మాగ్నెటోస్పియర్ అంటే ఏమిటి మరియు బలమైన అయస్కాంత తుఫానులు సాంకేతికతను ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయి

మన భూమి అయస్కాంతం - ఇది అందరికీ తెలిసిందే. అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలు దక్షిణ అయస్కాంత ధ్రువం యొక్క ప్రాంతాన్ని విడిచిపెట్టి ఉత్తర అయస్కాంత ధ్రువం యొక్క ప్రాంతంలోకి ప్రవేశిస్తాయి. భూమి యొక్క అయస్కాంత మరియు భౌగోళిక ధ్రువాలు కొద్దిగా భిన్నంగా ఉన్నాయని గుర్తుంచుకోండి-ఉత్తర అర్ధగోళంలో, అయస్కాంత ధ్రువం కెనడా వైపు 13°కి మళ్లింది.

భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క శక్తి రేఖల సమితిని అంటారు అయస్కాంత గోళము… భూమి యొక్క అయస్కాంత గోళం గ్రహం యొక్క అయస్కాంత అక్షం గురించి సుష్టంగా లేదు.

సూర్యుని వైపు అది ఆకర్షింపబడుతుంది, ఎదురుగా అది పొడవుగా ఉంటుంది. మాగ్నెటోస్పియర్ యొక్క ఈ ఆకారం దానిపై సౌర గాలి యొక్క స్థిరమైన ప్రభావాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది. సూర్యుని నుండి ఎగురుతున్న చార్జ్డ్ కణాలు శక్తి రేఖలను "పిండి" చేసినట్లుగా కనిపిస్తాయి అయిస్కాంత క్షేత్రం, వాటిని రోజు వైపు నొక్కడం మరియు రాత్రి వైపు వాటిని లాగడం.

సూర్యుని పరిస్థితి ప్రశాంతంగా ఉన్నంత వరకు, ఈ మొత్తం చిత్రం చాలా స్థిరంగా ఉంటుంది. కానీ అప్పుడు సూర్యకాంతి ఉంది, సౌర గాలి మారింది-దానిలోని కణాల ప్రవాహం ఎక్కువైంది మరియు వాటి శక్తి పెరిగింది.మాగ్నెటోస్పియర్‌పై ఒత్తిడి వేగంగా పెరగడం ప్రారంభమైంది, పగటి వైపున ఉన్న శక్తి రేఖలు భూమి యొక్క ఉపరితలానికి దగ్గరగా మారడం ప్రారంభించాయి మరియు రాత్రి వైపు అవి అయస్కాంత గోళం యొక్క "తోక" లోకి మరింత బలంగా లాగబడ్డాయి. అది అయస్కాంత తుఫాను (భూ అయస్కాంత తుఫాను).

సౌర మంటల సమయంలో, సూర్యుని ఉపరితలంపై వేడి ప్లాస్మా యొక్క భారీ పేలుళ్లు సంభవిస్తాయి. విస్ఫోటనం సమయంలో, కణాల యొక్క బలమైన ప్రవాహం విడుదల చేయబడుతుంది, ఇవి సూర్యుడి నుండి భూమికి అధిక వేగంతో కదులుతాయి మరియు గ్రహం యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని భంగపరుస్తాయి.

సౌర గాలి

శక్తి రేఖల "కంప్రెషన్" అంటే భూమి యొక్క ఉపరితలంపై వాటి ధ్రువాల కదలిక, అంటే - భూగోళం మీద ఏ సమయంలోనైనా అయస్కాంత క్షేత్రం బలంలో మార్పు... మరియు సౌర గాలి యొక్క బలమైన పీడనం, ఫీల్డ్ లైన్ల కుదింపు మరింత ముఖ్యమైనది, తదనుగుణంగా, ఫీల్డ్ బలంలో మార్పు బలంగా ఉంటుంది. బలమైన అయస్కాంత తుఫాను.

