G5 күн дауылдары және электр желісінің тоқтап қалуы¶

Төтенше геомагниттік дауыл қазіргі заманғы технологиялық өркениеттің алдында тұрған ең ауыр табиғи қауіптердің бірі болып табылады. Белсенді күн аймағы CME деп аталатын негізгі тәждік массаны шығарғанда, миллиардтаған тонна магниттелген күн плазмасы секундына 2000 километрден (секундына 1240 миль) асатын жылдамдықпен ғарышқа атқылайды. Енгізілген планетааралық магнит өрісі оңтүстікке қараса, ол Жердің геомагниттік өрісімен тікелей байланысады. Бұл қосылым күшті магнитті қайта қосуды тудырады, электр желілері арқылы жүздеген мың ампер геомагниттік индукциялық токтарды жүргізеді, жоғары вольтты трансмиссиялық трансформаторларды қанықтырады және бірнеше ай бойы аймақтық электр желілерінің құлау қаупін тудырады.

Жер сілкінісі немесе торнадо сияқты тез басталатын қауіптерден айырмашылығы, ғарыштық ауа-райы нақты физикалық прогресс аралықтарынан кейін жүреді. Күн-Жер Лагранж 1 нүктесінде орналасқан спутниктік обсерваториялар үлкен плазмалық бұлт магнитосферамен соқтығысқанға дейін 15-тен 48 сағатқа дейін алдын ала хабардар етеді. Осы ескерту кезеңінде шешуші шаралар қабылдау үй шаруашылықтарына, муниципалды операторларға және нысандарға маңызды жабдықты қорғауға, таза суды сақтауға, баламалы қуат көздерін қауіпсіздендіруге және коммуналдық электр қуатынсыз, ағынды суды немесе ұялы байланыссыз ұзақ уақытқа дайындалуға мүмкіндік береді.

Мұны қазір жасаңыз¶

1. Ауыз және санитарлық суды дереу сақтаңыз:
   • 14 күн бойы бір адамға күніне 4 литр (1 галлон) беру үшін таза тағамдық контейнерлер мен зарарсыздандырылған ыдыстарды ағынды сумен толтырыңыз.
   • Ванналарды санитарлық тазалау және жуу үшін сумен толтырмас бұрын тағамға қауіпсіз қуықтары немесе таза ванналарды сызыңыз.
   • Артқы сифонацияны болдырмау үшін қалалық желідегі қысым төмендеген кезде үйіңізге кіретін негізгі су оқшаулау клапанын жабыңыз.
2. Қолма-қол ақшаны алыңыз және көліктің жанармай бактарын толтырыңыз:
   • Деректер желілері істен шыққанға дейін және карточкалық төлем желілері қараңғыланғанша жергілікті банк филиалдарынан шағын номиналдағы физикалық қолма-қол ақшаны алыңыз.
   • Бөлшек жанармай сорғылары қуатын жоғалтпай тұрып, көліктің жанармай бактарын, қосалқы канистрлерді және жабдық резервуарларын толтырыңыз.
   • Генераторды пайдалану үшін сұйықтықтарды сақтау үшін бензин мен дизельдік контейнерлерге коммерциялық отын тұрақтандырғышын қосыңыз.
3. Тұрмыстық тізбектерді оқшаулаңыз және сезімтал микроэлектрониканы ажыратыңыз:
   • Компьютерлерді, теледидарларды, маршрутизаторларды және зарядтау құрылғыларын қабырға розеткаларынан тікелей ажыратыңыз.
   • Жылу сорғылары мен су жылытқыштарды қоса алғанда, ауыр 240 вольттық жүктемелер үшін негізгі панельдегі негізгі екі полюсті автоматты ажыратқыштарды өшіріңіз.
   • Торға қосылған шатырдың күн жүйелері мен үйдегі батареяларды сақтау жүйелерін соққы фронты келгенге дейін оқшауланған арал режиміне ауыстырыңыз.
4. Медициналық құралдар мен жеке қажеттіліктерді сатып алу:
   • Күнделікті рецепт бойынша берілетін дәрі-дәрмектердің, медициналық құралдардың, инсулин пакеттерінің және медициналық құрылғыларға арналған қосалқы батареялардың 30-дан 90 күнге дейінгі қорын қамтамасыз етіңіз.
   • Батареямен жұмыс істейтін AM, FM және қысқа толқынды тарату қабылдағыштарын жинап, бірнеше жаңа батареялар жинағын тексеріңіз.
   • Қағаз карталары мен жол атластары әрбір отбасылық көлікте сақталатынын растаңыз, себебі спутниктік орналасу сигналдары көп күндік тозуға ұшырайды.
5. Офлайн отбасылық байланыс пен кездесу хаттамаларын орнатыңыз:
   • Ұялы желілер бұзылған жағдайда негізгі физикалық кездесу нүктесін және баламалы аймақтық орынды белгілеңіз.
   • Ламинатталған карталарда, соның ішінде аймақтық стационарлық нөмірлерде отбасының төтенше жағдайдағы байланыс ақпаратын таратыңыз.
   • Қабылдағыш батареясының қызмет ету мерзімін сақтау үшін жергілікті төтенше хабар тарату радиостанциялары үшін құрылымдық бақылау сағаттарын келісіңіз.

