G5 solar superstorms ken panagbiag ti electrical grid blackout¶

Ti nakaro a geomagnetic superstorm irepresentarna ti maysa kadagiti kakaruan a natural a peggad a maipasango iti moderno a teknolohikal a sibilisasion. No ti aktibo a rehion ti init ket mangiruar iti kangrunaan a Coronal Mass Ejection, a pagaammo kas CME, binilion a tonelada ti magnetized solar plasma ti bumtak iti law-ang iti kapartak a nasurok a 2,000 kilometro iti kada segundo (1,240 milia iti kada segundo). No ti naikabil nga interplanetario a magnetiko a tay-ak ket agturong iti abagatan, daytoy ket direkta a makikonektar iti heomagnetiko a tay-ak ti Daga. Daytoy a koneksion ti mangtignay iti naranggas a magnetiko a panagkonekta manen, mangiturong iti ginasut a ribu nga ampere ti geomagnetically induced currents babaen kadagiti power grid, mangpunno kadagiti high-voltage transmission transformer, ken agpeggad a mangrebba kadagiti rehional nga electrical grid iti adu a bulan.

Saan a kas kadagiti napartak a mangrugi a peggad a kas iti ginggined wenno bagyo, ti paniempo iti law-ang ket sumurot kadagiti naiduma a pisikal nga aggigiddan a panagrang-ay. Dagiti obserbatorio ti satellite a naikabil iti Sun-Earth Lagrange Point 1 mangipaayda iti nagbaetan ti 15 ken 48 nga oras a nasaksakbay a pakaammo sakbay a maidungpar ti dakkel nga ulep ti plasma iti magnetosphere-tayo. Ti panangaramid iti desidido nga addang bayat daytoy a pakdaar nga aggigiddan ket mangipalubos kadagiti sangakabbalayan, operator ti munisipio, ken pasilidad a mangsalaknib kadagiti kritikal nga alikamen, mangidulin iti nadalus a danum, mangseguro kadagiti alternatibo a gubuayan ti koriente, ken agsagana para iti napaut a panawen nga awan ti koriente ti munisipio, agay-ayus a danum, wenno selula a telekomunikasion.

Aramidenyo daytoy ita¶

1. Idulin a dagus ti inumen ken sanitasion a danum:
   • Punnuen dagiti nadalus a food-grade container ken sanitized vessels iti danum manipud gripo tapno makaipaay iti 4 a litro (1 galon) iti kada tao iti kada aldaw iti las-ud ti 14 nga aldaw.
   • Linyaan dagiti bathtub kadagiti food-safe bladders wenno nadalus a tub sakbay a punnuen dagitoy iti danum para iti sanitasion ken panag-flush.
   • Iddepen ti kangrunaan a water isolation valve a sumrek iti pagtaenganyo apaman a bumaba ti presion ti linya ti munisipio tapno malapdan ti back-siphonage.
2. Ikkaten ti kuarta ken punnuen dagiti tangke ti gasolina ti lugan:
   • Mangala iti pisikal a kuarta iti babassit a denominasion manipud kadagiti lokal a sanga ti banko sakbay a mapaay dagiti linia ti datos ken sumipnget dagiti network ti panagbayad iti kard.
   • I-top off dagiti tangke ti gasolina ti lugan, auxiliary canister, ken reservoir ti alikamen sakbay a mapukaw ti koriente dagiti retail fuel pump.
   • Inayon ti komersial a fuel stabilizer kadagiti pagkargaan ti gasolina ken diesel tapno mapreserba dagiti pluido a mausar iti generator.
3. Isina dagiti domestic circuit ken i-unplug dagiti sensitibo a microelectronics:
   • Direkta nga isina dagiti kompiuter, telebision, router, ken charging unit kadagiti wall outlet.
   • Iddepen dagiti kangrunaan a dua-pole a circuit breaker iti kangrunaan a panel-yo para kadagiti nadagsen a 240-boltahe a karga, agraman dagiti heat pump ken water heater.
   • Ibalbaliw dagiti grid-tied rooftop solar system ken home battery storage system iti isolated island mode sakbay a sumangpet ti shock front.
4. Aggun-od kadagiti medikal a suplay ken personal a kasapulan:
   • Siguraduen ti 30 agingga iti 90 nga aldaw a reserba dagiti inaldaw a reseta nga agas, medikal a suplay, insulin pack, ken reserba a bateria para kadagiti medikal nga alikamen.
   • Mangurnong kadagiti AM, FM, ken shortwave broadcast receiver a paandaren ti bateria, a mangpaneknek iti adu a set ti presko a bateria.
   • Pasingkedan dagiti mapa a papel ken dagiti atlas ti kalsada ket naidulin iti uneg ti tunggal lugan ti pamilia, gapu ta dagiti signal ti panagposision ti satellite ket maipasango iti adu nga aldaw a pannakadadael.
5. Mangipasdek kadagiti offline a komunikasion ti pamilia ken dagiti protokol ti panagtitipon:
   • Mangituding ti kangrunaan a pisikal a punto ti panagtitipon ken ti sabali a rehional a lokasion no bilang ta marpuog dagiti selula a network.
   • Iwaras ti impormasion a pakakontakan ti emerhensia ti pamilia kadagiti nalammin a kard, agraman dagiti rehional a numero ti landline.
   • Agtutunoskayo kadagiti estrukturado nga oras ti panangmonitor para kadagiti lokal nga estasion ti radio a brodkast ti emerhensia tapno mataginayon ti biag ti bateria ti receiver.

