с 01.01.2003 по настоящее время
Центр физико-технических проблем энергетики Севера КНЦ РАН (Научный сотрудник)
Геофизический центр РАН
Апатиты, Мурманская область, Россия
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Москва, Россия
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Геофизический Центр РАН
Москва, Россия
Апатиты, Россия
Москва, Россия
Исследована связь между возмущениями космической погоды и пространственным распределением сбоев в работе железнодорожной автоматики на участках Северной и Октябрьской железных дорог в 2001–2006 гг. Во время наиболее сильных магнитных бурь, вызвавших многочисленные сбои, рассматриваются широтное распределение потока энергии авроральных электронов и локальная геомагнитная возмущенность, определенная как среднее значение модуля производной по времени горизонтальной компоненты геомагнитного поля |dBΗ/dt|. Показано, что на главной и восстановительной фазах магнитных бурь участки, на которых наблюдались сбои, попадали в область интенсивных авроральных высыпаний, а значение |dBH/dt| превышало 5 нТл/с. Связь между положением экваториальной границы аврорального овала и пространственным распределением сбоев рассматривается как во время отдельных магнитных бурь, так и статистически за пять лет наблюдений. И отдельные события, и статистические тесты показывают, что смещение к югу экваториальной границы аврорального овала коррелирует с ростом доли сбоев на более низкоширотных участках железных дорог, соответствующих субавроральным геомагнитным широтам.
космическая погода, магнитные бури, авроральный овал, железные дороги
1. Воробьев В.Г., Ягодкина О.И. Влияние магнитной активности на глобальное распределение зон авроральных вторжений. Геомагнетизм и аэрономия. 2005. Т. 45. С. 467–473.
2. Воробьев В.Г., Громова Л.И., Реженов Б.В. и др. Вариации положения границ плазменных вторжений и аврорального свечения в ночном секторе. Геомагнетизм и аэрономия. 2000. Т. 40, № 3. С. 79–85.
3. Касинский В.В., Птицына Н.Г., Ляхов Н.Н. и др. Влияние геомагнитных возмущений на работу железнодорожной автоматики и телемеханики. Геомагнетизм и аэрономия. 2007. Т. 47. С. 714–718.
4. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. М.: Физматлит, 2006. 816 c.
5. Костроминов А.М., Ложкин Р.О. Влияние геоиндуцированных токов на дроссель-трансформаторы рельсовых цепей железнодорожной автоматики. Известия Петербургского университета путей сообщения. 2021. Т. 18. С. 222–228. DOI:https://doi.org/10.20295/1815-588X-2021-2-222-228.
6. Пилипенко В.А., Черников А.А., Соловьев А.А. и др. Влияние космической погоды на надежность функционирования транспортных систем на высоких широтах. Russian Journal of Earth Sciences. 2023. Т. 23, ES2008. DOI:https://doi.org/10.2205/2023ES000824.
7. Сахаров Я.А., Ягова Н.В., Пилипенко В.А. Геомагнитные пульсации Pc5/Pi3 и геоиндуцированные токи. Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2021. Т. 85. С. 445–450. DOI:https://doi.org/10.31857/s0367676521030236.
8. Фельдштейн Я.И. Некоторые вопросы морфологии полярных сияний и магнитных возмущений в высоких широтах. Геомагнетизм и аэрономия. 1963. Т. 3, № 2. С. 227–239.
9. Ягова Н.В., Розенберг И.Н., Гвишиани А.Д. и др. Исследование влияния геомагнитной активности на функционирование систем железнодорожной автоматики в Арктической зоне России. Арктика: экология и экономика. 2023. Т. 13. С. 341–352. DOI:https://doi.org/10.25283/2223-4594-2023-3-341-352.
10. Akasofu S.I. Interplanetary energy flux associated with magnetospheric substorms. Planet. Space Sci. 1979. Vol. 27. P. 425–431.
11. Beggan C. Sensitivity of geomagnetically induced currents to varying auroral electrojet and conductivity models. Earth Planet Space. 2015. Vol. 67, 24. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-014-0168-9.
12. Boteler D.H. Modeling geomagnetic interference on railway signaling track circuits. Space Weather. 2021. Vol. 19, e2020SW002609. DOI:https://doi.org/10.1029/2020SW002609.
13. Chisham G., Burrell A.G., Thomas E.G., Chen Y.-J. Ionospheric boundaries derived from auroral images. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2022. Vol. 127, e2022JA030622. DOI: 10.1029/ 2022JA030622.
14. Eroshenko E.A., Belov A.V., Boteler D., et al. Effects of strong geomagnetic storms on Northern railways in Russia. Adv. Space Res. 2010. Vol. 46. P. 1102–1110. DOI: 10.1016/ j.asr.2010.05.017.
15. Holzworth R.H., Meng C.-I. Mathematical representation of the auroral oval. Geophys. Res. Lett. 1975. Vol. 2. P. 377–380. DOI:https://doi.org/10.1029/GL002i009p00377.
