Российские учёные разработали сервис для предсказания северного сияния

Наука Технологии
15 Июля, 2020, 05:49
Российские учёные разработали сервис для предсказания северного сияния
Фото: Сергей Карпухин


Российские учёные разработали уникальный веб-сервис для прогноза полярных сияний. Прототип веб-ГИС находится на стадии бета-тестирования и доступен для любых заинтересованных пользователей, сообщается в пресс-службе Министерства науки и высшего образования РФ. Разработка позволит снизить риски возникновения технических проблем в навигации и радиосвязи, а также пригодится жителям северных городов и туристам, чтобы узнать о наилучшем времени наблюдения за красивым природным явлением. 

Исследователи из Уфимского государственного авиационного технического университета под руководством доцента Андрея Воробьёва совместно с Институтом физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН и Геофизическим центром РАН создали не имеющую аналогов в мире веб-геоинформационную систему (веб-ГИС) прогноза полярных сияний для любой точки планеты. Новый онлайн-сервис способен анализировать характеристики солнечного ветра за 15 минут до начала его влияния на магнитосферу Земли. 

«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 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».

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.

Помимо того, что северное сияние является завораживающим природным явлением, которое происходит за счёт взаимодействия магнитного поля Земли с частицами солнечного ветра, приходящего из космоса, данный эффект несёт в себе и опасность, пагубно влияя на работу технических систем. В связи с этим вопрос о прогнозировании северного сияния связан с обеспечением безопасности в развивающихся арктических районах.

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».

Как отмечают учёные, 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 счёт возможности оперативного реагирования.

«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».

Разработка также может помочь избежать длительных потерь связи в арктическом регионе, позволив специалистам заранее подготовиться к вынужденному переходу на запасные передающие частоты. Кроме того, разработкой могут воспользоваться жители северных городов и туристы, чтобы посмотреть на северное сияние в хорошую погоду.

В настоящее время учёные проводят бета-тестирование системы. Она уже доступна для широкого круга пользователей.

далее в рубрике