flowchart TD
    A["Naduktalan ti Panagbettak ti Init: Dagiti Obserbatorio ti Satellite Irekord ti Dakkel a Coronal Mass Ejection"] --> B["Pakdaar a Bintana: 15 agingga iti 48 nga Oras Sakbay ti Epekto ti Magnetospheric ti Daga"]
    B --> C["Phase 1 Panagsagana: Idulin ti 14-Aldaw a Suplay ti Danum ken Punnuen ti Reserba ti Gasolina ti Lugan"]
    C --> D["Phase 2 Panagsagana: Mangikkat iti Bassit a Kuarta ken Matalged ti 30-Aldaw a Reserba a Reseta"]
    D --> E["Phase 3 Panagsagana: Iddepen dagiti 240V Heavy Breakers ken Ikkaten ti Sensitibo nga Elektronika"]
    E --> F["Lagrange Point 1 DSCOVR Tripping: Maudi a 15 agingga iti 45 a Minuto a Pakdaar ti Panagkigtot ti Panagsangpet"]
    F --> G{"Marpuog Kadi ti Rehional a Nangato a Boltahe a Transmision Grid?"}
    G -- "Wen: Saturation ti Transpormer" --> H["Mangrugi kadagiti Napaut a Panawen a Grid Outage Protocols ken Water Rationing"]
    G -- "Saan: Kontrolado nga Is-isla" --> I["Manteneren ti Disconnection Agingga a Bumaba ti Kp Index iti baba ti 5"]

Pisika ti Coronal Mass Ejections ken dagiti Solar a Superstorm¶

Ti coronal mass ejection ket mangibagi ti dakkel a bula ti magnetized solar plasma a buklen dagiti ionized a proton ti hidrohena, dagiti partikulo ti alpha, ken dagiti nawaya nga elektron. Dagitoy a panagiparuar ti plasma ket nagtaud kadagiti lugar ti nabalitokan a magnetiko a tay-ak a pagaammo kas dagiti aktibo a rehion ti init wenno dagiti mantsa ti init. No dagiti agsumbangir a linia ti magnetiko a tay-ak iti uneg dagitoy nga aktibo a rehion ket agputed ken agkonekta manen, ti eksplosibo a pannakairuar ti naidulin nga enerhia ket mapasamak. Daytoy a proseso ti mangiturong iti binilion a tonelada a material ti init iti law-ang iti kapartak manipud 400 kilometro iti kada segundo (250 milia iti kada segundo) bayat dagiti babassit a pasamak agingga iti nasurok a 2,500 kilometro iti kada segundo (1,550 milia iti kada segundo) bayat dagiti superstorm.

Bayat nga agdaldaliasat daytoy a plasma iti ballasiw ti interplanetario nga espasio, ikompresionna ti aglawlaw nga angin ti init iti napuskol a shock front. Ti orientasion daytoy a magnetiko a tay-ak iti amianan-abagatan nga ehe, a naikeddeng a kas ti paset ti Bz, ket mangidiktar kadagiti pagbanagan ti daga. No ti tay-ak ket agturong iti amianan, a maipada iti dipolo ti Daga, ti magnetopause ket sitatalged nga iyadayona ti ulep ti partikulo iti aglawlaw ti planeta.

No ti paset ti Bz ket agturong a napigsa nga agpaabagatan, nga antiparalelo kadagiti linia ti puersa ti Daga, ti magnetiko a panagkonekta manen ket mapasamak iti igid ti aldaw a magnetopause. Daytoy a panagkonekta manen ket manglukat ti pisikal a kanal para iti enerhia ti angin ti init a direkta a mangi-inject iti akin-uneg a magnetosphere. Ti sumsumrek a plasma ket agparpartak kadagiti linia ti tay-ak nga agturong kadagiti rehion ti polar, a mangiturong kadagiti nakaro nga auroral electrojet current iti ionosphere kadagiti kangato iti nagbaetan ti 100 kilometro ken 150 kilometro (62 milia ken 93 milia).

Dagiti epekto ti paniempo iti law-ang ket maiparangarang kadagiti tallo a naisangayan a temporal a paset kalpasan ti nangruna a panagbettak ti init:

• Electromagnetic Radiation Shock (Sumangpet iti 8.3 a minuto): No agbiahe iti kapartak ti lawag, sumrek ti ultraviolet light ken X-ray iti dayside ionosphere. Daytoy a radiasion ket mangikkat kadagiti elektron manipud kadagiti molekula ti atmospera, a mangpataud kadagiti dagus a panag-blackout ti radio iti ballasiw dagiti nangato a frekuensia a banda iti nagbaetan ti 3 megahertz ken 30 megahertz.
• Solar Radiation Storm (Sumangpet iti 20 a minuto agingga iti sumagmamano nga oras): Dagiti relatibistiko a proton ken nadagsen nga ion ket agbiahe kadagiti linia ti tay-ak a direkta kadagiti nangato a latitud nga atmospera. Dagitoy a partikulo ket mangtignay kadagiti maymaysa a pasamak a pannakariribuk kadagiti orbital a satellite, mangdadael kadagiti solar nga array, ken mangibutaktak kadagiti transpolar a panagtayab kadagiti nangato a dosis ti radiasion.
• Geomagnetic Storm Shock Front (Sumangpet iti 15 agingga iti 48 nga oras): Ti ulep ti plasma ket makadanon iti Daga, a mangkompresion iti magnetopause iti sikigan ti aldaw nga agpauneg manipud iti 10 a radius ti Daga agingga iti basbassit ngem 4 a radius ti Daga. Dagiti nagbanagan a sangalubongan a panagbalbaliw ti heomagnetiko a tay-ak ket mangpataud kadagiti dadakkel nga ayus ti koriente kadagiti terrestrial nga impraestruktura.

Ti Panagpadles ti Panawen iti Law-ang ken dagiti Timbangan ti NOAA¶

Ti Nailian nga Oceaniko ken Atmospera nga Administrasion a Sentro ti Panagpadles ti Panniempo iti Law-ang ket mangikategoria kadagiti penomenon ti paniempo iti law-ang babaen ti panagusar kadagiti tallo a naisangayan a lima-a-lebel a timbangan. Dagitoy a timbangan ket mangiladawan kadagiti Heomagnetiko a Bagyo, Dagiti Bagyo ti Radiasion ti Init, ken dagiti Panag-blackout ti Radio. Dagiti kasosio nga ahensia a mairaman ti European Space Agency ken ti UK Met Office ket makibingbingay kadagitoy a naisangayan a pannakaidasig.