అదే సమయంలో, అయస్కాంత ధ్రువ ప్రాంతానికి దగ్గరగా, బాహ్య క్షేత్ర రేఖలు ఉపరితలంతో కలుస్తాయి. మరియు వారు కేవలం కలవరపడిన సౌర గాలి యొక్క గొప్ప ప్రభావాన్ని అనుభవిస్తారు మరియు ఎక్కువగా ప్రతిస్పందిస్తారు (స్థానభ్రంశం). దీని అర్థం అయస్కాంత భంగం యొక్క వ్యక్తీకరణలు భూ అయస్కాంత ధ్రువాల వద్ద (అంటే అధిక అక్షాంశాల వద్ద) మరియు భూ అయస్కాంత భూమధ్యరేఖ వద్ద అతి చిన్నవిగా ఉండాలి.

1831 నుండి 2007 వరకు అయస్కాంత ఉత్తర ధ్రువం యొక్క మార్పు.

భూమి యొక్క ఉపరితలంపై నివసించే మనకు అధిక అక్షాంశాల వద్ద అయస్కాంత క్షేత్రంలో వివరించిన మార్పు ఏమిటి?

అయస్కాంత తుఫాను సమయంలో, విద్యుత్తు అంతరాయాలు, రేడియో కమ్యూనికేషన్‌లు, మొబైల్ ఆపరేటర్ నెట్‌వర్క్‌లు మరియు అంతరిక్ష నౌక నియంత్రణ వ్యవస్థల అంతరాయం లేదా ఉపగ్రహాలకు నష్టం సంభవించవచ్చు.

కెనడాలోని క్యూబెక్‌లో 1989లో సంభవించిన అయస్కాంత తుఫాను కారణంగా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ మంటలు (ఈ సంఘటనపై వివరాల కోసం దిగువన చూడండి) సహా తీవ్రమైన విద్యుత్తు అంతరాయం ఏర్పడింది. 2012 లో, తీవ్రమైన అయస్కాంత తుఫాను శుక్రుని చుట్టూ తిరుగుతున్న యూరోపియన్ వీనస్ ఎక్స్‌ప్రెస్ అంతరిక్ష నౌకతో కమ్యూనికేషన్‌లకు అంతరాయం కలిగించింది.

గుర్తుచేసుకుందాం విద్యుత్ కరెంట్ జనరేటర్ ఎలా పనిచేస్తుంది… స్థిరమైన అయస్కాంత క్షేత్రంలో, ఒక కండక్టర్ (రోటర్) కదులుతుంది (తిరగడం). ఫలితంగా, పరిశోధకుడిలో ఒక EMF కనిపిస్తుంది మరియు అది ప్రవహిస్తుంది విద్యుత్… వైర్ స్థిరంగా ఉంటే మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం కదులుతుంది (సమయంలో మార్పు) అదే జరుగుతుంది.

అయస్కాంత తుఫాను సమయంలో అయస్కాంత క్షేత్రంలో మార్పు ఉంటుంది మరియు అయస్కాంత ధ్రువానికి దగ్గరగా (జియోమాగ్నెటిక్ అక్షాంశం ఎక్కువ), ఈ మార్పు బలంగా ఉంటుంది.

అంటే మనకు మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం ఉంది. బాగా, మరియు భూమి యొక్క ఉపరితలంపై ఏదైనా పొడవు యొక్క స్థిర వైర్లు ఆక్రమించవు. విద్యుత్ లైన్లు, రైల్వే ట్రాక్‌లు, పైపులైన్లు... ఒక్క మాటలో చెప్పాలంటే ఎంపిక చాలా బాగుంది. మరియు ప్రతి కండక్టర్‌లో, పైన పేర్కొన్న భౌతిక చట్టం కారణంగా, భూ అయస్కాంత క్షేత్రంలో వైవిధ్యాల వల్ల విద్యుత్ ప్రవాహం ఏర్పడుతుంది. మేము అతనిని పిలుస్తాము ప్రేరిత జియోమాగ్నెటిక్ కరెంట్ (IGT).