flowchart TD
    A["Күн атқылауы анықталды: спутниктік обсерваториялар тәждің үлкен массасының лақтырылуын тіркеді."] --> B["Ескерту терезесі: Жердің магнитосфералық әсерінен 15-48 сағат бұрын"]
    B --> C["1-кезеңді дайындау: 14 күндік сумен жабдықтауды сақтау және көліктің отын қорын толтыру"]
    C --> D["Дайындық 2 кезең: шағын қолма-қол ақшаны алу және 30 күндік рецепт бойынша резервтерді сақтау"]
    D --> E["3-кезеңді дайындау: 240В ауыр ажыратқыштарды өшіріңіз және сезімтал электрониканы ажыратыңыз"]
    E --> F["Лагранж нүктесі 1 DSCOVR өшіру: соңғы 15-45 минуттық келу соққысы туралы ескерту"]
    F --> G{"Аймақтық жоғары вольтты электр жеткізу торабы құлай ма?"}
    G -- "Иә: Трансформатордың қанықтылығы" --> H["Ұзақ мерзімді желілік үзіліс хаттамаларын және суды нормалауды бастаңыз"]
    G -- "Жоқ: бақыланатын арал" --> I["Kp индексі 5-тен төмен түскенше ажыратуды сақтаңыз"]

Тәждердің массалық лақтырылуы мен күн супер дауылдарының физикасы¶

Корональды массаның лақтырылуы иондалған сутегі протондарынан, альфа бөлшектерінен және бос электрондардан тұратын магниттелген күн плазмасының үлкен көпіршігі болып табылады. Бұл плазмалық лақтырулар белсенді күн аймақтары немесе күн дақтары деп аталатын бұралған магнит өрістерінің аймақтарынан пайда болады. Осы белсенді аймақтардағы қарама-қарсы магнит өрісі сызықтары қиылып, қайта қосылғанда, жинақталған энергияның жарылғыш шығарылуы орын алады. Бұл процесс кішігірім оқиғалар кезінде секундына 400 километрден (секундына 250 миль) супер дауыл кезінде секундына 2500 километрден (секундына 1550 миль) дейінгі жылдамдықпен миллиардтаған тонна күн материалын ғарышқа шығарады.

Бұл плазма планетааралық кеңістікте қозғала отырып, ол қоршаған күн желін тығыз соққы фронтына қысады. Bz құрамдас бөлігі ретінде анықталған солтүстік-оңтүстік осі бойынша осы магнит өрісінің бағыты жердегі салдарларды белгілейді. Өріс Жердің дипольіне параллель солтүстікке бағытталған кезде, магнитопауза бөлшектер бұлтын планетаның айналасында қауіпсіз түрде бұрады.

Bz компоненті Жердің күш сызықтарына қарсы параллель оңтүстікке қатты бұрылғанда, магниттік қайта қосылу күндізгі магнитопауза бойында орын алады. Бұл қайта қосылу күн желінің энергиясының ішкі магнитосфераға тікелей түсуі үшін физикалық арнаны ашады. Кіріс плазма полярлық аймақтарға қарай өріс сызықтары бойынша жылдамдатады, ионосферада 100 километрден 150 километрге (62 миль және 93 миль) дейінгі биіктікте қарқынды ауральды электр ағындарын қозғайды.

Ғарыштық ауа-райының әсерлері үлкен күн атқылауынан кейін үш түрлі уақытша фазада көрінеді:

• Электромагниттік сәулелену соққысы (8,3 минутта келеді): Жарық жылдамдығымен саяхаттау, ультракүлгін сәулелер мен рентген сәулелері күндізгі ионосфераға енеді. Бұл сәулелену атмосфералық молекулалардан электрондарды алып тастап, 3 мегагерц пен 30 мегагерц арасындағы жоғары жиілікті диапазондардағы радионың дереу өшіп қалуына әкеледі.
• Күн радиациялық дауыл (20 минуттан бірнеше сағатқа дейін жетеді): Релятивистік протондар мен ауыр иондар өріс сызықтары бойынша тікелей жоғары ендік атмосферасына таралады. Бұл бөлшектер орбиталық спутниктерде бір оқиғаның бұзылуын тудырады, күн массивтерін нашарлатады және трансполярлық ұшуларды жоғары радиация дозаларына ұшыратады.
• Геомагниттік дауыл соғу фронты (15-48 сағатта жетеді): Плазма бұлты Жерге жетеді, күндізгі магнитопаузаны ішке қарай 10 Жер радиусынан 4 Жер радиусына дейін қысады. Нәтижесінде геомагниттік өрістің ғаламдық ауытқуы жер үсті инфрақұрылымында үлкен электр токтарын тудырады.

Ғарыштық ауа райы болжамы және NOAA шкаласы¶

Ұлттық мұхиттық және атмосфералық басқарманың Ғарыштық ауа райын болжау орталығы үш стандартталған бес деңгейлі шкала арқылы ғарыштық ауа райы құбылыстарын санаттайды. Бұл таразылар геомагниттік дауылдарды, күн радиациялық дауылдарын және радионың өшірілуін сипаттайды. Серіктестік агенттіктері, соның ішінде Еуропалық ғарыш агенттігі мен Ұлыбританияның Мет-офисі осы стандартталған классификацияларды бөліседі.