Ti planetario a K-index, a nakuantipikar iti sukog manipud iti 0 aginggana iti 9, ket mangrukod kadagiti horisontal a pannakariribuk ti heomagnetiko a tay-ak iti las-ud ti tallo nga oras nga aggigiddan babaen ti panagusar kadagiti magnetometro iti daga. Para kadagiti nalabes a pasamak ti G5, dagiti sientista ket mangrukod ti disturbance storm-time index, a naamammuan a kas ti Dst, a mangsurot ti equatorial ring current strength kadagiti nanoteslas. Bayat a dagiti kalalainganna a bagyo ket makadanonda kadagiti pateg ti Dst iti negatibo a 50 a nanoteslas aginggana iti negatibo a 100 a nanoteslas, dagiti nalabes a superstorm ket lumablabasda iti negatibo a 500 a nanoteslas, nga adda ti 1859 a Pasamak ti Carrington a nakarkulo iti nagbaetan ti negatibo a 850 a nanoteslas ken negatibo a 1,000 a nanoteslas.

Dagiti ahensia ti paniempo iti law-ang ket mangbantay pay kadagiti bagyo ti radiasion ti init iti ballasiw ti S1 aginggana ti S5 nga espektro a naibatay kadagiti lebel ti panagayus dagiti nasikap a proton a nasurok a 10 a megaelektronbolta. Dagiti lebel ti radiasion iti S5 a pagrukodan ket mangipresenta kadagiti biolohiko a peggad kadagiti astronaut iti ruar ti panangsalaknib ken mangtignay ti naan-anay a panagsebseb ti radio iti intero nga agpada a polar a kalub. Dagiti radio blackout, a naidasig manipud iti R1 aginggana iti R5, ket mangsurot ti kangatuan a solar X-ray flux, a sadiay ti R5 a nalabes a blackout ket mangpataud ti naan-anay a nangato a frekuensia a komunikasion a blackout iti ballasiw ti nasilnagan ti init a hemispero.

Dagiti Heomagnetiko a Naiduron nga Agdama ken Pisika ti Transpormer¶

Ti pisikal a mekanismo a mangisilpo kadagiti akinngato nga atmospera a heomagnetiko a bagyo iti pannakapaay ti imprastruktura iti daga ket naibatay iti linteg ti induksion ni Faraday. Dagiti napardas a panagduduma ti planetario a magnetiko a tay-ak ket mangiduron kadagiti rehional nga elektrikal a tay-ak iti uneg ti mangikonduktor nga ukis ken manto ti Daga. Dagitoy a horisontal a geoelektriko a tay-ak, a marukod iti boltahe iti tunggal kilometro, ket mangiturong kadagiti koriente babaen dagiti naserraan a konduktor a sirkulo a makakontak iti daga kadagiti adu a punto. Gapu ta ginasut a kilometro ti kaadayo dagiti network ti koriente iti kontinental, tubo, ken kable iti uneg ti baybay, agtignayda kas antena a kolektor dagitoy nga ayus.

Dagiti heomagnetiko a naiduron nga ayus, a kadawyan a napaababa a kas ti GIC, ket agtartaray kadagiti ultra-nababa a frekuensia iti nagbaetan ti 0.001 hertz ken 0.1 hertz. Kadagiti alikamen a nangato ti boltahena a nadisenio para iti agsinnublat a koriente iti 50 hertz wenno 60 hertz, dagitoy nga agos ket agtigtignay a kas direkta a koriente. No ti geomagnetically induced current ket sumrek iti grounded substation, agbiahe dayta babaen ti neutral a koneksion a direkta kadagiti gambang a winding dagiti extra-high-voltage transformer.

Iti sidong ti gagangay a panagpataray, ti maysa a puso ti transpormer ket agtartaray a simetriko iti uneg dagiti limitasion ti magnetiko a disenio, nga agsiklo iti nagbaetan ti positibo ken negatibo a magnetiko nga agayus a saan a lumablabas kadagiti pagrukodan ti saturation. No ti direkta a koriente manipud iti geomagnetiko a bagyo ket sumrek kadagiti winding, daytoy ket mangipasdek ti kankanayon a unidirectional magnetic bias. Daytoy nga offset ket mangpataud ti puso a mapunno a magnetiko bayat ti maysa a kagudua ti tunggal maysa nga agsinnublat-agdama a siklo, ti maysa a penomenon a naamammuan a kas ti kagudua-a-siklo a panagpunno.

Ti kagudua a siklo a saturation ket mangpataud kadagiti nakaro a krisis ti panagpataray:

• Stray Magnetic Flux ken Tank Overheating: Apaman a saturate ti steel core, agsisinnublat nga flux ket agwaras kadagiti structural components, agraman dagiti tie plates ken ti steel tank. Dagitoy a paset ket makapadasda kadagiti lokal nga eddy current, a pakaigapuan ti panagngato ti temperatura iti uneg a nasurok a 200 degrees Celsius (392 degrees Fahrenheit) iti sumagmamano a minuto.
• Insulating Oil Breakdown ken Gas Generation: Ti nangato a temperatura ket agrupsa ti insulating oil ken cellulose insulation. Daytoy ket mangpataud kadagiti mauram a gas, a mairaman ti hidrohena ken metano, a mangtignay kadagiti Buchholz pressure relay ken agpeggad a maburak ti tangke.
• Elevated Reactive Power Demand: Ti saturated transformer ket agkonsumo iti agingga iti duapulo a daras ti normal a reactive power na. No aggigiddan a saturate ti pinulpullo a transpormer, ti resultana a reaktibo a depisit ket mangpadaras iti pannakarba ti rehional a boltahe.
• Harmonic Generation ken Relay Misoperation: Dagiti saturated cores ket mangballikug ti agsinnublat-agdama a porma ti allon, a mangpataud kadagiti nadagsen a harmonics. Dagitoy a harmonic current ti pakaigapuan dagiti mangsalaknib a relay a mangtrip kadagiti nasalun-at a linia ken generator unit iti offline.

