Күн дауылдары, геомагниттік өшірулер және электр желілерінің бұзылуы¶

Қатты геомагниттік дауыл Күн тікелей Жерге бағытталған, Жердің магнит өрісін қысып, континенттік электр желілері, құбырлар және су астындағы байланыс кабельдері арқылы қуатты электр ағындарын тудыратын Тәждік массалық лақтыру (CME) деп аталатын орасан зор миллиард тонна магниттелген плазма бұлтымен атқылағанда пайда болады. Нөлдік ескертуі бар жер сілкінісі немесе жасанды электромагниттік импульстардан (ЭМП) айырмашылығы, күн дауылдары Күннен Жерге 15-тен 72 сағатқа дейін жүріп өтеді, бұл үй шаруашылықтарына су контейнерлерін толтыру, көліктің жанармай цистерналарын толтыру, қолма-қол ақшаны алу, батареяларды зарядтаудан бұрын және электр қуатын зарядтаудан бұрын ескерту терезесін береді. келеді.

Мұны қазір жасаңыз¶

1. G4 немесе G5 геомагниттік дауылды бақылау кезінде көліктің жанармай цистерналарын толтырыңыз және шағын номиналды төтенше ақшаны дереу алыңыз: Ғарыштық ауа райы агенттіктері (АҚШ-тағы NOAA ғарыштық ауа райын болжау орталығы, Ұлыбританияның мете-офисі немесе Еуропалық ғарыш агенттігі сияқты) G4 (қатты) немесе G5 (Төтенше) жанармай құю станциясынан 4 сағат 8-ге дейін тікелей бақылаңыз және алдымен банкомат. Қызмет көрсету станциясының жанармай сорғылары мен сату нүктесінің карта терминалдары аймақтық электр желілері желіден тыс жұмыс істемей тұрып жұмысын тоқтатады.
2. Ванналарды, таза құмыраларды және су ыдыстарын 14 күн ішу және санитарлық тазалау үшін толтырыңыз: Қалалық су тазарту қондырғылары мен күшейткіш станциялар кең аумақта жарық сөнгеннен кейін бірнеше сағат ішінде қысымын жоғалтатын желіден жұмыс істейтін электр сорғыларына сүйенеді. Бір адамға күніне кемінде 4 литр (1 галлон) таза су тағамдық құмырада сақтаңыз, сонымен қатар жуу және дәретхананы жуу үшін ванналарды толтырыңыз (бар болса, ваннаға арналған пластикалық көпіршікпен).
3. Барлық телефондарды, литий электр станцияларын, ноутбуктерді, фараларды және екі жақты радиоларды 100%-ға дейін зарядтаңыз, содан кейін оларды CME келу терезесіне дейін ажыратыңыз: Батареялар толығымен зарядталғаннан кейін, күн дауылынан бұрын барлық зарядтау кірпіштері мен қуат сымдарын қабырғадағы розеткалардан суырып алыңыз.
4. Сезімтал үй электроникасын розеткадан ажыратыңыз және ауыр 240 вольтты құрылғының автоматты ажыратқыштарын өшіріңіз: Геомагниттік дауыл кезінде асқын кернеуден қорғаудың арзан пластикалық жолақтарына сенбеңіз. Компьютерлердегі, маршрутизаторлардағы, теледидарлардағы және микротолқынды пештердегі қабырға штепсельдерін тартыңыз және орталық кондиционерлерге, жылу сорғыларына, электр су жылытқыштарына, ұңғыма сорғыларына және электр көлік (EV) зарядтағыштарына арналған негізгі электр панеліндегі қос полюсті 240 вольтты автоматты ажыратқыштарды ажыратып тастаңыз, олардың қозғалтқыштары мен басқару тақталарын қатты тозған кернеуден және қатты кернеуден қорғау үшін.
5. Толық офлайн жол карталары мен медициналық жазбаларды қосалқы құрылғыға жүктеп алыңыз және Фарадейден қорғалған сақтық көшірме жинағын жинаңыз: Қатты геомагниттік дауылдар GPS/GNSS спутниктік навигациясы мен жоғары жиілікті радио сигналдарын 24 сағаттан 72 сағатқа дейін бұзатындықтан, толық мемлекеттік немесе ұлттық оффлайн карталарды жүктеп алыңыз (Google Maps, Maps, Apple Maps, Organic қолданбаларында растаңыз), қағаз жол атластарын көлігіңізге салып, аккумуляторды/қол иінді AM/FM/NOAA ауа райы радиосын және картонға оралған қосалқы телефонды герметикалық металл контейнерге салыңыз.
6. Соққыға ұшырамас бұрын шатырдағы күн және үй батареяларын «Off-Grid / Island Mode» режиміне ауыстырыңыз: Үйіңізде гибридті аккумуляторлық инвертормен (мысалы, Tesla Powerwall, Enphase немесе SolarEdge) жұптастырылған күн панельдері болса, CME электр тогының бұзылуына немесе кернеудің бұзылуына ұшырамай тұрып, тасымалдау қосқышы арқылы электр желісінен қолмен ажыратыңыз. инвертор.