0-ден 9-ға дейінгі шкала бойынша есептелген планетарлық K-индексі жердегі магнитометрлердің көмегімен үш сағаттық аралықтағы көлденең геомагниттік өрістің бұзылуын өлшейді. Төтенше G5 оқиғалары үшін ғалымдар нанотеластағы экваторлық сақинаның ток күшін бақылай отырып, Dst деп аталатын дауылды уақыт индексін өлшейді. Қалыпты дауылдар теріс 50 нанотесладан теріс 100 нанотеласқа дейінгі Dst мәндеріне жеткенде, төтенше супердауылдар теріс 500 нанотесладан асады, 1859 жылғы Каррингтон оқиғасы теріс 850 нанотесла мен теріс 1000 нанотесла арасында бағаланады.

Ғарыштық метеорологиялық агенттіктер сонымен қатар 10 мегаэлектронвольттан асатын энергетикалық протондардың ағынының деңгейіне негізделген S1-S5 спектрі бойынша күн радиациялық дауылдарын бақылайды. S5 шегіндегі радиация деңгейлері астронавттарға экрандаудан тыс биологиялық қауіп төндіреді және екі полярлық қақпақтың бойында да толық радио сіңірілуін тудырады. R1-ден R5-ке дейінгі санаттағы радио өшуі күн сәулесінің ең жоғары рентгендік ағынын бақылайды, мұнда R5 шектен тыс өшіру күн сәулесі түсетін жарты шарда жоғары жиілікті байланыстың толық өшірілуіне әкеледі.

Геомагниттік индукциялық токтар және трансформаторлар физикасы¶

Атмосфераның жоғарғы қабатындағы геомагниттік дауылдарды жердегі инфрақұрылымның бұзылуымен байланыстыратын физикалық механизм Фарадейдің индукция заңына негізделген. Планетарлық магнит өрісінің жылдам өзгеруі Жердің өткізгіш қабығы мен мантиясында аймақтық электр өрістерін тудырады. Бір километрге вольтпен өлшенетін бұл көлденең геоэлектрлік өрістер көптеген нүктелерде жермен жанасатын жабық өткізгіш тізбектер арқылы электр тогын жүргізеді. Құрлықтық электр желілері, құбыр желілері және су асты кабельдері жүздеген километрге созылғандықтан, олар осы ағындар үшін коллекторлық антенна ретінде әрекет етеді.

Әдетте GIC деп қысқартылған геомагниттік индукциялық токтар 0,001 герц пен 0,1 герц арасындағы ультра төмен жиілікте жұмыс істейді. 50 герц немесе 60 герц айнымалы токқа арналған жоғары вольтты жабдық үшін бұл токтар тұрақты ток ретінде әрекет етеді. Геомагниттік индукцияланған ток жерге тұйықталған қосалқы станцияға түскенде ол бейтарап қосылым арқылы тікелей аса жоғары вольтты трансформаторлардың мыс орамдарына өтеді.

Қалыпты жұмыс кезінде трансформатор өзегі қанықтыру шектерінен аспай, оң және теріс магнит ағыны арасында айналу арқылы өзінің магниттік дизайн шегінде симметриялы түрде жұмыс істейді. Геомагниттік дауылдан тұрақты ток орамдарға енгенде, ол тұрақты бір бағытты магниттік ауытқуды орнатады. Бұл ығысу әрбір айнымалы ток циклінің жартысы кезінде ядроның магниттік қанығуына әкеледі, бұл құбылыс жарты циклдің қанығуы деп аталады.

Жартылай циклдің қанығуы ауыр операциялық дағдарыстарды тудырады:

• Адасқан магнит ағыны және резервуардың қызып кетуі: Болат өзегі қаныққаннан кейін ауыспалы ағын құрылымдық құрамдас бөліктерге, соның ішінде байлау тақталары мен болат резервуарға төгіледі. Бұл компоненттер бірнеше минут ішінде ішкі температураның 200 градус Цельсийден (392 градус Фаренгейт) жоғары көтерілуіне әкелетін локализацияланған құйынды токтарды сезінеді.
• Оқшаулағыш майдың бұзылуы және газдың пайда болуы: Жоғары температуралар оқшаулағыш май мен целлюлоза оқшаулауын ыдыратады. Бұл Бухгольц қысым релелерін іске қосатын және резервуардың жарылу қаупін тудыратын сутегі мен метанды қоса, жанғыш газдарды шығарады.
• Жоғартылған реактивті қуат сұранысы: Қаныққан трансформатор өзінің қалыпты реактивті қуатын жиырма есеге дейін тұтынады. Бір уақытта ондаған трансформаторлар қаныққанда, нәтижесінде пайда болатын реактивті тапшылық аймақтық кернеудің құлдырауын тудырады.
• Гармоникалық генерация және реле дұрыс жұмыс істемеуі: Қаныққан ядролар айнымалы ток толқын пішінін бұрмалап, ауыр гармоникаларды тудырады. Бұл гармоникалық токтар қорғаныс релелерінің сау желілерді және генератор қондырғыларын желіден тыс өшіруін тудырады.

Аймақтық геология жердің осалдығын анықтайды. Канадалық қалқан, Пьемонт түзілімдері және Скандинавия қалқаны сияқты ежелгі кристалды жыныстардың астында жатқан аймақтар жоғары электр кедергісін көрсетеді. Бұл аймақтарда токтар қосалқы станциялармен қамтамасыз етілген төмен кедергісі бар жерге қосу жолдары арқылы жоғары қарай шоғырланады. Терең шөгінді бассейндер жер асты қабатының төмен қарсылығын ұсынады, бұл жер үсті трансмиссиялық торларға түсетін GIC-ті азайтады.