Ti rehional a heolohia ti mangikeddeng iti kinalaka a maapektaran iti daga. Dagiti rehion a naidasig babaen dagiti kadaanan a kristal a bato, a kas ti Kalasag ti Kanada, dagiti pormasion ti Piedmont, ken ti Kalasag ti Eskandinabio, ket mangipakpakitada ti nangato nga elektrikal a panagandur. Kadagitoy a lugar, dagiti agos ket agkonsentrar nga agpangato babaen dagiti nababa a resistensia a dalan ti panagground nga inted babaen dagiti subestasion. Dagiti nauneg a sedimentario a labneng ket mangitukon ti nababbaba a panagandur iti uneg ti rabaw, a mangkissay ti GIC a sumrek kadagiti grid ti panagipatulod iti ngato.

Dagiti Kontinental a Blackout ken Cascading Grid Collapse¶

Ti pangta nga ited ti maysa a klase Carrington a geomagnetiko a bagyo ket naiduma unay kadagiti lokal a pannakasinga ti paniempo a gapuanan dagiti bagyo wenno bagyo ti yelo. Bayat a dagiti gagangay a nakaro a pasamak ti paniempo ket mangdadael kadagiti lokal a poste ti panagiwaras ken dagiti alambre a mabalin a matarimaan iti sumagmamano nga aldaw babaen dagiti tripulante ti utilidad ti panagtitinnulong, ti maysa a geomagnetiko a superstorm ket aggigiddan a mangraut ti ekstra-nangato a boltahe a bulk transmission supergrid iti ballasiw dagiti kontinental a timbangan.

Ti kinalaka a maapektaran dagiti moderno a sistema ti koriente ket nagtaud manipud iti operasional a panagsisilpo ken ti nalaka a madadael a kadena ti suplay a mangiturturay kadagiti ekstra-nangato a boltahe a step-up ken autotransformer. Dagitoy a nagdadakkel a yunit, nga agtartaray iti boltahe iti nagbaetan ti 230 kilobolta ken 765 kilobolta, ket agdagsen iti nagbaetan ti 100 a metriko tonelada ken 400 a metriko tonelada (110 a tonelada ti E.U. ken 440 a tonelada ti E.U.) ti tunggal maysa ken nai-custom-engineer para kadagiti espesipiko a subestasion.

Iti sidong ti nalabes a G5 space weather event, ginasut nga extra-high-voltage transformer iti ballasiw ti adu nga interconnections ket maipasango iti aggigiddan a core overheating, permanente a pannakadadael ti insulation, ken winding failure. Ti sangalubongan a kapasidad ti panagpataud para kadagiti dadakkel a transpormer ti koriente ket natengngel gapu ti limitado a pannakagun-od kadagiti de koriente nga asero ken dagiti pasilidad ti panaglikmut. Dagiti lead time para iti pananggun-od iti maymaysa a kasukat nga extra-high-voltage transformer ket kanayon nga agpaut iti nagbaetan ti 18 a bulan ken 36 a bulan. No pinulpullo a kritikal a yunit ti agsagaba iti aggigiddan a pannakadadael, dagiti rehional a grid ti panagipatulod ket maipasango kadagiti adu a tawen a panawen ti pannakaisubli.

Ti panangpabileg manen iti grid ti koriente kalpasan ti nasaknap a pannakarba ket agpannuray kadagiti espesial a yunit ti panagpataud a makabael a mangrugi nga awan ti makinruar a bileg, kas kadagiti naisangsangayan a planta ti hidroelektriko. Dagiti pamay-an ti nangisit a panangrugi ket agkasapulan ti eksakto a panagtimbeng ti pudno ken reaktibo a bileg bayat a dagiti linia ket naikkan iti enerhia iti seksion por seksion.

Iti panaglabas ti geomagnetic superstorm, dagiti operator ti grid ket maipasango kadagiti nakaro a lapped ti nangisit a panangrugi:

• Mapukaw ti Telekomunikasion: Dagiti remote terminal unit ket kasapulan ti agtultuloy a telekomunikasion. No maibus dagiti backup battery kadagiti repeater, mapukaw ti pannakakita dagiti dispatcher kadagiti posision ti breaker.
• Harmonic Resonance: Ti panangpabileg kadagiti atiddog ​​a linia ket mangpataud iti capacitive reactive power, a mangiturong kadagiti boltahe a nangato ken mangtignay kadagiti makadadael a resonances.
• Naibus a Control Batteries: Dagiti mekanismo ti trip ti circuit breaker ket agpannuray kadagiti direct-current battery banks, a mangmantener iti control power iti 8 agingga iti 12 laeng nga oras bayat ti pannakapardas.
• Secondary Substorms: Dagiti geomagnetic storms ket mangitampok kadagiti agsasaruno a substorms a mangsaklaw iti 24 agingga iti 72 nga oras, a mangipeggad iti maulit-ulit a panagbiahe kadagiti baro nga energized equipment.

Telekomunikasion, GNSS Scintillation, ken Imprastruktura ti Tubo¶

Iti labes ti grid ti panagipatulod ti koriente, ti nakaro a paniempo iti law-ang dadaelenna dagiti sistema ti satellite, panagsaknap ti radio, ken dagiti network ti tubo iti uneg ti daga. Ti pannakaawat kadagitoy a segundario a kinalaka a maapektaran iti imprastruktura ket napateg para iti panangtaginayon iti personal a kinatalged ken pannakaammo iti kasasaad.

Dagiti Global Navigation Satellite Systems, a mangsaklaw ti Estados Unidos Global Positioning System, ti European Galileo network, Russian GLONASS, ken Chinese BeiDou, ket agpannurayda kadagiti senial ti radio a maiyallatiw manipud iti kalalainganna nga orbit ti Daga kadagiti kangato iti agarup a 20,000 kilometro (12,420 milia). Bayat nga agdaliasat dagitoy a senial iti nariribuk nga ionospera, makasabetda kadagiti nariribuk nga estruktura ti plasma a nailasin babaen dagiti natadem a panagrang-ay iti Dagup a Linaon ti Elektron. Dagitoy nga iregularidad ti plasma ket mangpataud kadagiti napardas a panagbalbaliw ti signal amplitudo ken paset, ti maysa a penomenon a tinawtawagan iti ionospheric scintillation.