16. Hu Z.-J., Yang Q.-J., Liang J.-M., et al. Variation and modeling of ultraviolet auroral oval boundaries associated with interplanetary and geomagnetic parameters. Space Weather. 2017. Vol. 15. P. 606–622. DOI:https://doi.org/10.1002/2016SW001530.
17. Hu Z.-J., Han B., Zhang Y., et al. Modeling of ultraviolet aurora intensity associated with interplanetary and geomagnetic parameters based on neural networks. Space Weather. 2021. Vol. 19, e2021SW002751. DOI:https://doi.org/10.1029/2021SW002751.
18. Kleimenova N.G., Kozyreva O.V., Manninen J., Ranta A. Unusual strong quasi-monochromatic ground Pc5 geomagnetic pulsations in the recovery phase of November 2003 superstorm. Ann. Geophys. 2005. Vol. 23. P. 2621–2634. DOI: 10.5194/ angeo-23-2621-2005.
19. Love J.J., Hayakawa H., Cliver E.W. Intensity and impact of the New York railroad superstorm of May 1921. Space Weather. 2019. Vol. 17. P. 1281–1292. DOI:https://doi.org/10.1029/2019SW002250.
20. Manninen J., Kleimenova N.G., Kozyreva O.V., et al. Ground-based observations during the period between two strong November 2004 storms attributed to steady magnetospheric convection. J. Geophys. Res. 2008. Vol. 113, A00A09. DOI:https://doi.org/10.1029/2007JA012984.
21. Milan S.E. Both solar wind-magnetosphere coupling and ring current intensity control of the size of the auroral oval. Geophys. Res. Lett. 2009. Vol. 36, L18101. DOI:https://doi.org/10.1029/2009GL039997.
22. Newell P.T., Sotirelis T., Ruohoniemi J.M., et al. OVATION: Oval variation, assessment, tracking, intensity, and online nowcasting. Ann. Geophys. 2002. Vol. 20. P. 1039–1047. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-20-1039-2002.
23. Ohma A., Laundal K.M., Madelaire M., et al. Robust estimates of spatiotemporal variations in the auroral boundaries derived from global UV imaging. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2024. Vol. 129, e2023JA032021. DOI:https://doi.org/10.1029/2023JA032021.
24. Patterson C.J., Wild J.A., Boteler D.H. Modeling the impact of geomagnetically induced currents on electrified railway signaling systems in the United Kingdom. Space Weather. 2023a. Vol. 21, e2022SW003385. DOI:https://doi.org/10.1029/2022SW003385.
25. Patterson C.J., Wild J.A., Boteler D.H. Modeling “wrong side” failures caused by geomagnetically induced currents in electrified railway signaling systems in the UK. Space Weather. 2023b. Vol. 21, e2023SW003625. DOI:https://doi.org/10.1029/2023 SW003625.
26. Ptitsyna N.G., Kasinskii V.V., Villoresi G., et al. Geomagnetic effects on mid-latitude railways: A statistical study of anomalies in the operation of signaling and train control equipment on the East-Siberian Railway. Adv. Space Res. 2008. Vol. 42. P. 1510–514. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2007.10.015.
27. Qian X., Tian H., Yin Y., et al. Geomagnetic storms’ influence on intercity railway track circuit. Urban Rail Transit. 2016. Vol. 2. P. 85–91. DOI:https://doi.org/10.1007/s40864-016-0040-2.
28. Viljanen A., Nevanlinna H., Pajunpaa K., Pulkkinen A. Time derivative of the horizontal geomagnetic field as an activity indicator. Ann. Geophys. 2001. Vol. 19. P. 1107–1118. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-19-1107-2001.
29. Viljanen A., Tanskanen E.I., Pulkkinen A. Relation between substorm characteristics and rapid temporal variations of the ground magnetic field. Ann. Geophys. 2006. Vol. 24. P. 725–733. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-24-725-2006.
30. Vorobjev V.G., Yagodkina O.I., Katkalov Y. Auroral precipitation model and its applications to ionospheric and magnetospheric studies. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2013. Vol. 102. P. 157–171. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2013.05.007.
31. Wik M., Viljanen A., Pirjola R., et al. Calculation of geomagnetically induced currents in the 400 kV power grid in southern Sweden. Space Weather. 2008. Vol. 6, S07005. DOI:https://doi.org/10.1029/2007SW000343.
32. Wik M., Pirjola R., Lundstedt H., et al. Space weather events in July 1982 and October 2003 and the effects of geomagnetically induced currents on Swedish technical systems. Ann. Geophys. 2009. Vol. 27. P. 1775–1787. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-27-1775-2009.
33. Wintoft P., Viljanen A., Wik M. Extreme value analysis of the time derivative of the horizontal magnetic field and computed electric field. Ann. Geophys. 2016. Vol. 34. P. 485–491. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-34-485-2016.
