Коллективы космической погоды

Александр Гурьянов
(«ХиЖ», 2021, №6)

Магнитное поле нашей планеты непрерывно изменяется. К примеру, если его достигают заряженные частицы солнечного ветра, оно запасает дополнительную энергию. Затем эта энергия преобразуется в масштабные электрические токи ионосферы Земли, которые приводят к изменению локальных магнитных полей на ее поверхности. Эти поля и проявляет себя в так называемых субштормах, при которых аврорам полярных сияний сопутствуют сильные электрические токи между землей и атмосферой. Такие явления могут быть очень опасны для систем электропередач, электростанций, спутниковых систем глобального позиционирования, не говоря уже о чувствительной электронике.

Ученые постоянно изучают параметры субштормов, а также механизмы и циклы их рождения. Некоторое время назад британские исследователи из Университета Уорвика выяснили, что субштормы представляют собой элементы глобальной токовой системы, локализованной в высоких широтах и охватывающей примерно треть поверхности земного шара. В новой работе к ним присоединились физики Университетов Джонса Хопкинса, Бергена и Крэнфилда. В работе, выполненной под руководством доктора Лорен Орр и курируемой профессором Сандрой Чепман с физического факультета Университета Уорвика, они впервые применили новые математические алгоритмы социальных сетей. С их помощью группа проанализировала известные данные о динамике магнитных полей, собранные международной коллаборацией SuperMAG со 137 магнитометров, находящихся в Северном полушария. За изученный период с 1997 по 2001 год случился 41 субштормов.

Моделируя набор магнитометров как связную сеть, физики рассчитали временные изменения в корреляции между их сигналами вне зависимости от местоположения. Так в сети удалось выделить небольшие группы магнитометров. Анализ их поведения дал новые и неожиданные результаты. Оказалось, что через десять минут после рождения субшторма, происходил переход от многих некоррелированных групп сигналов магнитометров к единой когерентной системе магнитного поля, покрывающей большие пространства. Ученые считают: это свидетельствует о коллективном пространственном механизме аврор, которые представляют собой глобальную систему токов, а не сумму разделенных слабых и несвязанных токов. Коллективное возбуждение покрывало высокоширотную ночную область Земли. Отсутствие же корреляции на ранних стадиях может означать многофакторность механизма возникновения субштормов. Так получился новый метод контроля и изучения космической погоды. Профессор Чепман надеется, что они также помогут улучшить теории атмосферной плазмы и повысить точность предсказания явлений в ней.

(Nature Communications, 2021,12, 1)



123

Разные разности

08.09.2021 17:00:00

…иммунная система борется с инфекциями с разной интенсивностью в зависимости от времени суток…

…чрезмерное пристрастие к кофе приводит к уменьшению объёма мозга и увеличивает риск развития деменции и инсульта…

…обнаружена значительная корреляция между моментом инерции барицентрического движения Солнца и изменениями среднегодовой температуры Мирового океана в местах основных океанических течений…


>>
24.08.2021 17:00:00

Время от времени китайцы пускаются в путешествия: кто в поиске лучшей доли, кто для удовольствия. Кто они, те китайцы, что едут в РФ в последние 30 лет? Подробное исследование провел социолог из Южно-Уральского университета А.А. Авдашкин.

>>
11.08.2021 18:00:00

Научная группа из Международного института прикладного системного анализа во главе с Дмитрием Щепащенко сумела точно подсчитать объем лесной биомассы РФ.

>>
04.08.2021 17:00:00

…считается, что на микробиом кишечника в первую очередь влияет образ жизни, однако результаты 14-летнего наблюдения за популяцией бабуинов в Кении говорят, что решающую роль играют наследственные факторы…

…тело человека претерпевало и до сих пор претерпевает весьма существенные изменения под воздействием факторов окружающей среды, главным образом — температуры…

…новая маска со специальными сенсорами позволяет выяснить, болен ли человек ковидом; сенсоры могут быть настроены на работу и с другими вирусами…

>>
27.07.2021 17:00:00

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего решили оценить различия между воспроизводимыми и невоспроизводимыми научными работами. Оказалось, что чем хуже воспроизводится эксперимент, тем выше индекс цитирования.

>>