flowchart TD
    A["NOAA / UK Met Office G4 (ауыр) немесе G5 (төтенше) геомагниттік дауылды бақылау мәселелерін шығарады"] --> B["Ескерту терезесі ашылады: тәждің жаппай лақтырылуы (CME) Жерге соғудан 15-48 сағат бұрын"]
    B --> C["1-сағат: Көліктің жанармай цистерналарын толтыру, қолма-қол ақшаны алу ($1/$5/$10/$20) және рецепттерді алу"]
    C --> D["2-сағат: ауыз су құмыраларды толтырыңыз (адам/күніне 4 л / 1 гал) және санитарлық тазалау үшін ванналарды толтырыңыз"]
    D --> E["3-сағат: Барлық телефондарды, қуат банктерін, ноутбуктерді және радиоларды 100% зарядтаңыз, офлайн карталарды жүктеп алыңыз"]
    E --> F["L1 жерсерік әсерінен 1 сағат бұрын (DSCOVR/ACE ескертуі): Электрондық құрылғыларды розеткадан ажыратыңыз және 240 В ажыратқыштарды өшіріңіз."]
    F --> G{"Аймақтық электр желісі CME әсерінен құлай ма?"}
    G -- "Жоқ: Коммуналдық қызметтер айналмалы кернеуді басқару арқылы жүреді" --> H["Ғарыштық ауа райы Kp индексі Kp 5-тен төмен түскенше күтіңіз, сезімтал механизмдерді қайта жалғамас бұрын"]
    G -- "Иә: Кең аумақты трансформаторды өшіру" --> I["Қысым төмендесе, негізгі көшедегі су клапанын жабыңыз, AM хабар тарату радиосын және рациондық ресурстарды бақылаңыз"]

1-бөлім: Күн дауылдары (CMEs) және ядролық ҚОҚБ: физика, мифтер және нақты тәуекелдер¶

Табиғи Күн дауылы (тәждік массаның лақтырылуы / геомагниттік дауыл) және жасанды Биіктік электромагниттік импульс (HEMP / Ядролық ЭМП) арасындағы қоғамдық шатасу көптеген отбасыларды қажетсіз дүрбелеңге түсіреді (тоқтан ажыратылған телефондары мен тұрақтағы көліктер жанып кетеді деп сенеді) инфрақұрылымдық қауіптер (ұзақ мерзімді су және электр желілерінің бұзылуы).

Күн дауылының шын мәнінде Жермен әрекеттесуі (ғарыштық ауа райының 3 кезеңі)¶

Жаппай магниттік атқылау Жерге қараған белсенді күн дақтарының аймағында болған кезде, күн энергиясы біздің планетамызға әртүрлі жылдамдықпен қозғалатын үш түрлі толқынмен жетеді:

