Kozmické poasie a energetické astice v kozme

Size: px

Start display at page:

Download "Kozmické poasie a energetické astice v kozme"

Augustine Arnold
8 years ago
Views:

1 Kozmické poasie a energetické astice v kozme De otvorených dverí, Košice Ústav experimentálnej fyziky SAV Košice Oddelenie kozmickej fyziky Karel Kudela kkudela@kosice.upjs.sk

2008 Ústav experimentálnej fyziky SAV Košice

2 o je kozmické poasie (KP) a preo je to zaujímavé? Aké sú vzahy KP a kozmických astíc? preo v Košiciach a na ÚEF SAV?

3 1. o je to? Pojmom kozmické poasie sa oznaujú podmienky na Slnku, v medziplanetárnom priestore (v slnenom vetre), v magnetosfére, ionosfére a termosfére Zeme, ktoré môžu ovplyvni funknos a spoahlivos kozmických, leteckých a pozmených technologických systémov a môžu negatívne vplýva na zdravie a život udí. [US definícia, 1995].

priestore (v slnenom vetre), v magnetosfére, ionosfére a termosfére Zeme, ktoré

4 Kozmické poasie je fyzikálny a fenomenologický stav kozmického prostredia. Prostredníctvom pozorovania, monitoringu, analýzy a modelovania je s tým spojená disciplína zameraná na 1) Pochopenie a predikciu stavu Slnka, medziplanetárneho a planetárneho prostredia, a porúch vyvolaných alebo nevyvolaných slnenými poruchami, ktoré tento stav ovplyvujú 2) Predpovedanie (na rôznych asových škálach - forecasting and nowcasting) možných úinkov na biologické a technologické systémy [COST európskych krajín, 2007]

predikciu stavu Slnka, medziplanetárneho a planetárneho prostredia, a porúch vyvolaných alebo nevyvolaných slnenými poruchami,

5 Efekty kozmického poasia inicializované Slnkom slnené erupcie (10 3 s, ~10 25 J, plazma, vysokoenergetickéastice, elektromagnetické emisie) monitorovanie CME koronografom na SOHO, X na GOES produkcia nabitých astíc vysokej energie EUV, X ovplyvuje zemskú ionosféru a termosféru Inicializácia geomagnetických búrok

CME koronografom na SOHO, X na GOES produkcia nabitých astíc vysokej energie

6 Geomagnetické búrky Jeden z najsilnjších prejavov zmien vonkajších fyzikálnych podmienok v blízkom kozme CME (coronal mass emissions) z povrchu Slnka výron kg látky (plazma) Stláanie plazmy slneného vetra (SV), rázové vlny Niektoré z procesov sú geoefektívne (poda orientácie B) geomagnetické poruchy Zmeny podmienok dynama vznik el. potenciálov a prúdových systémov v magnetosfére a ionosfére Vstupný výkon ze SV W

(SV), rázové vlny Niektoré z procesov sú geoefektívne (poda orientácie B) geomagnetické poruchy Zmeny

7 2. Preo zaujímavé? Porovnanie informácií o úinkoch silných geomagnetický ch búrok na zaiatku a na konci minulého storoia Podobné búrky v r a 1989 Dst < -300 nt

9 3. Preo radiácia a kozmické poasie? Energetické kozmické astice (vítane KŽ) môžu spôsobova tzv. efekty SEU (single event upsets), radiané poškodenia, degradáciu materiálu, a náboj elementov kozmických systémov. Pri vyšších energiách, osobitne tých, ktoré dosahuje kozmické žiarenie, môže by ovplyvnená elektronika na lietadlách. Funknos vf rádiových komunikaných systémov je spojená s charakteristikami zemskej ionosféry, so slnenými emisiami astíc a s geomagnetickými javmi. Geomagnetické búrky môžu ovplyvni pozemné technologické systémy, plynovody, ropovody, telekomunikané kábely, a železniné systémy kvôli geomagneticky indukovaným prúdom. Radiácia (aj KŽ) je limitujúcim faktorom pre medziplanetárne misie.

Pri vyšších energiách, osobitne tých, ktoré dosahuje kozmické žiarenie, môže by ovplyvnená elektronika na lietadlách.

10 Populácie energetických astíc v kozme: A. Urýchlené za magnetosférou Zeme B. Magnetosferickéastice

11 Kozmické žiarenie.

12 Intenzita KŽ nízkych energií antikoreluje so slnenou aktivitou

13 V niektorých prípadoch sú urýchlenéastice do energií niekoko GeV, GLE pozorované aj na zemskom povrchu, napr. na L. Štíte. GLE. 1 a. 70 pozorovaný na Lomnickom štíte

14 Erupcie uvoujú energiu vo forme plazmy, elmg žiarenia a urýchlených korpuskulárnych astíc Typický asový priebeh erupcie (v rádiových vlnách) Rentgen od Slnka poas extrémnej slnenej erupcie a v pokojnom období

Typický asový priebeh erupcie (v rádiových vlnách)

15 Zemská magnetosféra je bohatá na astice nižších energií. Ich toky sú variabilné merania iba na družiciach. Zem s magnetickým poom sa nachádza v prúde plazmy slneného vetra (SV). Pretože v > v a, vzniká na prednej strane rázová vlna (bow shock BS). Na magnetopauze (MP)je vyrovnaný tlak slneného vetra s tlakom geomag. poa. Medzi BS a MP je turbulentná tzv. prechodová oblas. Niektoréastice SV môžu do magnetosféry preniknú. Tie, ktoré prichádzajú cez nonú stranu (chvost) spôsobujú napr. polárne žiary. SV vynáša magnetické pole Slnka. Siloiary IMF sú vmrazené v SV.

Na magnetopauze (MP)je vyrovnaný tlak slneného vetra s tlakom geomag. poa. Medzi BS a MP je turbulentná tzv. prechodová oblas.

16 Nízke energie cyklické pohyby astíc. Zachytené astice radiané pásy Zeme Ak možno odliši 3 cyklické pohyby opis pomocou 3 nezávislých adiabatických invariantov pohybu (pohyb vodiaceho stredu) prevzaté (

pohyby opis pomocou 3 nezávislých adiabatických invariantov

17 Pre vyššie energie treba poíta trajektóriu astíc v model. poli B. Rôzne pre rôzne modely, epochy, stanice KŽ. Môže KŽ pomôc pri testovaní modelov magnetického poa, hlavne v prípade búrok?

18 Asymptotics Rigidity, GV Rigidity, GV Rigidity, GV Rigidity, GV Asymptotic directions for Lomnický Štít before the disturbance (upper panels, Nov. 20, 2003, 02 UT) and at minimum Dst (lower panels, 19 UT) for Ts89+Dst (left) and Ts04 (right).

19 Radiané poškodenia družíc Rýchlos poklesu výkonu slnených panelov bola najvyššia na Magion-5 (aurorálny Interball), nižšia na Magion-4 (chvostový Interball) a najnižšia na nízkej orbite Magion-2, ktorá do radianých pásov zasahovala málo. Pravý panel: degradácia slnených panelov od mája 1998 do júla 2002 na Magion-5. Vašina rýchlych krátkodobých poklesov je spojená so zvýšeným tokom energetických elektrónov alebo s prípadmi slnených erupcií s protónmi vysokých energií. (Tíska et al, 2007)

Pravý panel: degradácia slnených panelov od mája 1998 do júla 2002 na Magion-5.

20 Nebezpené sú elektróny vysokých energií Niektoré družicové výpadky sú spôsobené pravdepodobne relativistickými elektrónmi. V tomto období s poruchami družicových systémov bol detegovaný silný nárast toku elektrónov vysokých energií, kým nárast toku protónov nebol výrazný (Baker et al, 1998)

V tomto období s poruchami družicových systémov bol detegovaný silný

21 Niektoré slnené erupcie dávajú silne anizotrópne toky na zemskom povrchu a na lietadlách. Desorgher et al (2007), výpoty PLANETOCOSMICS U. of Bern. Využité aj meranie NM na Lomnickom Štíte.

22 Kozmické žiarenie môže slúži ako jeden z faktorov predpovedi a. Geomagnetických búrok b. Radianých búrok Niekoko hodín pred magnetickou búrkou sa mení anizotrópia KŽ

23 4. Preo Košice (vzahy kozmického žiarenia a kozmického poasia).

24 !" #$ %&'( )*+,) $ *'$ +-. / 0 % ', $ # # 72$82$9, 0 :- "&;.< % 9 $ =>?@AB

25 5#!89 ' $ # (, $ # - 9 ; :& / %0 " 9 #' 9 <$C D$ %0 G$$A ) HD77 $:% 9 ( )EF7

26 A D # <'$ ' E0 % $ ' : $ <,)EF7-.# # <'$ ' / : >$ # ' >?BIE0.'0 77 )' $ # ' <'$' 'D<'$ 0 $ ( :$<

27 E<$ ' :% $ # $ E?,$ &''=>?@AB-$J,HKLA@F)-822,HKLA@F?-@$@M "< : %0 22, KG#D ". DE0822J-$ HKLA@F) B< N $ # 8!28225<'$' HKLA@F? ' ': '% :

28 L )EF1,78-<'$' ' $D $' $ '% : "# N )@@D $ O "$

29 L<# : 6#'4 $??ME"D0 P@AB" D ' ' '??ME.' # ' % # 6 )EF5,72D821N5 DJ!J - )EF,7D1N828DJ!1 - )EF5,7 D87!N1!D!5 - A "*'??ME )EF5

30 E? <$ Q R :,S82 B ~ 8B- $ $ ' ' <$ :,<'$- $ N % : & 6D <$ <$ $ Mž $O E? %

31 .EF ": F!D!D ': <D' 0 :%#.EF ": F2,) $ : ža, $ 22N8 22D!!-

32 6 0 ' #.EF@$' < *&'$ OP@AB: F8D : F5,< AN- : J ) <$$F8 B$ < % '$' # '.EF8 ) <$$F8, F 8222-@$)E) M T DU L% $0 N ( $$ $:' 6 $ 00 % 2

33 "< $ ' :% 0 : & $.EF8 ) <$$F8V ' ;,>-W> 5 D;,>- & $ #,X3 8 B- > :B L $% $ $! ' ' # # : &' $: $$ <

34 . :% $ F H8 LMA.M,")"&@E F/Y$D)-D % <'$ ' =>?@ABE0 " 5.Q$% R :% < % :C ) :% $ LMA.M< :: <!$ 822J L% E? $$ $! "!ž#$%

35 L 433 ' &''

36 #&!' (!)!*))! +,-))./. 0!,1/ 23+# ):'.0,0'.$/,', )', )',' ) ',' /; <202=>? 0$ ;!; ),0,,,+, A,/ '/,', 0 /; <202=>?+40ž

: Architectural Lighting : Interiérové svietidlá

: Architectural Lighting : Interiérové svietidlá SEC Lighting : Architectural Lighting : nteriérové svietidlá : Shape Harmony : Tradition The company SEC accepts with enthusiasm the challenges of continuously changing world. n our opinion, luminaries