• Что такое магнитные бури простыми словами
• Почему возникают магнитные бури
• Классификация и уровни магнитных бурь
• Как магнитные бури влияют на человека
• Как магнитные бури влияют на технику и инфраструктуру
• Как прогнозируют магнитные бури
• Как защититься от магнитной бури
• Самые сильные магнитные бури в истории
• Вопросы и ответы

Магнитные бури нередко объявляют причиной плохого самочувствия людей, а также сбоев в работе различной техники и устройств. Что же представляют собой такие магнитные бури на самом деле, как они возникают и действительно ли так опасны, как принято считать, и можно ли подготовиться к этому событию — в материале РИА Новости.

Определение: возмущение магнитного поля Земли, вызванное солнечным ветром

Причина: солнечные вспышки, корональные выбросы массы (CME), корональные дыры

Длительность: от нескольких часов до нескольких суток

Шкала: от G1 (слабая, Kp=5) до G5 (экстремальная, Kp=9)

Индексы: Kp (0–9), Dst (в нТл), K, G (1–5)

Последствия: сбои спутников и GPS, нарушение радиосвязи, полярные сияния

Геомагнитная буря (именно так правильно звучит название данного явления) — это научный термин, который означает, что амплитуда колебаний магнитного поля Земли превысила определенный порог. Как правило, такие измерения проводятся за 3 часа. Данные колебания были обнаружены ещё в XIX веке, но объяснить их удалось не сразу, но в наше время понятно, что самое непосредственное влияние на формирование бурь оказывают те процессы, которые происходят на Солнце. Прежде всего — так называемые вспышки, сопровождаемые значительными выбросами плазмы и, как следствие, возбуждением магнитосферы Земли.

"Земля — это огромный магнит. Если объяснять максимально простыми словами, магнитное поле создается движением вещества в жидком внешнем ядре нашей планеты. Это магнитное поле создает вокруг Земли магнитосферу — область, которая отклоняет значительную часть заряженных частиц, летящих от Солнца. Поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром, постоянно на нее воздействует, и она, как правило, нормально это выдерживает.

Но иногда на Солнце происходят события, которые создают усиленный высокоскоростной поток солнечного ветра. В такие моменты магнитосфера со стороны солнца сжимается, и заряженные частицы внутри нее начинают двигаться иначе, из-за чего, во-первых, увеличиваются электрические токи около Земли, а во-вторых, меняется общее магнитное поле", — объясняет Артем Лысенко, физик, эксперт проекта "Физика для всех" (федеральный образовательный проект, реализуемый на базе МФТИ).

По словам специалиста, собственное магнитное поле Земли не исчезает и не переворачивается. Меняется конфигурация поля в магнитосфере, а к основному полю Земли добавляются поля усилившихся электрических токов. Такое достаточно сильное, крупномасштабное и продолжительное возмущение в магнитосфере Земли и называется магнитной бурей. Она проявляется по-разному в каждом регионе из-за особенностей магнитных полей планеты: в высоких широтах возмущение проявляется сильнее, чем вблизи экватора. "Наглядный показатель этого — известное всем полярное сияние. Во время сильных бурь область сияний расширяется, и их иногда можно увидеть гораздо дальше к экватору. Например, в 1872 году северное сияние видели даже на территории современного Мумбаи", — говорит физик.

Магнитная буря может продолжаться от нескольких часов до нескольких суток, после чего магнитосфера Земли постепенно возвращается к обычному состоянию. Но происходит это не сразу.

Магнитные бури могут быть следствием разных солнечных процессов, но у всех них общая природа — избыток энергии и заряженных частиц, поступающих от Солнца в сторону Земли.

Все начинается в активных областях Солнца, где магнитное поле имеет очень сложную структуру и постепенно накапливает энергию. В какой-то момент эта структура резко перестраивается, и происходит резкая перестройка магнитного поля. Из-за этого одновременно возникают Солнечная вспышка и корональный выброс массы. Термин "корональный" произошел от слова "корона": так называют внешнюю часть атмосферы звезды, которая состоит из плазмы.

