Северное сияние поможет избежать аварий ЛЭП и ж/д транспорта в Арктике
29 мая 2026 г.
Российские учёные предложили научно-обоснованный способ прогнозирования опасных токов в линиях электропередачи, нефтегазопроводах и ж/д автоматике с помощью полярных сияний. Метод востребован в тех районах Заполярья, где нет сплошной сети магнитных датчиков. Результаты опубликованы в журнале «Солнечно-земная физика».
Сотрудники Геофизического центра РАН и Уфимского университета науки и технологий разработали метод вероятностной оценки геомагнитно-индуцированных токов (ГИТ) с помощью наблюдений за полярными сияниями.
Геомагнитные бури и суббури, объяснили исследователи, вызывают возникновение блуждающих токов в протяжённых проводящих сооружениях, таких как магистральные трубопроводы, железные дороги и линии электропередач. Эти токи могут вывести из строя силовые автотрансформаторы, провоцировать ложные срабатывания релейной защиты и даже вызывать масштабные отключения электричества.
При этом надёжно оценивать уровень ГИТ помогают наземные магнитные обсерватории, но в Арктике их мало или они отсутствуют. Единственный доступный индикатор космической погоды здесь – это полярные сияния. В связи с чем учёные предложили использовать их в качестве природного «датчика», который позволит без использования приборов получать пусть не точные, но вероятностные оценки рисков.
В качестве источника данных специалисты использовали данные обсерватории «Ловозеро» Полярного геофизического института, единственной на северо-западе России, которая ведёт длительные непрерывные наблюдения геофизических эффектов, и электроподстанции «Выходной» магистральной линии «Северный транзит». Исследование охватило период с 2011 по 2024 годы. Всего было проанализировано порядка 100 тысяч эпизодов синхронных наблюдений неба и токов с 2011 по 2024 годы.
«На примере рассмотренного региона (…) была показана устойчивая статистическая взаимосвязь между областью наблюдения сияний, их структурой и уровнем ГИТ в высокоширотных энергосистемах. В частности, было установлено, что при дискретных сияниях (со спиралевидными и вихревыми структурами) уровень ГИТ превышает 10 А (ампер) c вероятностью свыше 7,5%. В то же время при сияниях диффузного типа (когда на небе видны крупные участки свечения с размытыми краями) вероятность достижения такого значения составляет всего 0,31%», – сообщили исследователи.
Другими словами, если операторы энергосистемы видят на небе яркие клубящиеся свечения, они могут с вероятностью более 7,5% ожидать, что сила тока превысит 10 А, что означает риск аварийного отключения. Если же небо залито ровным тусклым сиянием – опасность минимальна.
«Бесспорно, предложенный подход уступает в точности классическим методам, использующим спутниковые и наземные инструментальные данные о состоянии магнитосферы Земли, однако его преимущество – независимость от аппаратного обеспечения и систем связи», – поделились разработчики.
По словам учёных, кроме энергетики метод может быть применим для диагностики отказов в системах железнодорожной автоматики на высоких широтах. В частности, исследователи показали, что ложные срабатывания автоматики на Северной железной дороге коррелируют с полярными сияниями в районе станции Ловозеро.
Естественное ограничение метода, отметили исследователи, в том, что в высоких широтах полярные сияния можно наблюдать в среднем только семь месяцев в году и только при благоприятных погодных условиях.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 21-77-30010-П).
Источник: РАН.
Читайте также:
Метки: ГЦ РАН, геомагнитная буря