1. 1-толқын: Күннің жарқырауы (R-Scale радиосының өшірілуі: 8 минутта келеді): жарық жылдамдығымен таралатын рентген сәулелері мен экстремалды ультракүлгін сәулелердің жарқылы. Ол 8 минут ішінде Жердің жоғарғы атмосферасының күндізгі D-қабатын иондандырады, бұл авиация және теңіз кемелері үшін уақытша Жоғары жиілікті (ЖЖ) қысқа толқынды радиостанцияларды өшіреді, бірақ электр желісіне нөлдік әсер етеді.
2. 2-толқын: Күн радиациялық дауыл (S-шкаласындағы протонды дауыл: 15 минуттан бірнеше сағатқа дейін жетеді): Күн атқылауы арқылы жеделдетілген энергетикалық протондар ағындары. Бұл бөлшектер жоғары орбиталық спутниктерде бір оқиғаның бұзылуын тудыруы және полярлық коммерциялық ұшулардағы астронавтар мен жолаушылар үшін радиация дозаларын арттыруы мүмкін, бірақ Жер атмосферасы олардың адамдарға немесе жердегі электроникаға жетуіне толық кедергі жасайды.
3. 3-толқын: тәждің жаппай лақтырылуы / геомагниттік дауыл (G-шкаласы: 15-72 сағат ішінде жетеді): Бұл торға қауіп төндіретін оқиға. Миллиард тонналық магниттелген күн плазмасының көпіршігі Күннен Жерге дейін 150 миллион километр (93 миллион миль) бойымен ұшып келеді. Егер CME енгізілген магнит өрісі оңтүстікке (negative Bz), Жердің солтүстік магнит өрісіне қарама-қарсы, ол Жердің магнитосферасымен байланысып, тераватты магниттік энергияны атмосфераның жоғарғы қабатына тастап, Геомагниттік индукциялық токтарды (ГИК) жерге түсіреді.

Техникалық салыстыру: Табиғи күн CME және жоғары биіктіктегі ядролық ҚОҚБ (E1, E2, E3)¶

АҚШ киберқауіпсіздік және инфрақұрылымдық қауіпсіздік агенттігінің (CISA), Электр энергетикасын зерттеу институтының (EPRI), Ұлыбританияның Ұлттық желі ESO және АҚШ Энергетика министрлігінің техникалық бағалауларына сәйкес, табиғи күн дауылы тек баяу геомагниттік индукциялық токты (E3-like импульс) және ешқашан оразаны шығарады E1 ажыратылған микрочиптерді қуыратын микротолқынды/радиожиілікті импульс.

2-бөлім: NOAA геомагниттік дауыл шкаласы (G1 - G5) және ерте ескерту жүйелері¶

Дүние жүзіндегі ғарыштық метеорологиялық агенттіктер күн обсерваторияларын (мысалы, NASA/ESA SOHO және SDO спутниктері) және Жерден 1,5 миллион километр (1 миллион миль) жоғары Лагранж нүктесінде (L1) орналасқан терең ғарыштық күн желінің қалқымаларын пайдаланып Күнді тәулігіне 24 сағат бақылайды (NOAA DSCOVR және NASA ACE спутниктер).

Күн сағаты кезінде Kp индексі мен Bz бағдарын қалай оқуға болады¶

3-бөлім: Үй электроникасын, күн инверторларын қорғау және Фарадей қалқанын құру¶

Қауіпті G5 күн дауылы немесе EMP қаупі жақын болғанда, стандартты тұтынушы асқын кернеуден қорғау құралдары жабдықты үнемдемейді және шын мәнінде үй ішіндегі өрт қаупіне айналуы мүмкін.

1. Неліктен стандартты қуат жолағы асқын кернеуден қорғағыштар геомагниттік оқиғалар кезінде істен шығады (және өрт шығады).¶

Әдеттегі құны 20 доллар тұратын қуат жолағы асқын кернеуден қорғайтын құралдың ішінде Металл оксиді варисторы (MOV) деп аталатын тиын өлшемді компонент бар. MOV жақын жердегі найзағай соғуынан микросекунд кернеудің жоғарылауын жерге қосу сымына бұру үшін жасалған.