Континенталды қараңғылық және каскадты тордың құлауы¶

Каррингтон класындағы геомагниттік дауылдан туындайтын қауіп дауылдар немесе мұзды дауылдардан туындаған жергілікті ауа-райының бұзылуынан түбегейлі ерекшеленеді. Кәдімгі ауыр ауа-райы оқиғалары өзара көмек көрсету қызметкерлері бірнеше күн ішінде жөндеуге болатын жергілікті тарату тіректері мен сымдарды зақымдаса да, геомагниттік супердауыл континенттік масштабта бір уақытта аса жоғары вольтты көлемді тарату суперторына шабуыл жасайды.

Заманауи электр жүйелерінің осалдығы операциялық өзара байланыс пен аса жоғары вольтты күшейткіштер мен автотрансформаторларды басқаратын нәзік жеткізу тізбегінен туындайды. 230 киловольт пен 765 киловольт арасындағы кернеуде жұмыс істейтін бұл массивтік қондырғылардың әрқайсысының салмағы 100 метрикалық тонна мен 400 метрикалық тонна (110 АҚШ тонна және 440 АҚШ тонна) және арнайы қосалқы станциялар үшін арнайы әзірленген.

G5 ғарыштық ауа-райының экстремалды оқиғасы кезінде бірнеше өзара қосылымдар арқылы жүздеген аса жоғары вольтты трансформаторлар бір уақытта ядроның қызып кетуіне, оқшаулаудың тұрақты зақымдалуына және орамның істен шығуына тап болады. Үлкен қуатты трансформаторларға арналған жаһандық өндірістік қуат электр болат пен орама қондырғыларына шектеулі қол жеткізумен шектеледі. Бір рет ауыстырылатын аса жоғары вольтты трансформаторды сатып алу мерзімі әдетте 18 айдан 36 айға дейін созылады. Егер ондаған критикалық қондырғылар бір мезгілде зақымданса, аймақтық электр жеткізу желілері көп жылдық қалпына келтіру мерзімдерімен бетпе-бет келеді.

Кең таралған күйреуден кейін электр желісін қайта қуаттандыру арнайы су электр станциялары сияқты сыртқы қуатсыз іске қосуға қабілетті мамандандырылған өндіруші қондырғыларға негізделген. Қара іске қосу процедуралары нақты және реактивті қуатты дәл теңестіруді талап етеді, өйткені желілер бөлім бойынша қуаттандырылады.

Геомагниттік супер дауылдан кейін желілік операторлар қатты қара кедергілерге тап болады:

• Телекоммуникация жоғалуы: Қашықтағы терминал блоктары үздіксіз телекоммуникацияны қажет етеді. Қайталағыштардағы резервтік батареялар таусылғанда, диспетчерлер ажыратқыш орындарында көріну мүмкіндігін жоғалтады.
• Гармоникалық резонанс: Ұзын желілерді қуаттандыру сыйымдылық реактивті қуатты тудырады, жоғары кернеулерді қозғайды және деструктивті резонанстарды тудырады.
• Таусылған басқару батареялары: Ажыратқыштың өшіру механизмдері үзіліс кезінде басқару қуатын небәрі 8-12 сағат сақтайтын тікелей ток батареяларына сүйенеді.
• Қосымша жер асты дауылдары: Геомагниттік дауылдар 24-тен 72 сағатқа дейін созылатын дәйекті су асты дауылдарын көрсетеді, олар жаңадан қуатталған жабдыққа қайталанатын сапарларға қауіп төндіреді.

Телекоммуникациялар, GNSS сцинтилляциясы және құбыр инфрақұрылымы¶

Электр беру желісінен тыс экстремалды ғарыштық ауа-райы спутниктік жүйелерді, радиотаратуды және жерасты құбыр желілерін нашарлатады. Бұл қосалқы инфрақұрылымның осал тұстарын түсіну жеке қауіпсіздік пен жағдай туралы хабардар болу үшін маңызды.

Америка Құрама Штаттарының жаһандық позициялау жүйесін, Еуропалық Galileo желісін, ресейлік GLONASS және қытайлық BeiDou қамтитын жаһандық навигациялық спутниктік жүйелер шамамен 20 000 километр (12 420 миль) биіктікте орташа Жер орбитасынан берілетін радиосигналдарға сүйенеді. Бұл сигналдар бұзылған ионосфера арқылы қозғалған кезде олар жалпы электрондық мазмұндағы өткір градиенттермен сипатталатын турбулентті плазмалық құрылымдармен кездеседі. Бұл плазмалық бұзылулар сигнал амплитудасы мен фазасының жылдам ауытқуын тудырады, бұл құбылыс ионосфералық сцинтилляция деп аталады.

G5 супер дауыл кезінде қатты сцинтилляция жердегі және коммерциялық ұшақтардағы GPS қабылдағыштарының тасымалдаушы құлпын толығымен жоғалтуына әкеледі. Орналастыру шешімдері жүздеген метрге ауытқиды немесе бірнеше күн бойы толығымен желіден тыс қалады. GPS-тен алынған дәлдік уақыт сигналдары сенімсіз немесе қол жетімсіз болып, маңызды жүйелерді ыдырайтын ішкі кристалдық осцилляторды ұстап тұру режимдеріне мәжбүрлейді.

Төменгі Жер орбитасындағы спутниктік инфрақұрылым қатты физикалық орбиталық деградацияға тап болады. Қарқынды күннің экстремалды ультракүлгін сәулеленуі және геомагниттік бөлшектердің жауын-шашыны атмосфераның жоғарғы қабатын қыздырып, термосфераның ғарышқа кеңеюіне әкеледі. 300 километрден 800 километрге (186 миль және 497 миль) дейінгі биіктіктегі бейтарап атмосфералық тығыздық екіден он есеге дейін артады. Тығыздықтың бұл кенеттен артуы орбиталық спутниктерде жоғары аэродинамикалық кедергі жасайды, орбиталық энергияны жояды және ғарыш аппараттарының траекториясын өзгертеді.

Жер асты металл көмірсутектері мен су құбырлары теллурлық ағындар арқылы қатты деградацияға ұшырайды. Құбыр желілерінде коррозияны болдырмау үшін диэлектрлік қорғаныс жабындары мен катодты қорғаныс түзеткіштері бар. Геомагниттік индукцияланған теллурлық токтар төмен кедергісі бар болат құбыр қабырғасы арқылы жердегі разряд нүктелерін іздейді. Бұл токтар құбырдан топыраққа дейінгі потенциалды қауіпсіз қорғаныс терезелерінен алысырақ жылжытады, бұл жылдам коррозия мен электр доғасының пайда болу қаупін тудырады.

Тарихи геомагниттік оқиғалар және қазіргі заманғы осалдық¶

Құжатталған тарихи ғарыштық ауа райы оқиғалары заманауи технологиялық осалдықты бағалау және экстремалды күн дауылдарының физикалық ауқымын түсіну үшін маңызды көрсеткіштерді қамтамасыз етеді.

Күн дауылдарының негізгі стандарты 1859 жылдың 1 қыркүйегі мен 2 қыркүйегі аралығындағы Каррингтон оқиғасы болып табылады, ол британдық астроном Ричард Каррингтонның атымен аталады, ол үлкен күн дақтарының шоғырының үстінде қарқынды ақ жарық күн жарқылын көзбен байқады. Алынған тәждің жаппай лақтырылуы Жерге 150 миллион километрді (93 миллион миль) таңғаларлық 17,6 сағатта жүріп өтті, бұл орташа транзит жылдамдығы секундына 2300 шақырымнан (секундына 1430 миль) асатынын көрсетеді. Геомагниттік дауылдың жарқырауық дисплейлер шығарғаны соншалық, Жартасты таулардағы алтын өндірушілер түн ортасында таңғы ас әзірлей бастады, ал полярлық сәулелерді Колумбия, Гавайи және Панамадағы тропикалық ендіктерден көрді.

Бүкіл дүниежүзілік телеграф желісі толық операциялық күйреуді бастан өткерді. Индукцияланған жердегі токтар телеграф желілерін жүздеген вольтқа дейін зарядтады, бұл операторларға электр тогының соғуына, сымдарды балқытуға және телеграф қағаз таспасын тұтандырды. Кейбір жағдайларда операторлар батареяларды толығымен ажыратып, тек геомагниттік индукцияланған жер ағындары арқылы қуат алатын хабарламаларды жіберді.

1921 жылы мамырда Нью-Йорктегі теміржол дауылы барған сайын электрлендірілген әлемді соқты. Геомагниттік индукцияланған токтар Нью-Йорк орталық теміржолының жерге тұйықталған сигнал және қуат жүйелеріне еніп, Манхэттендегі басқару мұнарасында өртті тұтандырып, теміржол желісі арқылы сигналдарды өшірді. Дүниежүзілік телеграфтық және су асты кабельдік жүйелерде телеграфтық токтардан телефон қалқандары жанып, өрт болды.

Заманауи айнымалы ток желілерінің осалдығы 1989 жылы 13 наурызда Гидро-Квебекте өшіру кезінде көрсетілді. Үлкен тәждің жаппай лақтырылуы Канада қалқаны арқылы тікелей токтарды тудырған G5 дауылын тудырды. 92 секунд ішінде 735 киловольттық желідегі жеті статикалық вар компенсаторы гармоникалық бұрмалану мен трансформатордың қанықтылығына байланысты желіден шығып қалды. Кернеуді реттеуден айырылған бүкіл провинциялық электр желісі күйреп, алты миллион адамды тоғыз сағат бойы аязды қараңғылыққа батырды.

Жақында 2003 жылғы Хэллоуин дауылдары Швецияның Мальмё қаласында жарықты өшіріп, FAA кең аумақты кеңейту жүйесін 30 сағатқа өшірді. 2024 жылдың мамырында Аналар күні G5 дауылының бүкіл әлем бойынша орта ендік аймақтарында авроралды дисплейлерді айдап әкетті, дәлме-дәл ауылшаруашылық жабдықтарында позицияның ауытқуын тудырды және трансформатордың зақымдалуын болдырмау үшін тарату операторларынан төтенше операциялық жұмсартуды талап етті.

Коммуналдық су жүйесінің күйреуі және қоғамдық денсаулықты сақтау¶

Кең аумақты қамтитын, ұзақ уақытқа созылған электр желісінің бұзылуының бірден салдары - қалалық суды тазарту және тарату желілерінің тез істен шығуы. Көптеген азаматтар жарықтандыруды және азық-түлікті сақтауды жоспарлағанымен, су жүйесінің физикасы жеке өмір сүру суды дереу жинауға және санитарияны қатаң басқаруға байланысты екенін айтады.

Коммуналдық су тарату желілері сулы горизонттардан, өзендерден немесе су қоймаларынан тазарту құрылыстарына суды көтеру, оны химиялық сүзгілеу қабаттары арқылы мәжбүрлеу және қысымды тарату магистральдарына айдау үшін жоғары қуатты электр сорғыларына сүйенеді. Жоғары гравитациялық қоректендіру резервуарлары электр қуатының қысқа мерзімді үзілістері кезінде тарату қысымын ұстап тұрса, муниципалды резервуарлар 12-24 сағаттық қалыпты тұрғын тұтынуды қанағаттандыру үшін жеткілікті резервтік көлемді ғана ұстайды.

Тарату желісінің қысымы 140 килопаскальдан (шаршы дюйміне 20 фунт) төмендеген кезде, қалалық су жүйелері теріс қысымды кері сифонаж деп аталатын өткір ластанудан бас тарту режиміне өтеді. Жер асты суларын тарату құбырлары коммуналдық кәріз желілерімен, ағынды су арналарымен және ластанған жер асты суларымен бірге ортақ траншеяларда жұмыс істейді. Желілік қысым жоғалған кезде жарықтар, ескірген буын тығыздағыштар және кері ағынды клапандар айналадағы тазартылмаған жер асты сулары мен шикі ағынды суларды тікелей ауыз су құбырларына тартады.

Тұрмыстық судың ластануын болдырмау және ішкі су құбырларын қорғау үшін:

• Тұрмыстық су құбырын оқшаулаңыз: Қалалық қысымның лезде төмендеуі немесе өшіру туралы ескертулер кең аумақтағы ақаулық туралы хабарлайды, үйдегі негізгі суды өшіру клапанын жабыңыз. Бұл әрекет сіздің сантехникаңызды көшедегі магистральдан физикалық түрде оқшаулап, ластанған судың құбырларыңызға түсуіне жол бермейді.
• Тұрмыстық су құбырынан тартылатын суды жинау: Негізгі клапан жабылғаннан кейін, сіздің су жылытқышыңызда 150 литр мен 300 литр (40 галлон және 80 галлон) арасында таза су болады. Шаңсорғышты бұзу үшін үстіңгі қабаттағы ыстық шүмекті ашыңыз, жылытқыш резервуарының төменгі жағындағы ағызу клапанына таза шлангты бекітіңіз және сұйықтықты зарарсыздандырылған контейнерлерге төгіңіз.
• Химиялық залалсыздандыру процедуралары: Ешқашан тексерілмеген коммуналдық суды белсенді дезинфекциясыз ішпеңіз. Жанармайдың жоқтығынан қайнау мүмкін болмаса, құрамында 6 пайыздан 8,25 пайызға дейін натрий гипохлориті бар иіссіз тұрмыстық хлор ағартқышты пайдаланып мөлдір суды зарарсыздандырыңыз. Бір литр суға 2 тамшы ағартқыш қосыңыз (бір галлонға 8 тамшы), жақсылап араластырыңыз және 30 минут күтіңіз.
• Санитарлық қалдықтарды оқшаулау: Кәріз сорғылары жұмыс істемей тұрғанда, дәретханаларды жуу төменгі биіктіктегі қондырғыларға резервтік көшірмелерді тудырады. Қоқыс дорбалары салынған 20 литрлік (5 галлон) шелек арқылы апаттық құрғақ дәретхана жасаңыз. Мүмкіндігінше сұйық және қатты қалдықтарды бөлек ұстаңыз, қатты қалдықтарды үгінділермен немесе шымтезек мүкімен жабыңыз және жабық қаптарды ашық барабандарда сақтаңыз.

Үй шаруашылығын дайындау және әсер ету алдындағы ескерту хронологиясы¶

Кеңістік арқылы тәждік массаның лақтырылуының физикалық транзиттік уақыты үй шаруашылықтарына күн алауын бақылау мен магнитосфералық соқтығыс арасындағы операциялық терезе береді. Дайындықты әртүрлі кезеңдерге құрылымдау тиімділікті арттырады және дүрбелеңді болдырмайды.

1-кезең: Бастапқы ескерту терезесі (Т-минус 48 сағаттан T-минус 24 сағатқа дейін)¶

Ғарыштық метеорологиялық агенттіктер G4 немесе G5 геомагниттік дауылды бақылауды шығарған кезде, CME күн тәжінен атқылап, планетааралық кеңістікті басып өтіп жатыр. Жерге соғу ықтимал, бірақ келудің нақты уақыты нақтылануға жатады.

• Жанармай сатып алуды дереу орындаңыз. Көлік құралдарын жанармай құю станцияларына апарыңыз және цистерналарды толығымен толтырыңыз, сонымен бірге портативті генераторларға арналған қосалқы жанармай құйыңыз.
• Сандық төлем желілері құлағанға дейін бес, он және жиырма долларлық шағын номиналдағы физикалық валютаны алу үшін банк мекемелеріне немесе автоматтандырылған кассалық машиналарға барыңыз.
• Консервіленген ақуыздарға, бұршақтарға, тұтас дәндерге және жеуге дайын тағамдарға басымдық бере отырып, суды аз қажет ететін және электрлік пісіру жабдығы жоқ, тез бұзылмайтын азық-түлік өнімдерін сатып алыңыз.
• Қалалық сорғы станцияларында қысым болған кезде, әрбір қолжетімді тағамға арналған су ыдысын, таза шыны карбонды және тұрмыстық азық-түлік сақтайтын ыдысты таза ағын сумен толтырыңыз.

2-кезең: кезеңге бөлу және шоғырландыру (Т-минус 24 сағаттан T-минус 12 сағатқа дейін)¶

Бұл кезеңде спутниктік коронографиялық деректер мен компьютерлік модельдер плюс немесе минус үш сағатқа дейін тарылту қателік шегі бар дәл келу уақытының терезелерін қамтамасыз етеді.

• Қайта зарядталатын портативті жабдықтың әрбір бөлігін толығымен зарядтаңыз: телефондар, ноутбуктер, литий электр станциялары, жарықдиодты шамдар, тактикалық фаралар және екі жақты радиолар.
• Жан-жақты офлайн аймақтық карталарды, жол атластарын, тірі қалу құжаттамасын және медициналық жазбаларды бірнеше мобильді құрылғыларға жүктеп алыңыз.
• Паспорттарды, актілерді, сақтандыру полистерін және туу туралы куәліктерді қоса алғанда, қағаз түріндегі маңызды құжаттарды ұйымдастырыңыз және қорғаңыз, оларды су өткізбейтін контейнерлерге орналастырыңыз.
• Тағамды сақтау уақытын ұзарту және еріген ауыз суды кейінірек қамтамасыз ету үшін үйдегі мұздатқыштарда таза пластик су бөтелкелері мен құмыраларды мұздатыңыз.

3-кезең: Соққыға дейінгі соңғы оқшаулау (Т-минус 2 сағат әсер етеді)¶

Лагранж 1 нүктесіндегі спутниктер теріс Bz құрамдас бөлігімен секундына 1000 километрден (секундына 620 миль) асатын күн желінің жылдамдығындағы қатты секіруді анықтаған кезде, 15-45 минут ішінде ауыр G5 супер дауыл болады.

• Гармоникалық бұрмаланудан немесе тұрақты кернеудің көтерілуінен болатын зақымдануды болдырмау үшін сезімтал электрондық құрылғыларды қабырға розеткаларынан физикалық түрде ажыратыңыз.
• Жылу сорғыларын, су жылытқыштарын және көлік зарядтағыштарын фазалық теңгерімсіздіктерден қорғау үшін негізгі панельдегі екі полюсті 240 вольтты ажыратқыштарды өшіріңіз.
• Қатаң оқшауланған микро торлы арал режимінде жұмыс істейтін қызметтік бағдарламаны қолмен ажырату қосқышын пайдаланып, шатырдағы күн массивтері мен батарея жүйелерін оқшаулаңыз.
• Қосалқы байланыс құралдарын, соның ішінде апаттық радиоқабылдағыш пен қосалқы телефонды қабылдағыш тізбектерін қорғау үшін жабық металл контейнерге салыңыз.

Коммуникациялар протоколы және қауымдастық торының тұрақтылығы¶

Аймақтық телекоммуникация желілері, талшықты ретрансляторлар және ұялы байланыс базалық станциялары қуат жоғалтқанда, кәдімгі байланыс арналары қараңғыланады. Сыртқы жағдай туралы хабардарлықты сақтау және жергілікті координацияны орнату ұзақ мерзімді өмір сүру үшін өте маңызды.

Ұялы байланыс базалық станциялары тек 4-8 сағат ішінде апаттық байланысты қолдау үшін жасалған аккумулятордың резервтік жүйелерін сақтай отырып, коммерциялық электр желісінің қуатына сүйенеді. Кейбір маңызды ұялы байланыс мұнараларында дизельдік генератордың тұрақты резерві болғанымен, отын жеткізу тізбегі сөнгеннен кейін 48 сағат ішінде дірілдейді. Ұялы желілер дереу дауыс арнасының қанықтылығынан зардап шегеді, содан кейін батареялар өз қорларын таусылғандықтан жүйелік құлдырау болады.

Сыртқы жағдай туралы хабардар болу үшін:

• Жоғары қуатты AM Clear-channel хабарларын бақылау: Генераторлар істен шыққанда жергілікті төмен қуатты коммерциялық FM станциялары желіден тыс жұмыс істесе де, ұлттық төтенше хабар тарату құрылымдары 50 000 ватт жұмыс істейтін жоғары қуатты AM радиостанциялар желісіне сүйенеді. Олардың көпшілігінде қатайтылған қондырғылар, жерасты отын қоймасы және апаттық резервтік таратқыштар бар. Батарея қуатын үнемдеу үшін сағат сайын белгіленген терезелерде батареямен жұмыс істейтін немесе қолмен жұмыс істейтін AM радиоқабылдағышын аймақтық негізгі станцияларға реттеңіз.
• Қысқа толқынды және әуесқойлық радио желілері: 80 метрлік, 40 метрлік және 20 метрлік жолақтарда апаттық қуатпен жұмыс істейтін жоғары жиілікті әуесқойлық радиооператорлар инфрақұрылымның кең таралған күйреуі кезінде хабарларды өңдеудің құнды өңірлік желілерін қамтамасыз етеді. Егер сізде әуесқой радио лицензиясы болса, қарапайым VHF және UHF жиіліктеріндегі жергілікті әуесқойлық радионың төтенше жағдайлар қызметінің желілері арқылы байланыс орнатыңыз.
• Жергілікті қарапайым екі жақты радиолар: Отбасылық және көршілес байланыстар үшін Family Radio Service немесе General Mobile Radio Service қол қабылдағыштарын пайдаланыңыз. Бұл құрылғыларды қайталағыш емес, тікелей симплекс арналарында жұмыс істейтін етіп бағдарламалаңыз. Батареяның қызмет ету мерзімін сақтау үшін радиоларды екі сағат сайын бес минутқа қосып, қатаң байланыс кестесін орнатыңыз.
• Маңайдағы ресурстарды ортақ пайдалану және қауіпсіздік: Ұзақ мерзімді өшірулер жақын маңдағы ынтымақтастықты қажет етеді. Ортақ қауіпсіздікті қадағалау, электрлік медициналық жабдыққа сүйенетін осал тұрғындарға көмек көрсету, ұжымдық санитарлық хаттамалар орнату және қол құралдары, медициналық жабдықтар және суды тазарту мүмкіндіктері сияқты ресурстарды біріктіру үшін жергілікті бақылау және қолдау топтарын құру.

Алғашқы көмек көрсету сертификаты¶

Құрлықтық геомагниттік дауыл кезінде қалалық апаттық диспетчерлік жүйелер, компьютерлік диспетчерлік желілер және жедел медициналық қызметтер байланыс ақаулары мен жанармай тапшылығына байланысты толып кетеді немесе мүлдем қолжетімсіз болады. Кәсіби медициналық көмекті шақыру мүмкін болмаған жағдайда, үй шаруашылығы мүшелері ауыр жарақаттануларды, күйіктерді, жұқпалы ауруларды және экологиялық медициналық дағдарыстарды дербес басқару үшін қажетті білімге, дене шынықтыру дайындығына және практикалық құралдарға ие болуы керек.

Американдық Қызыл Крест, Сент-Джон жедел жәрдем, Канадалық Қызыл Крест немесе жергілікті азаматтық қорғау органдары сияқты аккредиттелген ұйымдар арқылы практикалық, практикалық алғашқы көмек, CPR және автоматтандырылған сыртқы дефибриллятор сертификатын алу тек кітаптар арқылы алуға болмайтын өмірді құтқару дағдыларын береді. Тәжірибелік жаттығулар сізге ауыр қан кетуді артериялық жгуттар арқылы бақылауға, термиялық және электрлік күйіктерді емдеуге, жедел респираторлық дистрессті басқаруға, көмірқышқыл газымен жүйелі улану белгілерін тануға және муниципалды ауруханалар мен жедел жәрдем көліктері тоқтатылған кезде ұзақ реанимация жүргізуге үйретеді.

Жиі қойылатын сұрақтар¶

Дереккөздер тексерілді¶

• Ұлттық Мұхит және Атмосфералық Әкімшілік (NOAA) Ғарыштық ауа райын болжау орталығы (SWPC, Америка Құрама Штаттары): Ғарыштық ауа райы таразылары (геомагниттік дауылдар, күн радиациялық дауылдары, радио өшірулер) және күн желінің мониторингі бойынша нұсқаулықтар.
• Солтүстік Американың электрлік сенімділік корпорациясы (NERC, Америка Құрама Штаттары / Канада): Сенімділік стандарты TPL-007-4, Геомагниттік бұзылу оқиғалары үшін тасымалдау жүйесінің жоспарланған өнімділігі және геомагниттік бұзылуды жоспарлау жөніндегі нұсқаулық.
• Америка Құрама Штаттарының Геологиялық қызметі (USGS) геомагнетизм бағдарламасы (Америка Құрама Штаттары): Нақты уақыттағы магнитометрлік деректер, геомагниттік индукциялық токтардың қауіптілік картасын жасау және жер бетінің меншікті кедергісін модельдеу.
• Еуропа ғарыш агенттігінің (ESA) Ғарыш қауіпсіздігі бағдарламасы (Еуропалық Одақ): Ғарыштық ауа райы қызметінің желісі, тәждік массаның лақтырылуын бақылау және спутниктік навигацияның сцинтилляциясын бақылау.
• UK Met Office Ғарыштық ауа райын пайдалану орталығы (MOSWOC, Біріккен Корольдік): Ғарыштық ауа райы ұлттық тәуекелді бағалау және желілік тасымалдауды қорғау хаттамалары.
• Төтенше жағдайларды басқару федералды агенттігі (FEMA, Америка Құрама Штаттары): Ғарыштық ауа райы және ұзақ мерзімді электр қуатын өшіру әрекеті бойынша федералдық ведомствоаралық операциялық жоспар.

Қатысты нұсқаулықтар¶

• Күн дауылдары, эмп және геомагниттік өшірулер
• Аймақтық электр желісінің ыдырауы және ұзаққа созылған жарық сөнуі
• Үйдегі электр қуатын өшіру қауіпсіздігі және резервтік қуат
• 72 сағат және 14 күндік жедел жәрдем жинағын құру
• Суды тазарту, сақтау және қайнату туралы ескертулер
• Ел бойынша жедел жәрдем нөмірлері