Bayat ti G5 superstorm, ti nakaro a panagsilnag ti pakaigapuan ti interamente a mapukaw ti carrier lock dagiti GPS receiver iti daga ken kadagiti komersial nga eroplano. Dagiti solusion iti panagposision ket ag-drift iti ginasut a metro wenno agtinnag a naan-anay iti offline iti adu nga aldaw. Dagiti eksakto a senial ti panagoras a nagtaud manipud iti GPS ket agbalin a saan a mapagtalkan wenno saan a magun-od, a mangpilit kadagiti kritikal a sistema kadagiti agruprupsa nga akin-uneg a kristal nga oscillator a panagtengngel a wagas.

Ti impraestruktura ti satellite iti nababa nga orbito ti Daga ket maipasango iti nakaro a pisikal nga orbital a panagdadael. Ti nakaro a solar extreme ultraviolet radiation ken geomagnetic particle precipitation ti mangpapudot iti makinngato nga atmospera, a pakaigapuan ti panagsaknap ti termospera nga agparuar iti law-ang. Ti neutral a densidad ti atmospera kadagiti kangato iti nagbaetan ti 300 a kilometro ken 800 a kilometro (186 milia ken 497 milia) ket dumakkel babaen dagiti banag a dua aginggana ti sangapulo. Daytoy a kellaat a panagadu ti densidad ket mangpataud ti nangato nga aerodinamiko a panagguyod kadagiti aglikmut a satellite, a mangikkat ti enerhia ti panagrikus ken mangbalbaliw kadagiti trayektoria ti lugan iti law-ang.

Dagiti tubo ti metal iti uneg ti daga a hidrokarbon ken danum ket makapadasda iti nakaro a pannakadadael babaen kadagiti telluric current. Dagiti tubo ket addaan kadagiti dielectric protective coatings ken cathodic protection rectifiers tapno malapdan ti pannakarunaw. Dagiti geomagnetically induced telluric currents ket agayus iti nababa ti resistensiana nga asero a diding ti tubo nga agsapsapul kadagiti puntos ti panagiparuar iti daga. Dagitoy nga ayus ti mangiturong kadagiti potensial manipud tubo agingga iti daga iti adayo a ruar dagiti natalged a tawa a mangsalaknib, a mangtignay iti napartak a pannakarunaw ti pitting ken dagiti peggad ti panagarko ti koriente.

Dagiti Naipakasaritaan a Heomagnetiko a Pasamak ken Moderno a Kinaranggas¶

Dagiti nadokumento a historikal a pasamak ti paniempo iti law-ang ket mangipaay kadagiti addaan kaipapanan a pagrukodan para iti panangtingiting ti moderno a teknolohikal a kinalaka a maapektaran ken pannakaawat ti pisikal a rukod dagiti nalabes a solar a superstorm.

Ti kangrunaan a pagalagadan para kadagiti solar a superstorm ket ti Carrington Event idi Setiembre 1 aginggana idi Setiembre 2, 1859, a napanaganan iti Britaniko nga astronomo a ni Richard Carrington, a makita a nakapaliiw iti nakaro a puraw-lawag a solar flare a bimtak iti ngatuen ti higante a gunglo ti mantsa ti init. Ti nagbanagan a coronal mass ejection ket nagdaliasat ti 150 a riwriw a kilometro (93 a riwriw a milia) idiay Daga iti nakaskasdaaw a 17.6 nga oras, a mangipakpakita ti promedio a kapartak ti panaglabas a nasurok a 2,300 a kilometro iti tunggal maysa a segundo (1,430 a milia iti tunggal maysa a segundo). Ti geomagnetic storm ket nangpataud kadagiti auroral display a naraniag unay isu a dagiti minero ti balitok idiay Rocky Mountains ket nangrugida nga agsagana ti pammigat iti tengnga ti rabii, bayat a dagiti aurora ket nasaksian manipud kadagiti tropikal a latitud idiay Colombia, Hawaii, ken Panama.

Napadasan ti sangalubongan a network ti telegrapo ti naan-anay a pannakarba ti operasion. Dagiti naiduron a koriente iti daga ti nangkarga kadagiti linia ti telegrapo agingga iti ginasut a boltahe, a nangted kadagiti operator iti pannakakuryente, narunaw dagiti kable, ken nangsindi iti telegraph paper tape. Iti sumagmamano a gundaway, interamente a naikkat dagiti operator dagiti bateria ken nangiyallatiwda kadagiti mensahe a paandaren laeng dagiti geomagnetically induced ground current.

Idi Mayo 1921, dimteng ti Bagyo ti Riles ti New York iti umad-adu a koriente a lubong. Dagiti geomagnetically induced currents ket simrek kadagiti grounded signal ken power systems ti New York Central Railroad, a nangsindi iti uram iti maysa a Manhattan control tower ken nangbaldado kadagiti signal iti ballasiw ti network ti riles. Napadasan ti sangalubongan a sistema ti telegrapo ken kable iti uneg ti baybay ti uram, a dagiti switchboard ti telepono ket nauram gapu kadagiti telluric current.

Ti kinalaka a maapektaran dagiti moderno nga agsinnublat-agdama a grid ket naipakita idi Marso 13, 1989, bayat ti Hydro-Québec blackout. Ti maysa a nangruna a coronal mass ejection ket nangtignay ti G5 a bagyo a nangiduron kadagiti direkta nga ayus iti ballasiw ti Canadian Shield. Iti las-ud ti 92 a segundo, pito nga static var compensator iti 735-kilovolt network ti nag-trip offline gapu iti harmonic distortion ken transformer saturation. Gapu ta naikkat iti regulasion ti boltahe, narba ti intero a grid ti koriente ti probinsia, a nakailumlom ti innem a milion a tattao iti nakalamlamiis a sipnget iti las-ud ti siam nga oras.