• Қатты геомагниттік дауыл кезінде квази-тұрақты токтар коммуналдық трансформаторларды қанықтырады, бұл тұрақты асқын кернеуді, төмен кернеуді (қоңыр түсу) және желі офлайнға дейін минуттардан сағатқа созылатын күшті жұп және тақ гармоникалық жиіліктің бұрмалануын тудырады.
• Тұрақты гармоникалық бұрмалануларға немесе ұзақ уақыт шамадан тыс кернеуге ұшыраған кезде, арзан қуат жолақтарындағы MOV-лар өздерінің термиялық қашу шегінен асып қызып, пластикалық корпусты ерітіп, кілемді немесе перделерді тұтандырады.
• Ауалық саңылау ережесі: электр штепсельін розеткадан физикалық түрде суырып алу 1 метрлік ауа саңылауын жасайды, ол күн сәулесінен туындаған желдің ешбір толқыны ешқашан өтпейді. Сымды 240 вольтты жабдық үшін (орталық HVAC конденсаторлары, ұңғыма сорғылары, электр пештері, электр зарядтағыштары) негізгі ажыратқыш панеліндегі автоматты ажыратқышты ӨШІРУЛІ күйіне бұру ішкі механикалық контактілерді ашады.

2. 5 минут ішінде сыналған, қос оқшауланған DIY Фарадей контейнерін қалай жасауға болады¶

Егер сіз резервтік байланыс пен өмір сүру электроникасын экстремалды күн радиосының жарылыстарынан және жоғары жиілікті E1/E2 электромагниттік импульстарынан (EMP) қорғағыңыз келсе, қымбат тактикалық сөмкелерді сатып алудың қажеті жоқ. Сіз мырышталған болаттан жасалған қоқыс жәшігін немесе металл печенье/оқпа қаңылтырын пайдаланып жоғары тиімді фарадей қалқанын жасай аласыз:

flowchart TD
    A["Тегіс сыртқы металл контейнерді таңдаңыз (мырышталған болат қоқыс жәшігі, болат оқ-дәрі немесе металл печенье қалайы)"] --> B["1-қадам: Металл қақпақтың жиегін тексеріп, тазалаңыз (жалаңаш металл жалаңаш металға тиетіндей, жанасу тігісін сырып алыңыз)"]
    B --> C["2-қадам: Тоқ өткізбейтін қалың оқшаулағышпен бүкіл интерьерді сызыңыз (картон қорапшасы, көбік немесе құрғақ сүлгілер)"]
    C --> D["3-қадам: Әр ажыратылған электрондық элементті жеке-жеке пластик пакетке + 3 қабат ауыр алюминий фольгаға ораңыз."]
    D --> E["4-қадам: Оқшауланған өзекке оралған тісті орналастырыңыз (сыртқы қабырғамен металдан металға нөлдік жанасуын тексеріңіз)"]
    E --> F["5-қадам: Металл қақпақты жабыңыз және өткізгіш металл алюминий таспасы бар бүкіл периметр тігісін жабыңыз"]

• Фарадей контейнеріне не салу керек:
• Қалталы AM/FM/Қысқа толқынды батареямен жұмыс істейтін радиостанция (плюс мөрленген литий AA/AAA батареялары, жарамдылық мерзімі 15-20 жыл және сілтілі батареялар сияқты коррозиялық қышқылды ешқашан ағызбайды).
• Офлайн топографиялық және көше карталарымен алдын ала жүктелген ескі қосалқы смартфон немесе планшет** (OsmAnd немесе Organic Maps), желіден тыс Уикипедия (Kiwix), отбасылық медициналық жазбалардың, рецепттердің, актілердің және төтенше жағдайлар жөніндегі нұсқаулықтардың PDF көшірмелері, сонымен қатар USB зарядтау кабелі.
• Бүктелетін портативті күн панелі (20Вт-100Вт) және литий-темір-фосфат (\(\text{LiFePO}_4\)) немесе литий-ионды USB қуат банкі.
• Жарықдиодты фара және негізгі сандық мультиметр (батареяларды сынау және үй қуатын қалпына келтіру үшін).
• Қант диабетімен ауыратындар немесе ауыр медициналық науқастар үшін: қосалқы резервтік қандағы глюкоза өлшегіш немесе маңызды электрондық медициналық монитор.