"Оба вышеупомянутых явления вызваны одной причиной, но совсем разные по своей сути. Вспышка — это резкий выброс энергии и излучения, а корональный выброс — огромное облако раскаленного вещества с собственным магнитным полем, которое может переносить вещество массой в миллиарды тонн", — поясняет Артем Лысенко.

Излучение от вспышки движется со скоростью света и достигает Земли примерно за 8 минут: оно может нарушить радиосвязь, но обычно не является причиной магнитных бурь. А вот облако вещества коронального выброса движется медленнее и доходит до планеты обычно за 1-3 дня — при условии, что летит именно в ее сторону, ведь многие выбросы уходят в другом направлении. Ключевую роль играет и ориентация принесенного облаком межпланетного магнитного поля: сильная буря возможна, только если оно направлено навстречу земному полю. Именно поэтому, как подчеркивает Артем Лысенко, по мощности одной вспышки нельзя однозначно предсказать силу будущей бури — слабая на вид вспышка с удачно направленным выбросом иногда вызывает более заметный эффект, чем мощная.

Корональные выбросы массы — не единственная причина магнитных бурь. Часть возмущений вызывают длительные потоки быстрого солнечного ветра, приходящие из корональных дыр — областей на Солнце с открытыми линиями магнитного поля, откуда плазма истекает в межпланетное пространство почти беспрепятственно.

Поскольку корональные дыры могут существовать неделями и месяцами, а Солнце совершает оборот вокруг своей оси примерно за 27 дней, порожденный такой дырой поток солнечного ветра проходит мимо Земли регулярно, с этим же периодом. Возникающие из-за этого магнитные бури называют рекуррентными, то есть повторяющимися: они обычно слабее и продолжительнее "ударных" бурь от корональных выбросов, но зато их проще прогнозировать именно благодаря повторяемости.

От момента солнечной вспышки до завершения магнитной бури на Земле события развиваются по достаточно устойчивому сценарию:

1. На Солнце происходит вспышка и/или корональный выброс массы, реже — формируется устойчивый поток из корональной дыры.
2. Излучение вспышки долетает до Земли за 8 минут, а облако плазмы — за 1-3 суток, если движется в сторону планеты.
3. Перед облаком движется ударная волна, которая первой достигает магнитосферы и резко ее сжимает — этот момент называют внезапным началом бури.
4. Если принесенное межпланетное магнитное поле направлено навстречу земному, происходит активное взаимодействие полей, и солнечный ветер передает магнитосфере большое количество энергии.
5. Начинается главная фаза бури: усиливается кольцевой ток вокруг Земли, ускоряются заряженные частицы, расширяется зона полярных сияний.
6. Магнитосфера постепенно успокаивается — наступает фаза восстановления, которая может занимать от нескольких часов до нескольких суток.

Так заряженные частицы, изначально вылетевшие с поверхности Солнца, превращаются в измеримое возмущение магнитного поля Земли, то есть в магнитную бурю.

Далеко не все магнитные бури оказывают сильное влияние на человека и вызывают заметные отклонения в работе техники и приборов. Все зависит от интенсивности явления, для оценки которой используется несколько основных показателей.

Индексы геомагнитной активности

K-индекс обозначает отклонение магнитного поля Земли от нормы в течение трехчасового интервала на одной конкретной обсерватории. Показатель рассчитывается в баллах — от 0 до 9.

Планетарный аналог — Kp-индекс, который усредняет показания сети из 13 геомагнитных обсерваторий по всему миру и потому точнее отражает глобальную геомагнитную активность, а не локальные колебания поля. Именно значение Kp лежит в основе шкалы G.

В конце XX века была разработана пятибалльная шкала, которая помогает оценить силу магнитной бури, уровень ее опасности и влияния на электричество, связь, людей, животных и т. д. В соответствии с данной шкалой все бури подразделяются на пять уровней:

Формула перевода проста: G = Kp - 4, то есть буре уровня G1 соответствует Kp=5, а экстремальной G5 — максимальное значение Kp=9.

Оценить мощность (и, соответственно, опасность) магнитной бури позволяет Dst-индекс, который расшифровывается как "индекс временного спада" и рассчитывается с помощью магнитометров. Последние представляют собой специальные приборы, расположенные на станциях на магнитном экваторе Земли.