Iti nabiit pay, ti Halloween Storms idi 2003 ti nangtignay iti pannakapukaw ti koriente idiay Malmö, Sweden, ken nangbaldado iti FAA Wide Area Augmentation System iti 30 nga oras. Idi Mayo 2024, ti bagyo ti Aldaw ti Ina a G5 ket nangiturong kadagiti auroral a displey iti ballasiw dagiti rehion ti tengnga a latitud iti sangalubongan, nakaigapuan ti panagyanud ti posision kadagiti eksakto nga alikamen ti agrikultura, ken kasapulan ti naisangsangayan nga operasional a panangpabassit babaen dagiti operador ti transmision tapno malapdan ti pannakadadael ti transpormer.

Pannakadadael ti Sistema ti Danum ti Munisipio ken Panagbiag ti Salun-at ti Publiko¶

Ti dagus a pagbanagan ti nalawa a lugar, napaut a pannakarba ti grid ti koriente ket ti napartak a pannakapaay dagiti network ti panagdalus ken panagiwaras iti danum ti munisipio. Bayat nga adu nga umili ti agplanplano iti pannakailawlawag ken panagidulin iti taraon, idiktar ti pisika ti sistema ti danum a ti personal a panagbiag ket agpannuray iti dagus a pannakatiliw ti danum ken nainget a panangtarawidwid iti sanitasion.

Dagiti network ti panagiwaras ti danum ti munisipio ket agpannurayda kadagiti nangato ti kapasidadna nga elektrikal a bomba tapno mangitag-ay ti danum manipud kadagiti aquifer, karayan, wenno reservoir kadagiti pasilidad ti panagagas, mangpilit daytoy kadagiti kama ti panagsala ti kemikal, ken mangi-inject daytoy kadagiti napreserba a kangrunaan a pagiwaras. Bayat a dagiti nangato a tangke ti pagipempenan ti grabidad-feed ket mangtaginayon ti presion ti panagiwaras bayat dagiti gagangay nga ababa a kapaut a pannakapukaw ti koriente, dagiti pagidulinan ti munisipio ket makaiggem laeng iti umdas a tomo ti reserba tapno mapnek ti 12 aginggana ti 24 nga oras ti gagangay a panagusar ti residensial.

Apaman a ti presion ti linia ti panagiwaras ket bumaba iti baba ti 140 kilopascals (20 a libra iti tunggal maysa a kuadrado a pulgada), dagiti sistema ti danum ti munisipio ket sumrekda iti nakaro a wagas ti pannakapaay ti kontaminasion a naamammuan a kas ti negatibo a presion a back-siphonage. Dagiti tubo ti panagiwaras ti danum iti uneg ti daga ket agtartaray kadagiti nabingbingay a trinsera iti abay dagiti linia ti imburnal ti munisipio, dagiti kanal ti panagayus, ken dagiti kontaminado a lamisaan ti danum iti uneg ti daga. No mapukaw ti presion ti linia, dagiti bitak, lumakay a joint seal, ken backflow valve ti mangguyod iti aglawlaw a di naagasan a danum iti uneg ti daga ken dagiti hilaw a ibleng a direkta kadagiti mains ti mainum a danum.

Tapno malapdan ti kontaminasion ti danum ti pagtaengan ken masalakniban ti internal plumbing:

• Isina ti Domestic Water Main: Ti dagus a panagbaba ti presion ti munisipio wenno dagiti alerto ti blackout ket mangipakaammo iti pannakapaay ti nalawa a lugar, iserram ti balbula ti panagserra ti main water ti pagtaenganyo. Daytoy nga aramid pisikal nga isina ti tuberoyo manipud iti kangrunaan a kalsada, a manglapped iti iseserrek ti kontaminado a danum kadagiti tuboyo.
• Apiten ti Danum ti Gravity Manipud iti Domestic Plumbing: Apaman a naserraan ti kangrunaan a balbula, ti water heater-yo ket naglaon iti nagbaetan ti 150 a litro ken 300 a litro (40 a galon ken 80 a galon) a nadalus a danum. Luktan ti napudot a gripo iti ngato a kadsaaran tapno maburak ti vacuum, ikabil ti nadalus a hose iti drain valve iti baba ti tangke ti heater, ken ibukbok ti pluido kadagiti nasanitized a pagkargaan.
• Pamay-an ti Chemical Disinfection: Dika pulos uminum iti saan a naberipikado a danum ti munisipio nga awan ti aktibo a disinfection. No imposible ti panagburek gapu iti kinakurang ti gasolina, disinfect ti nalawag a danum babaen ti di nabanglo a household chlorine bleach nga addaan iti 6 a porsiento agingga iti 8.25 a porsiento a sodium hypochlorite. Inayon ti 2 a tedted ti bleach iti kada litro a danum (8 a tedted iti kada galon), riribuken a naimbag, ken aguray iti 30 a minuto.
• Sanitary Waste Isolation: Gapu ta saan nga agtartrabaho dagiti bomba ti imburnal, ti panang-flush kadagiti kasilyas ket pakaigapuan ti backup kadagiti nababa ti kangatona a fixtures. Mangaramid iti emerhensia a namaga a kasilyas babaen ti panangusar iti 20-litro (5-galon) a timba a naparabawan kadagiti basuraan. Pagtalinaeden a naisina ti likido ken solido a basura no mabalin, kaluban dagiti solido a basura iti sawdust wenno peat moss, ken idulinen dagiti naserraan a bag kadagiti drum iti ruar.

Panagsagana iti Balay ken Pre-Impact Warning Timeline¶

Ti pisikal a panawen ti panaglabas ti koronal a masa nga ejection iti ballasiw ti law-ang ket mangted kadagiti sangakabbalayan ti operasional a tawa iti nagbaetan ti panagpaliiw ti solar flare ken ti magnetospheric a panagdinnungpar. Ti panangistruktura iti panagsagana kadagiti naiduma a paset paaduenna ti kinaepisiente ken ikkatenna ti panagbuteng.