4-бөлім: Ұзақ уақытқа созылған тор мен трансформатордың өшірілуінен аман қалу (72 сағаттан 30+ күнге дейін)¶

Қорғаныс релесі жабдықты үнемдеу үшін электр беру желілерін желіден тыс күйде қалдыратын қалыпты өшіп қалғанда (коммуникациялар қазір Солтүстік Америка NERC бойынша әрекет етеді) TPL-007 геомагниттік бұзылулар стандарттары және Ұлыбританияның Ұлттық желі хаттамалары бойынша), қуатты "Black Start" гидро және газ турбиналары арқылы 12-72 сағат ішінде қалпына келтіруге болады. Дегенмен, Каррингтон класындағы төтенше сценарийде 200-ден 400 тоннаға дейінгі ондаған массивтік Қосымша жоғары вольтты (ЭЖВ) күшейткіш трансформаторлардың ішкі орамасы істен шығады, коммуналдық қызметтер шектеулі қосалқы трансформаторларды ұстайды, яғни жылжымалы электр қуатының өшірілуі немесе аймақтық үзілістер аптасына созылуы мүмкін.

1. Тордың ыдырауының алғашқы 60 минуты: су мен канализацияның жабылуы¶

1. Муниципалды су мұнараларында гравитациялық қысым болған кезде әрбір қалған ыдысты толтырыңыз: Қалалық су зауытында электр сорғылары істен шыққаннан кейін де, маңайдағы көтерілген су мұнаралары сіздің көшедегі барлық адамдар мұнараны ағызғанша 30 минуттан 6 сағатқа дейін гравитация қысымын қамтамасыз етеді. Әрбір таза кәстрөлді, шелекті, кір жуғыш машинаның ваннасын және құмыраны дереу толтырыңыз.
2. Қалалық қысым нөлге дейін төмендеген кезде үйдегі негізгі су клапанын жабыңыз: Егер коммуналдық су құбыры оң қысымын жоғалтса, ластанған жер асты сулары жарылған көше құбырларына енсе және теріс кері сифонация таза суды үйіңіздегі құбырлардан және су жылытқышты қайтадан көшедегі магистральға сорып алуы мүмкін. Үйдегі негізгі суды өшіру клапанын жабу тұрмыстық ыстық су жылытқышының резервуарының ішіне 110-300 литр (30-80 галлон) таза, ауыз суды сақтайды, оны резервуардың ең төменгі жағындағы жез түтіктен қажетінше төгуге болады (су жылытқышының газ клапанын өшіруді ұмытпаңыз немесе алдымен ыстық суды сындырыңыз, электр тоғын сындырыңыз. резервуардың ағып кетуі үшін вакуум жасаңыз).
3. Қалалық канализациялық көтеру станциялары істен шыққан жағдайда стандартты дәретханаларды жууды тоқтатыңыз: Тегіс немесе таулы аудандарда коммуналдық кәріз желілері әр бірнеше километр сайын электр кәрізді көтеру сорғыларына тәуелді. Егер лифт станциялары жұмыс істемей тұрғанда, көп күндік өшіру кезінде барлығы дәретханаға шелек суын төге берсе, шикі ағынды сулар төменгі жертөледегі ағынды сулар немесе көршілес жердегі бірінші қабаттағы душ арқылы қайтады. Екі шелек құрғақ санитарлық дәретхана орнатыңыз (19 литрлік / 5 галлондық шелек ауыр мердігер қоқыс дорбалары мен мысық қоқысымен, қарағай жоңқаларымен немесе шымтезек мүкімен қапталған) және ағынды сулардың резервтік резервіне қауіп төнсе, жертөледегі еденнің төменгі канализациясын кеңейтілетін резеңке сынақ тығынымен тығындаңыз.

2. Ұялы мұнаралар, Интернет және GPS қараңғы болған кездегі байланыс және навигация¶

• Неліктен ұялы байланыс мұнаралары 4-24 сағат ішінде өледі: Негізгі ұялы макромұнараларда резервтік қорғасын-қышқылды аккумуляторлар (4-тен 8 сағатқа дейін) немесе дизельдік генераторлар (24-тен 72 сағатқа дейін) болғанымен, талшықты-оптикалық тірек ауыстырып-қосқыштар мен жанармайды қайта жеткізетін жүк көліктері аймақтық электр желісінің құлауы кезінде істен шығады.
• Неліктен жоғары қуатты AM радиосы (530 to 1710 kHz) - өмір сүрудің ең басты жолы: FM радиосы мен теледидар сигналдарынан (олар 50 шақырым қашықтықта орналасқан және көкжиекте тоқтайтын) айырмашылығы, таза арналы AM хабар тарату станциялары (мысалы, АҚШ-тағы негізгі кіру нүктесі / төтенше жағдай туралы ескерту жүйесі станциялары, One of the Radio the United States, BBCM радиосы, Ұлыбританиядағы Wawaveed радиосы) Канада және Австралиядағы ABC жергілікті радиосы) көп апталық дизель қоры бар массивті қатайтылған таратқыштарды пайдаланады. Түнде AM радиосының аспан толқындары ионосферадан 800-ден 1500 километрге дейін (500-ден 900 миль) өтіп, құны 15 доллар тұратын қалталы AM радиосына қашықтағы қараңғыланбаған штаттарды немесе ұлттық төтенше хабарларды қабылдауға мүмкіндік береді.
• GPSсіз навигация: G5 геомагниттік дауыл кезінде ионосферадағы тым күшті сцинтилляция ультра әлсізді серпеді. 1.575 GHz GPS, Galileo және GLONASS спутниктерінің сигналдары. Ұшақ ұшқыштары, кемелер және тек қана бұлттық GPS карталарына сенетін жүргізушілер навигациядан айырылады. Әрқашан көлік құралының қолғап қорабында физикалық қағаз жол атласын және төтенше жағдай жинағында магниттік негіздік компасты сақтаңыз (ескертпе: магниттік дауылдың ең жоғары уақытында магниттік компас инесі **1-ден 5 градусқа дейін ауытқиды, содан кейін геомагниттік торлар пайда болған кезде дәл магниттік солтүстікке оралады).

Жиі қойылатын сұрақтар¶

Дереккөздер тексерілді¶

• Ұлттық мұхиттық және атмосфералық басқарма (NOAA ғарыштық ауа райын болжау орталығы - SWPC, Америка Құрама Штаттары): *NOAA ғарыштық ауа райы шкалалары (Г1-ден G5-ке дейінгі геомагниттік дауылдар, S1-ден S5-ке дейінгі күн радиациялық дауылдары, R1-ден R5-ке дейінгі радио өшірулер) және DSCOVR нақты уақыттағы Solar Wind.
• Киберқауіпсіздік және инфрақұрылымдық қауіпсіздік агенттігі (CISA) және Төтенше жағдайларды басқару жөніндегі федералдық агенттік (FEMA, Америка Құрама Штаттары): * Маңызды инфрақұрылым мен азаматтарға арналған электромагниттік импульс (EMP) және геомагниттік бұзылуларға (GMD) төзімділік нұсқаулары*.
• Солтүстік Американың электр сенімділігі корпорациясы (NERC, Америка Құрама Штаттары / Канада): Сенімділік стандарты TPL-007 (Геомагниттік бұзылу оқиғалары үшін тасымалдау жүйесінің жоспарланған өнімділігі) және 1989 Hydro-Québec Blackout Оқиғадан кейінгі талдау.
• UK Met Office Ғарыштық ауа райын пайдалану орталығы (MOSWOC) және Ұлттық желілік электр жүйесінің операторы (ESO, Біріккен Корольдік): Ғарыштық ауа райының қатаң дайындығы, күн дауылдарының ұлттық тәуекелдер тізілімін бағалау және желілік трансформаторды азайту.
• Еуропалық ғарыш агенттігі (ESA Ғарыштық қауіпсіздік бағдарламасы / Ғарыштық ауа райы қызметінің желісі, Еуропалық Одақ): Корональды массаның лақтырылуын болжау және ионосфералық GNSS сцинтилляциялық әсерлері.
• Электр қуатын зерттеу институты (EPRI, Америка Құрама Штаттары): * Жоғары биіктіктегі электромагниттік импульс (HEMP E1/E2/E3) және геомагниттік индукциялық ток (GIC) трансформаторының жылулық бағалаулары*.

Қатысты нұсқаулықтар¶

• Аймақтық электр желісінің ыдырауы және ұзаққа созылған жарық сөнуі
• Home power outage safety and backup power
• 72 сағат және 14 күндік жедел жәрдем жинағын құру
• Суды тазарту, сақтау және қайнату туралы ескертулер
• Ел бойынша жедел жәрдем нөмірлері