ప్రేరేపిత ప్రవాహాల పరిమాణం అనేక పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అన్నింటిలో మొదటిది, వాస్తవానికి, భౌగోళిక అయస్కాంత క్షేత్రంలో మార్పు యొక్క వేగం మరియు బలం నుండి, అంటే, అయస్కాంత తుఫాను యొక్క బలం నుండి.

కానీ అదే తుఫాను సమయంలో కూడా, వివిధ వైర్లలో వివిధ ప్రభావాలు సంభవిస్తాయి.అవి వైర్ యొక్క పొడవు మరియు భూమి యొక్క ఉపరితలంపై దాని ధోరణిపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

వైర్ పొడవు, అది బలంగా ఉంటుంది ప్రేరేపిత కరెంట్… అలాగే, వైర్ ఓరియంటేషన్ ఉత్తరం-దక్షిణ దిశకు దగ్గరగా ఉంటే అది బలంగా ఉంటుంది. వాస్తవానికి, ఈ సందర్భంలో, దాని అంచులలోని అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క వైవిధ్యాలు గొప్పవి మరియు అందువల్ల EMF గొప్పది.

వాస్తవానికి, ఈ కరెంట్ యొక్క పరిమాణం వైర్ క్రింద నేల యొక్క వాహకతతో సహా అనేక ఇతర అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ వాహకత ఎక్కువగా ఉంటే, IHT బలహీనంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే చాలా వరకు కరెంట్ భూమి గుండా వెళుతుంది. ఇది చిన్నదైతే, తీవ్రమైన IHT సంభవించే అవకాశం ఉంది.

దృగ్విషయం యొక్క భౌతిక శాస్త్రంలోకి వెళ్లకుండా, రోజువారీ జీవితంలో అయస్కాంత తుఫానులు కలిగించే ఇబ్బందులకు IHTలు ప్రధాన కారణమని మాత్రమే మేము గమనించాము.

సాహిత్యంలో వివరించిన బలమైన అయస్కాంత తుఫాను మరియు ప్రేరేపిత ప్రవాహాల వల్ల ఏర్పడిన అత్యవసర పరిస్థితుల ఉదాహరణ

మార్చి 13-14, 1989 నాటి అయస్కాంత తుఫానులు మరియు కెనడాలో అత్యవసర పరిస్థితి

అయస్కాంత శాస్త్రవేత్తలు భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క స్థితిని వివరించడానికి అనేక పద్ధతులను (అయస్కాంత సూచికలు అని పిలుస్తారు) ఉపయోగిస్తారు. వివరాల్లోకి వెళ్లకుండా, అటువంటి ఐదు సూచికలు (అత్యంత సాధారణమైనవి) ఉన్నాయని మాత్రమే మేము గమనించాము.

వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి దాని ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు కలిగి ఉంటాయి మరియు కొన్ని పరిస్థితులను వివరించడంలో అత్యంత అనుకూలమైనవి మరియు ఖచ్చితమైనవి - ఉదాహరణకు, అరోరా జోన్‌లో ఆందోళనకర పరిస్థితులు లేదా, సాపేక్షంగా ప్రశాంతమైన పరిస్థితులలో ప్రపంచ చిత్రం.

సహజంగానే, ఈ ప్రతి సూచికల వ్యవస్థలో, ప్రతి భూ అయస్కాంత దృగ్విషయం నిర్దిష్ట సంఖ్యల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది - దృగ్విషయం యొక్క కాలానికి సూచిక యొక్క విలువలు, అందువల్ల సంభవించిన భూ అయస్కాంత అవాంతరాల తీవ్రతను పోల్చడం సాధ్యమవుతుంది. వివిధ సంవత్సరాలలో.

మార్చి 13-14, 1989 నాటి అయస్కాంత తుఫాను అన్ని అయస్కాంత సూచిక వ్యవస్థల ఆధారంగా లెక్కల ప్రకారం అసాధారణమైన భూ అయస్కాంత సంఘటన.

