• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.12.2023, 18:25
Игорь Байдов
23 514

Геомагнитные бури могут повлиять на безопасность движения поездов

❋ 4.4

По мнению авторов новой работы, геомагнитные бури способны привести к сбоям в работе железнодорожной сигнализации, а это может вызвать несчастные случаи на железнодорожных путях. Хотя такие события происходят редко, их не стоит недооценивать.

Солнечная вспышка
Солнечная вспышка, запечатленная космической обсерваторией NASA Solar Dynamics Observatory 15 апреля 2022 года / © NASA,SDO, AIA, EVE, HMI / Автор: Lampronia Auxilius

Космическая погода, которая в большинстве случаев зависит от состояния Солнца, может нарушить работу спутников на орбите, а еще повлиять на наземные системы. Среди многочисленных опасностей, связанных с космической погодой, значительное место занимают геомагнитные бури — сильные возмущения магнитного поля Земли, вызванные активностью нашей звезды, в том числе солнечными вспышками. Одно из неприятных последствий таких бурь — геомагнитно-индуцированные токи (ГИК).

Во время солнечных геомагнитных возмущений колебания ионосферных и магнитосферных токов вызывают вариации геомагнитного поля, наблюдаемые у поверхности Земли. Когда магнитное поле колеблется, начинает течь электричество. Геомагнитно-индуцированные токи могут вызвать колебания напряжения в электрических сетях и повреждать высоковольтные трансформаторы линий электропередач. Иногда это приводит к перебоям в подаче электроэнергии. Также ГИК делает уязвимыми нефте- и газопроводы, которые тянутся на тысячи километров, — эти токи могут ускорить коррозию металла. 

Значительные неприятности геомагнитная активность может доставлять железнодорожной автоматике. Один из таких случаев произошел в Швеции в июле 1982 года, когда наблюдалась геомагнитная буря. Тогда сигнал светофора на железнодорожных путях стал неожиданно меняться с зеленого на красный и обратно на зеленый. Никаких неисправностей при этом обнаружено не было, как и самого поезда на путях. Инженеры предположили, что технический сбой вызван протеканием геомагнитно-индуцированных токов через сеть железнодорожной сигнализации.

Чуть позже специалисты стали выявлять еще больше необъяснимых сбоев в работе железнодорожной сигнализации в периоды высокой геомагнитной активности. Тогда ученые выдвинули гипотезу, что должна быть связь между такими аномалиями и геомагнитными помехами.

Группа ученых из Ланкастерского университета (Великобритания) под руководством профессора космической физики Джима Уайлда (Jim Wild) решила подробнее разобраться в вопросе влияния геомагнитных бурь на железнодорожную автоматику. 

Уайлд и его коллеги смоделировали два железнодорожных маршрута в Великобритании: участок Престон — Ланкастер главной линии Западного побережья и линию Глазго — Эдинбург. На этих направлениях в общей сложности используется почти 50 тысяч рельсовых цепей — электрических цепей, в которых есть источник питания и нагрузка, а проводниками электрического тока служат рельсовые нити железнодорожного полотна (так называют непрерывный ряд рельсов, примыкающих друг к другу торцами и соединенных стыковыми скреплениями или сваркой). 

Рельсовые цепи необходимы для контроля свободного или занятого состояния участка пути на перегонах и станциях, а также передачи кодовых сигналов с путевых устройств на локомотив и между путевыми устройствами. 

Ученые обнаружили, что во время геомагнитных бурь геомагнитно-индуцированные токи вызывают «электрические возмущения» в рельсовых нитях. Это нарушает работу рельсовых цепей, необходимых для безопасности движения поездов. 

По мнению Уайлда, причиной таких сбоев в системах управления движения поездами теоретически могут быть даже слабые геомагнитные бури. Подобные ситуации должны случаться на железнодорожных путях не реже одного раза в несколько десятилетий, а экстремальные события, когда происходит множество ложных срабатываний на линии, — с частотой раз в 100 лет. 

Риски для железных дорог и других объектов инфраструктуры могут возрастать в период 11-летнего цикла солнечной активности, который, к слову, сейчас и идет. По прогнозам ученых, пик этого цикла придется на июль 2025 года.

«Конечно, ошибочное срабатывание сигналов не обязательно может стать проблемой. Например, если из-за геомагнитной бури зеленый сигнал переключится на красный, поезд просто остановится. Страшнее другое — если сигнал с красного перескочит на зеленый. Это значит, что проезд разрешен, хотя на самом деле это не так», — пояснил Уайл. 

Отметим, что в центре внимания исследователей была только Великобритания. Хотя авторы работы уверены, что подобные сценарии могут развернуться и в других странах, ведь для геомагнитных бурь нет границ и преград. В качестве примера исследователи привели канадский город Квебек, где в 1989 году из-за геомагнитной бури электричество отключилось на девять часов, а также шведский Мальмо: там в 2003 году геомагнитная буря вывела из строя один из высоковольтных трансформаторов и тем самым обесточила на час этот населенный пункт.

Еще один из примеров — так называемое событие Кэррингтона, мощнейшая за историю наблюдений геомагнитная буря, которая произошла в 1859 году. Она вызвала отказ телеграфных систем по всей Европе и Северной Америке.

Европейское космическое агентство, NASA и многие другие организации внимательно следят за солнечной активностью именно по причине геомагнитных бурь. Ученые используют сеть спутников и локальные оповещения, чтобы предупредить о потенциальном влиянии этих бурь на такие сектора, как авиация, производство, электроэнергия, космонавтика. Однако железнодорожный сектор пока не включили в этот список. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Space Weather.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор публикует материалы по астрономии, археологии и палеонтологии. В текстах освещает современные открытия, теории и ключевые находки, представляя актуальные данные в научно-популярном формате.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
15 июля, 13:19
Юлия Тарасова

Чемоданы оказались настоящими рассадниками микробов. Как выяснилось, на отдельных частях дорожных сумок может обитать в 58 раз больше бактерий, чем на сиденьях унитазов в общественном туалете.

15 июля, 12:45
ПНИПУ

В условиях отсутствия связи (шахты, горы, тайга) критически важна надежная передача данных. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую радиостанцию, устойчивую к помехам и физическим препятствиям, включая бетонные стены. Устройство передает данные в двух сетях MANET одновременно, обеспечивая скорость до 300 кбит/с (низкоскоростной канал) и 54 Мбит/с (высокоскоростной). Рация работает как ретранслятор и узел сети, что делает ее незаменимой для спасателей, промышленности и туристов. Ключевые преимущества разработки: помехоустойчивость, дальность связи до 30 километров и работа при -25°C до +55 градусов Цельсия.

16 июля, 10:28
Адель Романова

По мнению ученых, наблюдаемые в атмосфере спутника Сатурна Титана сложные органические молекулы могут соединяться в подобия внутриклеточных органелл — везикул. Более того, в дальнейшем эти структуры способны становиться еще более сложными и образовывать не что иное, как протоклетки.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

11 июля, 17:47
Денис Яковлев

Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

15 июля, 11:00
НИУ ВШЭ

В Институте искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ предложили новый подход, основанный на современных методах машинного обучения, для определения генетического происхождения человека. Графовые нейросети позволяют с высокой точностью различать даже очень близкие популяции.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно