Гелиогеофизические исследования в Арктике: сборник трудов всероссийской конференции, Мурманск, 19-23 сент. 2016г. Апатиты, 2016.

ЧАСТОТЫ ПОЯВЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПРОИЗВОДНЫХ ПО ВРЕМЕНИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ, ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ, ПО ДАННЫМ МНОГОЛЕТНИХ НАБЛЮДЕНИЙ НА СЕТИ IMAGE Н.В. Ягова1, А.Д. Лхамдондог2, Ю.П. Гусев2, В А . Пилипенко1,3, Е.Н. Федоров1 'ИФЗ РАН , Москва (e-mail: nyagova@yandex.ru) 2НИУМЭИ , Москва 3Геофизический центр РАН, Москва А ннотация . По данным более чем 20 лет наблюдений геомагнитного поля на станциях сети IMAGE изучены частоты появления и пространственные масштабы экстремальных значений модуля производных по времени горизонтальных компонент геомагнитного поля |dZ?/df|, представляющих потенциальную опасность для промышленных электрических сетей. Показано, что наряду с известными и успешно прогнозируемыми возмущениями во время сильных магнитных бурь, экстремальные значения |d6/df| могут возникать во время умеренных бурь и даже вне бури. В настоящее время прогноз таких возмущений невозможен и необходим анализ апостериори с целью выявления факторов космической погоды, благоприятных для возникновения экстремальных значений геомагнитно-индуцируемых токов (ГИТ ). A b stra c t. Occurrence rates and spatial scales of geomagnetic field time derivatives \db/dt\ extremal disturbances potentially dangerous for electric lines are studied using more than 20 years of the IMAGE geomagnetic observations. Our analysis shows that along with the well known superstotm disturbances, extremal db/dt values occur during moderate storms and even without any storm. Now such disturbances cannot be predicted and aposteriori analysis is necessary in order to reveal space weather parameters favorable for the occurrence of extremal \db/dt\ values. Введение Резкие изменения геомагнитного поля могут приводить к сбоям в работе энергосистем, вызванных геомагнитно-индуцированными токами (ГИТ). Из всех типов возмущений геомагнитного поля, наибольшими амплитудами и пространственными масштабами обладают магнитные бури. Они же являются и наиболее прогнозируемыми возмущениями, так как постоянный мониторинг ключевых параметров солнечного ветра и межпланетного поля ведется на космических аппаратах в точке либрации с упреждением порядка часа до подхода потока солнечной плазмы к магнитосфере Земли. Вероятность появления экстремальных возмущений горизонтальных компонент поля растет с интенсивностью бури. При этом возмущения смещаются на более низкие геомагнитные широты. Возмущения достигают максимальных значений на ночной стороне и связаныс развитием суббури. Статистический анализ параметров экстремальных геомагнитных возмущений для суббурь, возникающих во время бури и вне бури, проведен в работе ( Viljanen , 2006). С подробным обзором аварийных ситуаций, спровоцированных геомагнитными возмущениями, можно ознакомиться, например, в обзоре ( Pulkkinen el al., 2008). Анализ моделей мировой экономики показал, что всего лишь 10% уменьшение подачи электроэнергии в индустриальных районах Земли из-за сильной геомагнитной бури может оказать на мировую экономику такое же влияние как региональные войны или глобальный мировой кризис (Schulte in den Ваитеп et al., 2014). В США после аварийного обесточивания (blackout) вызванного сильной магнитной бурей 1989 г. (Allen et al., 1989), по инициативе Координационного Совета Северо-восточной Электроэнергетической Системы, был разработан нормативный документ о мерах по повышению надежности энергетических систем при геомагнитных бурях. Тем не менее, в отечественной нормативной документации влияние ГИТ на электроэнергетические системы и на надежность работы электрооборудования до сих пор не учитывается, хотя задача учета, а в перспективе - прогноза, потенциально опасных для электрических сетей геомагнитных возмущений является актуальной именно для России из-за большой протяженности электрических сетей, в том числе на авроральных и субавроральных широтах. Аварийные ситуации, связанные с ГИТ, вызываются несколькими физическими причинами. Наиболее важными являются возникновение разности потенциалов между заземленными нейтралями трансформаторов и смещение рабочей точки на кривой намагничивания магнитопровода ( Boteler , 2014). Наблюдаемые при магнитных возмущениях токи «подмагничивания» сердечников трансформаторов «Гелиогеофизика в Арктике». Труды всероссийской конференции. Апатиты, 19-23 сентября 2016, с. 81-84. © Полярный геофизический институт. Российская Академия наук, 2016 81