Paset 1: Ti Umuna a Pakdaar a Bintana (T-Minus 48 nga Oras agingga iti T-Minus 24 nga Oras) .¶

No mangipaulog dagiti ahensia ti paniempo iti law-ang iti G4 wenno G5 Geomagnetic Storm Watch, bimtak ti CME manipud iti solar corona ken lumasat iti interplanetary space. Posible ti epekto ti daga, ngem ti eksakto a tiempo ti isasangpet ket agtalinaed a maipaulog iti pannakapasayaat.

• Ipatungpal a dagus dagiti panaggun-od iti gasolina. Mangmaneho kadagiti lugan kadagiti estasion ti gasolina ken naan-anay a kargaan dagiti tangke, bayat a punnuem dagiti katulongan a kanister ti gasolina para kadagiti mayakar-akar a generator.
• Bisitaen dagiti institusion ti banko wenno automated teller machine tapno makaala iti pisikal a kuarta iti babassit a denominasion a lima, sangapulo, ken duapulo a doliar sakbay a marpuog dagiti digital payment network.
• Gatangen dagiti di agrupsa a suplay ti taraon a kasapulan ti bassit a danum ken awan ti de koriente nga alikamen a pagluto, nga ipangpangruna dagiti de lata a protina, beans, whole grains, ken nakasaganan a makan a taraon.
• Punnuen ti tunggal magun-odan a pagkargaan iti danum a food-grade, nadalus a sarming a carboy, ken domestic food storage vessel iti nadalus a danum manipud gripo bayat nga agtalinaed a napreserba dagiti estasion ti panagbomba ti munisipio.

Phase 2: Panag-staging ken Panagtitipon (T-Minus 24 nga Oras agingga iti T-Minus 12 nga Oras) .¶

Bayat daytoy a paset, dagiti datos ti satellite coronagraph ken dagiti modelo ti kompiuter ket mangipaay kadagiti umiso a tawa ti oras ti isasangpet nga addaan kadagiti margin ti biddut nga akikid aginggana iti plus wenno minus a tallo nga oras.

• Naan-anay a kargaan ti tunggal pedaso ti makarga manen a mayakar-akar nga alikamen: telepono, laptop, lithium power station, LED lantern, taktikal a headlamp, ken two-way radio.
• I-download dagiti komprehensibo nga offline a rehional a mapa, atlas ti kalsada, dokumentasion ti panagbiag, ken medikal a rekord iti adu a mobile device.
• Urnosen ken salakniban dagiti napateg a papel a dokumento a pakabigbigan, agraman dagiti pasaporte, deeds, insurance policy, ken birth certificate, nga ikabil dagitoy iti uneg dagiti waterproof container.
• I-freeze dagiti nadalus a plastik a botelia ti danum ken pitsel kadagiti home freezer tapno mapaatiddog ​​ti panawen ti pannakapreserba ti taraon ken mangipaay iti narunaw a danum nga inumen inton agangay.

Phase 3: Maudi a Pre-Impact Isolation (T-Minus 2 nga Oras agingga iti Epekto) .¶

No dagiti satellite idiay Lagrange Point 1 ket makaduktal ti naranggas a panagluksaw ti kapartak ti angin ti init iti ngato ti 1,000 a kilometro iti kada segundo (620 milia iti kada segundo) nga addaan iti negatibo a paset ti Bz, ti nakaro a G5 a superstorm ket asidegen iti las-ud ti 15 aginggana ti 45 a minuto.

• Ikkaten iti pisikal dagiti sensitibo nga elektroniko nga alikamen manipud kadagiti pagruaran ti diding tapno malapdan ti pannakadadael gapu iti harmonic distortion wenno agtultuloy a panaglumbang ti boltahe.
• Iddepen dagiti double-pole 240-volt circuit breaker iti uneg ti main panel-mo tapno masalaknibam dagiti heat pump, water heater, ken charger ti lugan manipud iti phase imbalance.
• Isina dagiti solar arrays iti atep ken dagiti sistema ti bateria babaen ti manual utility disconnect switch, nga agtartaray a nainget iti naisina a microgrid island mode.
• Ikabil dagiti reserba a hardware ti komunikasion, agraman ti emerhensia a radio receiver ken reserba a telepono, iti uneg ti naserraan a metaliko a pagkargaan tapno masalakniban dagiti sirkito ti receiver.

Protokol ti Komunikasion ken Resilience ti Grid ti Komunidad¶

No mapukaw ti koriente dagiti rehional a network ti telekomunikasion, fiber repeater, ken cellular base station, sumipngeten dagiti gagangay a kanal ti komunikasion. Ti panangtaginayon iti makinruar a pannakaammo iti kasasaad ken panangipasdek iti lokal a koordinasion ket kritikal para iti napaut a panagbiag.

Dagiti cellular base station ket agpannurayda iti komersial a bileg ti grid ti koriente, a mangmantener kadagiti sistema ti backup ti bateria a nainheniero a mangsuporta kadagiti komunikasion ti emerhensia iti las-ud laeng ti 4 agingga iti 8 nga oras. Bayat a dadduma a kritikal a torre ti selula ti mangitampok iti permanente a backup ti diesel generator, agbalin a natangken dagiti kadena ti suplay ti gasolina iti uneg ti 48 nga oras kalpasan ti pannakapukaw ti koriente. Agsagaba dagiti cellular network iti dagus a voice channel saturation, a sarunuen ti sistematiko a pannakarba bayat nga ibus dagiti bateria dagiti reserbada.