అనేక స్టేషన్ల పరిశీలనల ప్రకారం, తుఫాను సమయంలో, 6 రోజులలో అయస్కాంత క్షీణత (దిక్సూచి సూది దిశ నుండి అయస్కాంత ధ్రువానికి విచలనం) యొక్క పరిమాణం 10 డిగ్రీలు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ చేరుకుంటుంది. అనేక జియోఫిజికల్ సాధనాల ఆపరేషన్ కోసం సగం డిగ్రీ విచలనం కూడా ఆమోదయోగ్యం కాదని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే ఇది చాలా ఎక్కువ.

ఈ అయస్కాంత తుఫాను అసాధారణమైన భూ అయస్కాంత దృగ్విషయం. ఏది ఏమయినప్పటికీ, దానితో పాటుగా ఉన్న అనేక ప్రాంతాల జీవితంలో నాటకీయ సంఘటనల కోసం కాకపోతే, దానిపై ఆసక్తి నిపుణుల యొక్క ఇరుకైన సర్కిల్‌ను మించి ఉండేది కాదు.

13 మార్చి 1989న 07:45 UTC వద్ద, జేమ్స్ బే (ఉత్తర క్యూబెక్, కెనడా) నుండి దక్షిణ క్యూబెక్ మరియు యునైటెడ్ స్టేట్స్ యొక్క ఉత్తర రాష్ట్రాలు, అలాగే హైడ్రో-క్యూబెక్ నెట్‌వర్క్‌లకు అధిక-వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లు బలమైన ప్రేరేపిత ప్రవాహాలను ఎదుర్కొన్నాయి.

ఈ ప్రవాహాలు సిస్టమ్‌పై 9,450 మెగావాట్ల అదనపు లోడ్‌ను సృష్టించాయి, ఇది ఆ సమయంలో 21,350 మెగావాట్ల ఉపయోగకరమైన లోడ్‌కు జోడించడానికి చాలా ఎక్కువ. వ్యవస్థ క్షీణించింది, 6 మిలియన్ల నివాసితులకు విద్యుత్తు లేకుండా పోయింది. సిస్టమ్‌ను సాధారణ ఆపరేషన్‌కు పునరుద్ధరించడానికి 9 గంటలు పట్టింది. ఆ సమయంలో ఉత్తర USలోని వినియోగదారులు 1,325 MWh కంటే తక్కువ విద్యుత్‌ను పొందారు.

మార్చి 13-14 తేదీలలో, ఇతర శక్తి వ్యవస్థల యొక్క అధిక-వోల్టేజ్ లైన్లలో ప్రేరేపిత భూ అయస్కాంత ప్రవాహాలతో సంబంధం ఉన్న అసహ్యకరమైన ప్రభావాలు కూడా గమనించబడ్డాయి: రక్షిత రిలేలు పని చేశాయి, పవర్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లు విఫలమయ్యాయి, వోల్టేజ్ పడిపోయింది, పరాన్నజీవి ప్రవాహాలు నమోదు చేయబడ్డాయి.

మార్చి 13న అతిపెద్ద ప్రేరేపిత ప్రస్తుత విలువలు హైడ్రో-ఒంటారియో (80 ఎ) మరియు లాబ్రడార్-హైడ్రో (150 ఎ) వ్యవస్థలలో నమోదు చేయబడ్డాయి. ఈ పరిమాణంలో విచ్చలవిడి ప్రవాహాలు కనిపించడం ద్వారా ఏదైనా విద్యుత్ వ్యవస్థకు జరిగే నష్టాన్ని ఊహించడానికి మీరు శక్తి నిపుణుడు కానవసరం లేదు.

ఇవన్నీ ఉత్తర అమెరికాను మాత్రమే ప్రభావితం చేశాయి. ఇలాంటి దృగ్విషయాలు అనేక స్కాండినేవియన్ దేశాలలో గమనించబడ్డాయి. ఐరోపాలోని ఉత్తర భాగం అమెరికా ఉత్తర భాగం కంటే భూ అయస్కాంత ధ్రువం నుండి మరింత దూరంలో ఉన్నందున వాటి ప్రభావం చాలా బలహీనంగా ఉందనేది నిజం.