Единицей измерения для Dst-индекс являются нанотеслы, и чем меньше данный показатель, тем с более сильной магнитной бурей имеем дело. Умеренные бури оцениваются в от -50 до -100 нТл, сильные от -100 до -200 нТл, экстремальные — выше -200 нТл. В состоянии спокойствия диапазон шкалы колеблется в пределах от -20 до 20 нТл.

Индексы K, Kp, Dst и G — разные способы измерить одно и то же явление, поэтому удобнее делить бури не по формальным цифрам, а по практическому эффекту: слабо ощутимые и по-настоящему опасные.

• 0-3 — спокойная магнитосфера;
• K4 — возбужденная геомагнитная обстановка, но не считается магнитной бурей;
• K5 — магнитная буря малой силы;
• K6 — умеренная буря (соответствует шкале G2);
• K7 — сильная магнитная буря (соответствует значению G3);
• K8 — тяжелая магнитная буря (соответствует G4);
• K9 — экстремальный шторм (G5).

Уровни G1 и G2 (Kp 5-6, Dst обычно не ниже -100 нТл) — самые частые: только G1 фиксируется до 1700 раз за 11-летний цикл солнечной активности. Заметного вреда технике они не наносят, максимум — небольшие перепады напряжения и смещение зоны полярных сияний ближе к средним широтам.

Уровни G3-G5 (Kp 7-9, Dst от -100 и ниже, вплоть до -600 нТл при экстремальных событиях) случаются заметно реже — буря уровня G5 фиксируется не чаще четырех раз за цикл. Именно на этом уровне возможны сбои энергосетей, спутниковой навигации и радиосвязи, а полярные сияния можно увидеть далеко от полюсов — вплоть до субтропиков.

До сих пор не существует однозначного ответа на вопрос, влияют ли магнитные бури на самочувствие человека и несут ли они реальную опасность для здоровья. Хотя, как показывают официальные исследования, именно во время геомагнитного события незначительно повышается показатель смертности от инфарктов и инсультов, а плохое самочувствие появляется у трех четвертей населения планеты.

По словам Александра Новикова, врача-терапевта сети клиник "Поликлиника.ру", в дни повышенной солнечной активности пациенты чаще обращаются с жалобами на головную боль, учащенное сердцебиение, вялость, ощущение, будто ночь не спал.

"Для человека это прежде всего повод внимательнее отнестись к собственному самочувствию. Сердце, мозг и мышцы работают благодаря электрическим импульсам, поэтому изменения внешней среды могут восприниматься организмом как дополнительная нагрузка", — комментирует Гульнара Орлова, врач-кардиолог, директор по страховым продуктам и развитию клиентского опыта СК "Росгосстрах Жизнь".

Как магнитные бури проявляются в разных системах организма:

Изучением связи между солнечной активностью и состоянием живых организмов занимается отдельная научная дисциплина — гелиобиология. Ее основоположником в России считается ученый Александр Чижевский, еще в первой половине XX века предположивший связь солнечных циклов с эпидемиями и массовыми психологическими явлениями. Современная доказательная медицина относится к этой связи заметно осторожнее.

С медицинской точки зрения магнитная буря не является заболеванием: исследования показывают лишь небольшую корреляцию с учащением госпитализаций по поводу гипертонических кризов, ростом числа инфарктов, инсультов и тревожных расстройств в такие периоды, но причинно-следственная связь полностью не доказана, так как процент подобных случаев очень низкий.

"В психологии осторожно относятся к понятию "метеозависимость". В международных классификациях болезней нет отдельного заболевания "зависимость от магнитных бурь", а имеющиеся исследования не позволяют уверенно утверждать, что геомагнитное возмущение само по себе вызывает у конкретного человека головную боль, тревогу, бессонницу или упадок сил. Поэтому фраза "мне плохо из-за магнитной бури" — это гипотеза, а не диагноз", — комментирует психолог Родион Чепалов.