Tapno mataginayon ti makinruar a pannakaammo iti kasasaad:

• Bantayan dagiti High-Power AM Clear-Channel Broadcasts: Bayat a dagiti lokal a nababa ti bileg a komersial nga estasion ti FM ket agdisso iti offline no agkurang dagiti generator, dagiti nasional nga estruktura ti emerhensia a panagbrodkas ket agpannuray iti network dagiti nangato ti bileg nga AM radio stations nga agtartaray iti 50,000 watts. Adu ti addaan kadagiti natangken a pasilidad, pagipempenan iti gasolina iti uneg ti daga, ken emerhensia a backup transmitter. Pagtalinaeden ti battery-powered wenno hand-crank AM radio receiver a nakatuno kadagiti rehional a kangrunaan nga estasion bayat dagiti naituding nga oras a tawa tapno makonserba ti bileg ti bateria.
• Shortwave ken Amateur Radio Networks: Dagiti high-frequency amateur radio operators, nga agtartrabaho iti emerhensia a bileg iti ballasiw ti 80-metro, 40-metro, ken 20-metro a banda, ket mangipaay kadagiti napateg a rehional a network a mangtaming iti mensahe bayat ti nasaknap a pannakarba ti imprastruktura. No addaanka iti lisensia ti amateur radio, mangipasdekka iti kontak babaen kadagiti lokal a network ti Amateur Radio Emergency Service kadagiti simplex VHF ken UHF frequency.
• Local Simplex Two-Way Radios: Para iti komunikasion ti pamilia ken sangakaarrubaan, paandaren ti Family Radio Service wenno General Mobile Radio Service dagiti hand-held transceivers. Iprograma dagitoy nga alikamen tapno agtrabaho kadagiti direkta a simplex channel imbes a repeater. Mangipasdek iti nainget nga eskediul ti komunikasion, nga aktiboen dagiti radio iti lima a minuto iti tunggal dua nga oras tapno mataginayon ti panagbiag ti bateria.
• Panagbibinninglay ken Seguridad ti Rekurso ti Kaarruba: Dagiti napaut a blackout ket kasapulan ti nasinged a panagtitinnulong ti kaarruba. Mangbukel kadagiti lokal a grupo a mangbantay ken mangsuporta iti sangakaarrubaan tapno mamonitor ti nabingbingay a seguridad, tumulong kadagiti nalaka a maapektaran nga umili nga agpannuray kadagiti de koriente a medikal nga alikamen, mangipasdek kadagiti kolektibo a protocol ti sanitasion, ken mangurnong kadagiti rekurso a kas kadagiti ramit ti ima, medikal a suplay, ken kabaelan a mangdalus iti danum.

Sertipikasion ti umuna a tulong¶

Bayat ti kontinental a geomagnetic superstorm, dagiti municipal emergency dispatch systems, computer-aided dispatch networks, ken emerhensia a medikal a serbisio ket malabsan wenno naan-anay a saan a magun-od gapu iti pannakapaay ti komunikasion ken kinakirang ti gasolina. No saan a maayaban ti propesional a medikal a tulong, masapul nga addaan dagiti kameng ti sangakabbalayan iti pannakaammo, pisikal a panagsanay, ken praktikal a suplay a kasapulan tapno makontrol dagiti nakaro a makapadanag a pannakadangran, pannakauram, makaakar a sakit, ken medikal a krisis iti aglawlaw nga agwaywayas.

Ti pananggun-od iti praktikal, hands-on first aid, CPR, ken automated external defibrillator certification babaen kadagiti akreditado nga organisasion, kas iti American Red Cross, St. John Ambulance, ti Canadian Red Cross, wenno dagiti lokal nga autoridad iti sibil a proteksion, ket mangipaay kadagiti makaispal-biag a paglaingan a saan a magun-od manipud kadagiti libro laeng. Ti praktikal a panagsanay ket mangisuro kenka a mangkontrol iti nakaro a panagpadara babaen kadagiti arterial tourniquet, mangagas kadagiti thermal ken electrical burns, mangtaming iti nakaro a pannakariribuk ti panaganges, mangbigbig kadagiti pagilasinan ti sistematiko a pannakasabidong iti carbon monoxide, ken mangaramid iti napaut a panangpabiag no maputed dagiti ospital ken ambulansia ti munisipio.

Masansan a maisaludsod¶

Nasukimat dagiti gubuayan¶

• Nasional nga Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Space Weather Prediction Center (SWPC, Estados Unidos): Dagiti Timbangan ti Panawen ti Law-ang (Geomagnetic Storms, Solar Radiation Storms, Radio Blackouts) ken dagiti Pagalagadan ti Panagbantay ti Angin ti Init.
• Amianan nga Amerikano nga Electric Reliability Corporation (NERC, Estados Unidos / Canada): Reliability Standard TPL-007-4, Naiplano a Panagaramid ti Sistema ti Transmision para kadagiti Pasamak ti Geomagnetic Disturbance, ken dagiti Pagalagadan ti Panagplano ti Geomagnetic Disturbance.
• Programa ti Heolohiko a Surbey ti Estados Unidos (USGS) (Estados Unidos): Datos ti Magnetometro iti Aktual nga oras, Panagmapa ti Peligro dagiti Heomagnetiko a Naiduron nga Agayus, ken Panagmodelo ti Resistivity ti Rabaw ti Daga.
• Programa ti Kinatalged ti Law-ang ti Ahensia ti Law-ang ti Europa (ESA) (Kappon ti Europa): Network ti Serbisio ti Panawen ti Law-ang, Panagsurot ti Coronal Mass Ejection, ken Panagbantay ti Panag-Scintillation ti Nabigasion ti Satellite.
• UK Met Office Space Weather Operations Center (MOSWOC, Nagkaykaysa a Pagarian): Dagiti Nailian a Panagsukima ti Risgo ti Panawen ti Law-ang ken dagiti Protokol ti Panagsalaknib ti Panag-transmision ti Grid.
• Pederal nga Ahensia ti Panagmanehar ti Emergency (FEMA, Estados Unidos): Pederal nga Interahensia nga Operasional a Plano para iti Panniempo ti Law-ang ken Napaut a Kapaut a Pagalagadan ti Panagsungbat iti Panagsardeng ti Kuriente.

Mainaig a giya¶

• Dagiti bagyo ti init, emp, ken geomagnetic blackouts
• Panagreggaay ti rehional a grid ken napaut a blackout
• Kinatalged ti pannakapukaw ti koriente iti pagtaengan ken backup power
• Panagaramid iti 72-oras ken 14-aldaw nga emergency kit
• Pakaammo ti panagdalus iti danum, panagidulin, ken panagburek
• Numero ti emerhensia sigun iti pagilian