అయితే, 08:24 CET వద్ద, మధ్య మరియు దక్షిణ స్వీడన్‌లోని ఆరు 130-kV లైన్‌లు ఏకకాలంలో కరెంట్-ప్రేరిత వోల్టేజ్ ఉప్పెనను నమోదు చేశాయి కానీ ప్రమాదానికి చేరుకోలేదు.

6 మిలియన్ల నివాసితులకు 9 గంటల పాటు విద్యుత్తు లేకుండా చేయడం అంటే ఏమిటో అందరికీ తెలుసు. మార్చి 13-14 అయస్కాంత తుఫానుపై నిపుణులు మరియు ప్రజల దృష్టిని ఆకర్షించడానికి అది ఒక్కటే సరిపోతుంది. కానీ దాని ప్రభావాలు శక్తి వ్యవస్థలకు మాత్రమే పరిమితం కాలేదు.

అలాగే, US సాయిల్ కన్జర్వేషన్ సర్వీస్ పర్వతాలలో ఉన్న అనేక ఆటోమేటిక్ సెన్సార్ల నుండి సంకేతాలను అందుకుంటుంది మరియు నేల పరిస్థితులు, మంచు కవర్ మొదలైన వాటిని పర్యవేక్షిస్తుంది. ప్రతి రోజు 41.5 MHz ఫ్రీక్వెన్సీలో రేడియోలో.

మార్చి 13 మరియు 14 తేదీలలో (తర్వాత తేలినట్లుగా, ఇతర మూలాల నుండి వచ్చే రేడియేషన్ యొక్క సూపర్‌పొజిషన్ కారణంగా), ఈ సంకేతాలు వింత స్వభావం కలిగి ఉన్నాయి మరియు వాటిని పూర్తిగా అర్థంచేసుకోలేము లేదా హిమపాతాలు, వరదలు, బురద ప్రవాహాల ఉనికిని సూచించాయి. అదే సమయంలో నేలపై మంచు...

US మరియు కెనడాలో, ఒక నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీకి ("కీ") ట్యూన్ చేయబడిన ప్రైవేట్ గ్యారేజ్ డోర్‌లను యాదృచ్ఛికంగా తెరవడం మరియు మూసివేయడం వంటి సందర్భాలు ఉన్నాయి, కానీ దూరం నుండి వచ్చే సిగ్నల్‌ల అస్తవ్యస్తమైన అతివ్యాప్తితో ప్రేరేపించబడ్డాయి.

పైప్లైన్లలో ప్రేరేపిత ప్రవాహాల ఉత్పత్తి

ఆధునిక పారిశ్రామిక ఆర్థిక వ్యవస్థలో పైప్‌లైన్లు ఎంత పెద్ద పాత్ర పోషిస్తాయో అందరికీ తెలుసు. వందల వేల కిలోమీటర్ల లోహపు పైపులు వివిధ దేశాల గుండా వెళతాయి. కానీ ఇవి కూడా కండక్టర్లు మరియు ప్రేరేపిత ప్రవాహాలు వాటిలో కూడా సంభవించవచ్చు. వాస్తవానికి, ఈ సందర్భంలో, వారు ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేదా రిలేను కాల్చలేరు, కానీ అవి నిస్సందేహంగా నష్టాన్ని కలిగిస్తాయి.

వాస్తవం ఏమిటంటే విద్యుద్విశ్లేషణ తుప్పు నుండి రక్షించడానికి, అన్ని పైప్‌లైన్‌లు సుమారు 850 mV భూమికి ప్రతికూల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ప్రతి వ్యవస్థలో ఈ సంభావ్యత యొక్క విలువ స్థిరంగా ఉంచబడుతుంది మరియు నియంత్రించబడుతుంది.ఈ విలువ 650 mVకి పడిపోయినప్పుడు ముఖ్యమైన విద్యుద్విశ్లేషణ తుప్పు ప్రారంభమవుతుంది.