По словам психолога, здесь часто работает эффект ноцебо — ухудшение самочувствия под влиянием негативного ожидания: человек утром узнает о прогнозируемой буре, начинает внимательнее прислушиваться к своему телу, находит ощущения, на которые раньше не обратил бы внимания, тревожится — и действительно чувствует себя хуже.

"Есть простое упражнение, которое я называю "дневником без Солнца". В течение месяца человек утром не смотрит прогноз геомагнитной активности, но вечером оценивает от 0 до 10 головную боль, усталость, тревогу и качество сна. Отдельно записывает продолжительность сна, стресс, физическую нагрузку, количество кофе. Только в конце месяца можно сопоставить записи с днями магнитных бурь. Это помогает проверить собственную гипотезу, а не подтверждать ее выборочно.

Во время объявленной сильной магнитной бури психологически здоровая тактика — не устраивать себе специальный "режим больного". Если самочувствие нормальное, нет необходимости отменять обычную жизнь только потому, что приложение показало высокий индекс геомагнитной активности. Полезнее нормально спать, соблюдать привычный режим, двигаться, есть как обычно и не проверять каждые полчаса давление или пульс без медицинской необходимости", — советует Родион Чепалов.

Наиболее подвержены ухудшению самочувствия метеочувствительные люди, а также пожилые люди, беременные женщины, люди с перенесенными сосудистыми катастрофами — инсультами, инфарктами. Тяжело приходится гипертоникам, сердечникам с нарушением ритма, диабетикам, а также тем, у кого диагностирована вегетососудистая дистония. У этих категорий в неблагоприятные дни обостряются основные заболевания, добавляются бессонница, тревожность, раздражительность, перепады настроения.

"Реакция на геомагнитные возмущения индивидуальна. Особенно внимательно к своему состоянию стоит относиться тем, у кого предрасположенность к подобным реакциям", — подчеркивает Гульнара Орлова.

Основная опасность магнитных бурь заключается в том, что они способны навредить человеку косвенно, влияя на технику и электросистемы.

В первую очередь, конечно, под подобное воздействие попадают расположенные в космосе околоземные спутники и космические аппараты, в работе которых могут происходить сбои. При экстремальных возмущениях возможны повреждения из-за возросшей плотности верхних слоев атмосферы и повышенного радиационного фона в радиационных поясах Земли. Так, майская буря 2024 года заставила маневрировать почти половину активных спутников на низкой околоземной орбите, прежде всего из группировки Starlink, автоматически поддерживающей высоту полета.

Также геомагнитный шторм влияет на радиосвязь, GPS и другие навигационные системы, так как мешает распространению сигналов в ионосфере. Это приводит к неправильному определению местоположения и дальнейшего направления.

Способность магнитных бурь образовывать электрический ток в предметах, содержащих металл, может легко спровоцировать сильные скачки напряжения, возгорания и взрывы. Подвергнуть себя опасности можно не только при работе со сложным электрическим оборудованием, но даже используя водоснабжение: магнитные бури образуют ток в трубах, заряжая воду.

Пострадать может и транспортная инфраструктура. Например, авиакомпании во время сильных бурь нередко переносят маршруты полярных рейсов южнее, чтобы избежать зон нарушенной радиосвязи и повышенного радиационного фона на большой высоте. Морские и наземные навигационные системы, завязанные на GPS, в этот период требуют дополнительного контроля со стороны диспетчеров.

В России составлением прогнозов занимается Росгидромет, а также ряд образовательных и научных организаций, таких как ИКИ РАН, ИЗМИРАН, НИИЯФ МГУ. В США ту же функцию выполняет Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA). Прогнозирование магнитных бурь — сложный процесс, который включает в себя наблюдение за солнечной активностью и мониторинг изменений в магнитном поле Земли. Специалисты в этой области используют множество инструментов, которые позволяют прогнозировать, когда и какие магнитные бури могут произойти.

Один из основных — мониторинг солнечной активности. Когда на Солнце происходят вспышки, выбросы и другие события, они порождают заряженные частицы, которые движутся в том числе в направлении Земли. Космические аппараты могут наблюдать за этими событиями и предупреждать о возможных последствиях в виде магнитных бурь.

Другой не менее значимый инструмент — мониторинг магнитного поля Земли. Когда заряженные частицы и потоки плазмы от Солнца взаимодействуют с магнитным полем планеты, они могут вызвать временные изменения в нем, которые можно измерить. Ученые используют математические модели, прогнозируя, как заряженные частицы от Солнца будут взаимодействовать с магнитным полем Земли и к каким последствиям это может привести.

Чтобы предотвратить негативные последствия от магнитных бурь, в первую очередь защищают линии электропередачи. Для этого используют системы автоматического регулирования напряжения и защитные устройства для быстрого отключения части сети. Специальными защитными экранами и системами управления энергопотреблением, которые могут помочь снизить риск повреждения, защищают спутники. Эти же способы рекомендуется использовать для защиты электронных устройств. В любом случае компании и организации работают над разработкой новых технологий, которые могут быть более устойчивыми к магнитным бурям. Например, некоторые авиакомпании разрабатывают новые системы навигации с использованием более надежных методов, чтобы избежать проблем.

Найти информацию о текущей геомагнитной обстановке можно на следующих ресурсах:

Подготовиться к очередной сильной магнитной буре вполне возможно, ведь соответствующие прогнозы доступны на различных ресурсах.

"Во время объявленной сильной магнитной бури психологически здоровая тактика — не устраивать себе специальный "режим больного". Если самочувствие нормальное, нет необходимости отменять обычную жизнь только потому, что приложение показало высокий индекс геомагнитной активности.

Особенно опасна другая крайность: списывать на магнитную бурю любой симптом. Человек говорит: "Сегодня Солнце шалит, поэтому давление", "Сердце колотится из-за бури", "Голова болит — потерплю до завтра". Так можно пропустить состояние, которое вообще не имеет отношения к геомагнитной активности.

Поэтому мой главный психологический совет звучит парадоксально: если вы считаете себя чувствительным к магнитным бурям, меньше следите за магнитными бурями и внимательнее — за собственным состоянием", — рекомендует Родион Чепалов.

"Бороться с бурей бессмысленно, лучше подстроиться под нее. Можно немного снизить рабочую активность для экономии энергии и периодически давать себе небольшую паузу, чтобы восстановить тонус. Следует переключить внимание на монотонные задачи и действия. Они помогают мозгу стабилизировать внутренний ритм. Это может быть уборка, вязание, прогулка в комфортном темпе", — говорит Гульнара Орлова.

Чтобы пережить такие дни специалисты советуют:

• наладить сон по расписанию, без недосыпов и пересыпов;
• не переедать, потому что перегруженный желудок даст дополнительную нагрузку на сердечно-сосудистую систему;
• пить воду в достаточном количестве;
• кофе, алкоголь и соленое лучше минимизировать или вовсе исключить, потому что они мешают сосудам нормально работать и задерживают жидкость.

Также в подобный период при плохом самочувствии Гульнара Орлова рекомендует делать дыхательные практики, например, по принципу "волн". Нужно представить вдох, как накат волны, выдох, как отлив волны, помогая мозгу быстрее войти в состояние расслабления.

Отдельное внимание стоит уделить сну, поскольку магнитные бури могут влиять и на циркадные ритмы. Кроме того, важно не только придерживаться привычного режима, но и правильно применять свет: утром использовать яркий белый, а вечером отдавать предпочтение мягкому желтому. Если днем сильно клонит в сон, лучше позволить себе короткий 20-минутный отдых, чем пытаться перебить усталость кофе. Кофеин может спровоцировать скачки давления и ухудшить общее состояние.

"Возможно изменение аппетита: организм иногда начинает сильнее требовать сладкого или соленого, стремясь быстрее восстановить электролитный баланс. В такие дни лучше обратить внимание на продукты, богатые магнием и калием: орехи, бананы, курагу, зелень, цельнозерновые каши. Магний стабилизирует нервные импульсы и снимает мышечное напряжение, а калий участвует в регуляции работы сердца и сосудов", — дополняет Гульнара Орлова.

