведующий лабораторией по теоретическому и экспериментальному изучению солнечного ветра и его влияния на околоземное пространство Института космических исследований РАН Юрий Ермолаев. — Это не только поможет избежать аварий, но и позволит инженерам отказаться от дополнительной защиты части электротехнического оборудования (например, трансформаторов), предназначенного для работы на Крайнем Севере, что значительно удешевит его конструкцию.
По словам эксперта, разработка также может помочь избежать длительных потерь связи в арктическом регионе, позволив специалистам заранее подготовиться к вынужденному переходу на запасные передающие частоты.
В настоящее время ученые проводят бета-тестирование системы. Она уже доступна для широкого круга пользователей.