కెనడియన్ చమురు కంపెనీల ప్రకారం, మార్చి 13, 1989 న, అయస్కాంత తుఫాను ప్రారంభంతో పాటు, సంభావ్యతలో పదునైన స్పైక్‌లు ప్రారంభమయ్యాయి మరియు మార్చి 14 న కొనసాగాయి. ఈ సందర్భంలో, చాలా గంటలు ప్రతికూల సంభావ్యత యొక్క పరిమాణం క్లిష్టమైన విలువ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు కొన్నిసార్లు 100-200 mV కి కూడా పడిపోతుంది.

ఇప్పటికే 1958 మరియు 1972లో, బలమైన అయస్కాంత తుఫానుల సమయంలో, ప్రేరేపిత ప్రవాహాల కారణంగా, అట్లాంటిక్ టెలికమ్యూనికేషన్స్ కేబుల్ యొక్క ఆపరేషన్లో తీవ్రమైన అవాంతరాలు సంభవించాయి. 1989 తుఫాను సమయంలోఒక కొత్త కేబుల్ ఇప్పటికే పనిలో ఉంది, దీనిలో సమాచారం ఆప్టికల్ ఛానెల్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడింది (చూడండి — ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్), కాబట్టి సమాచార ప్రసారంలో ఎటువంటి ఉల్లంఘనలు లేవు.

అయినప్పటికీ, కేబుల్ పవర్ సిస్టమ్‌లో మూడు పెద్ద వోల్టేజ్ స్పైక్‌లు (300, 450 మరియు 700 V) నమోదు చేయబడ్డాయి, ఇది అయస్కాంత క్షేత్రంలో బలమైన మార్పులతో సమయానికి ఏకీభవించింది. ఈ స్పైక్‌లు సిస్టమ్ పనిచేయకపోవడానికి కారణం కానప్పటికీ, అవి దాని సాధారణ ఆపరేషన్‌కు తీవ్రమైన ముప్పు కలిగించేంత పెద్దవి.

భూమి యొక్క భూ అయస్కాంత క్షేత్రం మారుతోంది మరియు బలహీనపడుతోంది. దాని అర్థం ఏమిటి?

భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం గ్రహం యొక్క ఉపరితలం వెంట కదలడమే కాకుండా, దాని తీవ్రతను కూడా మారుస్తుంది. గత 150 సంవత్సరాలలో, ఇది దాదాపు 10% బలహీనపడింది. ప్రతి 500,000 సంవత్సరాలకు ఒకసారి, అయస్కాంత ధ్రువాల ధ్రువణత మారుతుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు-ఉత్తర మరియు దక్షిణ ధ్రువాలు స్థలాలను మారుస్తాయి. ఇది చివరిసారిగా ఒక మిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం జరిగింది.

మన వారసులు ఈ గందరగోళం మరియు ధ్రువణత రివర్సల్‌తో సంబంధం ఉన్న విపత్తులకు సాక్ష్యమివ్వవచ్చు. సూర్యుని అయస్కాంత ధ్రువాలు తిరగబడే సమయంలో విస్ఫోటనం జరిగితే, అయస్కాంత కవచం భూమిని రక్షించలేకపోతుంది మరియు గ్రహం అంతటా విద్యుత్తు అంతరాయం మరియు నావిగేషన్ సిస్టమ్‌లకు అంతరాయం ఏర్పడుతుంది.

పైన ఇవ్వబడిన ఉదాహరణలు, బలమైన అయస్కాంత తుఫానుల ప్రభావం మానవాళి యొక్క రోజువారీ జీవితంలో ఎంత తీవ్రంగా మరియు బహుముఖంగా ఉంటుందో ఆలోచించేలా చేస్తుంది.

పైన పేర్కొన్నవన్నీ మానవ ఆరోగ్యంతో సౌర మరియు అయస్కాంత కార్యకలాపాల యొక్క చాలా నమ్మకమైన సహసంబంధాల కంటే అంతరిక్ష వాతావరణం (సౌర మంటలు మరియు అయస్కాంత తుఫానులతో సహా) యొక్క మరింత ఆకర్షణీయమైన ప్రభావానికి ఉదాహరణ.