"Тем, у кого давление нестабильно, важно в такие периоды регулярно пользоваться тонометром. Если показатели отклоняются от привычных цифр, то стоит позвонить лечащему врачу и уточнить, нужна ли коррекция терапии. Поддержать организм помогут и умеренные физические нагрузки: это обычная ходьба, плавание, растяжка, дыхательные практики", — комментирует Александр Новиков.

За свою историю человечество не раз сталкивалось с очень сильными магнитными бурями. Одна из самых мощных произошла весной 1921 года в США: тогда полностью отключилась телефонная связь, вышли из строя предохранители, случились многочисленные перебои в электроснабжении и пожары, а полярное сияние впервые в истории наблюдений дошло до самых низких широт. Но точкой отсчета для всех современных оценок остается более раннее и еще более мощное событие — буря Кэррингтона.

1 сентября 1859 года произошла магнитная буря, которую принято считать сильнейшей за всю историю инструментальных наблюдений: по разным оценкам, Dst-индекс достигал от -900 до -1760 нТл. Тогда вышел из строя телеграф, отмечались многочисленные возгорания, а полярное сияние наблюдали даже в тропических широтах.

13-14 марта 1989 года случилась Квебекская буря с Dst-индексом около -589 нТл (по другим оценкам, до -640 нТл). Из-за нее в канадской провинции Квебек на девять часов отключилось электричество, а вся региональная инфраструктура вышла из строя всего за две минуты. Несколько часов часть спутников теряла связь с Землей, были утрачены метеоданные и последние сведения GPS, произошли сбои в радиосвязи — в том числе в Советском Союзе. Полярное сияние во время бури наблюдали в Мексике и Крыму.

В октябре-ноябре 2003 года произошла серия так называемых Хеллоуинских бурь с Dst-индексом около -383 нТл (по другим оценкам, более -400 нТл). Они вызвали отключение электричества в Швеции, повреждения спутников, сбои телефонной связи и проблемы в работе авиакомпаний.

10-12 мая 2024 года произошла сильнейшая геомагнитная буря за более чем 20 лет. Позднее она получила название "Ганнон" в честь физика космической погоды Дженнифер Ганнон. Причиной стала серия корональных выбросов массы от аномально крупной группы солнечных пятен AR13664, включавшая одну из мощнейших вспышек 25-го цикла солнечной активности — класса X8.7. Kp-индекс достиг максимального значения 9, что соответствует уровню G5, а Dst-индекс опустился до -412 нТл — это была первая буря такого уровня с октября 2003 года.

Буря заметно сжала плазмосферу Земли и заставила маневрировать почти половину активных спутников на низкой орбите. Полярные сияния в те дни видели далеко за пределами привычных широт — в Австралии, Мексике и других странах, куда это природное явление обычно не доходит.

Вопрос 1: Что такое магнитная буря простыми словами?

Ответ: Магнитная буря — это временное сильное возмущение магнитного поля Земли, вызванное потоком заряженных частиц от Солнца. Длится от нескольких часов до нескольких суток и сопровождается полярными сияниями и сбоями техники.

Вопрос 2: Почему возникают магнитные бури?

Ответ: Причиной служат солнечные вспышки, корональные выбросы массы (CME) и корональные дыры. Заряженная плазма достигает Земли через 1-3 суток и, взаимодействуя с магнитосферой при южной ориентации межпланетного магнитного поля, порождает бурю.

Вопрос 3: Как магнитные бури влияют на человека?

Ответ: У метеочувствительных людей возможны головные боли, скачки давления, бессонница, тахикардия и обострение хронических болезней. Доказательная медицина считает такое влияние ограниченным, но у пожилых и сердечно-сосудистых больных статистика ухудшений действительно повышается.

Вопрос 4: Как узнать, что сейчас магнитная буря?

Ответ: Для этого используются онлайн-сервисы: XRAS, ИЗМИРАН, NOAA SWPC, ГЦ РАН — они показывают текущие значения Kp/Dst и прогноз на 1-3 суток.

Вопрос 5: Как защититься от магнитной бури?

Ответ: Метеочувствительным людям рекомендуется соблюдать режим сна, пить достаточно воды, отказаться от алкоголя и кофеина, снизить физические нагрузки и контролировать прием назначенных лекарств. Здоровым взрослым специальные меры не требуются.