• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.12.2023, 18:25
Игорь Байдов
23,5 тыс

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
30 октября, 16:59
Юлия Трепалина

Новое исследование показало, что вейперы, причем даже те, кто уже отказались от этой привычки, подвержены язвенной болезни желудка в большей степени, чем люди, никогда не курившие электронные сигареты.

30 октября, 13:01
Unitsky String Technologies Inc.

В комплексах uST, где беспилотный транспорт фактически движется по натянутым струнам, возникают вынужденные и собственные колебания. При совпадении частот этих колебаний возможен резкий рост амплитуды. Это, в свою очередь, вызывает резонанс, который способен привести к ухудшению комфорта пассажиров и даже к повреждению самой путевой структуры. Чтобы решить эту потенциальную проблему, инженеры компании UST Inc. провели ряд исследований.

30 октября, 16:53
ФизТех

Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.

27 октября, 11:59
Юлия Трепалина

В последнее время отказ от глютена, или клейковины — белков, содержащихся в пшенице, ржи и ячмене, — превратился в модный тренд. В соцсетях и СМИ некоторые популярные блогеры и знаменитости преподносят безглютеновые диеты как секрет хороших самочувствия и внешности. Тем не менее обзор десятков научных работ показал, что у большинства людей, считающих себя чувствительными к глютену, причина негативной реакции часто кроется не в самой клейковине.

26 октября, 11:34
Evgenia Vavilova

Физики нашли способ использовать собственные электроны радия для считывания информации о ядре атома. Соединение радиоактивного элемента с фтором позволило электронам ненадолго проникать в ядро.

28 октября, 10:36
Игорь Байдов

Один и тот же фитнес-браслет считает шаги и калории одинаково у мужчин и женщин, но внутренний отклик организма на физическую нагрузку различается. Это выяснили авторы нового исследования. Ученые пришли к выводу: чтобы добиться такого же результата в снижении риска сердечно-сосудистых заболеваний, мужчинам от 50 лет нужно заниматься в спортзале более чем в два раза усерднее женщин. Результаты этой работы могут привести к пересмотру универсальных рекомендаций по физической активности.

25 октября, 10:40
Любовь С.

Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.

13 октября, 11:10
Илья Гриднев

Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.

24 октября, 14:02
РТУ МИРЭА

В современном доме, насыщенном разнообразной техникой, удлинители стали незаменимым атрибутом, позволяющим обеспечить электропитанием все необходимые устройства. Однако мало кто задумывается, что привычное использование этого аксессуара может нести серьезную угрозу безопасности. По статистике, значительная часть бытовых пожаров происходит из-за неправильной эксплуатации электропроводки и вспомогательных устройств. Какие приборы категорически нельзя подключать через удлинители и почему это может привести к трагическим последствиям, рассказывает профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА, доктор физико-математических наук Алексей Юрасов.

[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