какое консультативное сообщение обозначается сокращением swx advisory

advisory

Полезное

Смотреть что такое «advisory» в других словарях:

advisory — ad·vi·so·ry /əd vī zə rē/ adj 1: having or exercising power to advise an advisory committee 2: containing or giving advice an advisory verdict Merriam Webster’s Dictionary of Law. Merriam Webster. 1996 … Law dictionary

Advisory — Ad*vi so*ry, a. Having power to advise; containing advice; as, an advisory council; their opinion is merely advisory. [1913 Webster] The General Association has a general advisory superintendence over all the ministers and churches. Trumbull.… … The Collaborative International Dictionary of English

advisory — (adj.) 1778; see ADVISE (Cf. advise) + ORY (Cf. ory). The noun meaning weather warning is from 1931 … Etymology dictionary

advisory — [adj] able, authorized to recommend advising, consultative, consultive, counseling, helping, recommending; concept 537 … New thesaurus

advisory — ► ADJECTIVE ▪ having the power to make recommendations but not to enforce them … English terms dictionary

advisory — [ad vī′zə rē, ədvī′zə rē] adj. 1. advising or given the power to advise 2. relating to, or containing, advice n. pl. advisories a report or warning, esp. one issued by the National Weather Service about weather conditions … English World dictionary

advisory — ▪ I. advisory ad‧vis‧o‧ry 1 [ədˈvaɪzəri] adjective existing to give advice or having the purpose of giving advice: • He is a member of Franklin s investment advisory board. • She resigned as president, but will continue in an advisory capacity. … Financial and business terms

advisory — advisorily, adv. /ad vuy zeuh ree/, adj., n., pl. advisories. adj. 1. of, giving, or containing advice: an advisory letter from a stockbroker. 2. having the power or duty to advise: an advisory council. n. 3. a report on existing or predicted… … Universalium

advisory — ad|vi|so|ry [ədˈvaızəri] adj having the purpose of giving advice advisory committee/body ▪ the Environmental Protection Advisory Committee advisory role/capacity ▪ He was employed in a purely advisory role … Dictionary of contemporary English

advisory — ad|vi|so|ry1 [ əd vaız(ə)ri ] adjective * for the purpose of giving advice: an advisory board/committee/panel She acted in an advisory role. advisory ad|vi|so|ry 2 [ əd vaız(ə)ri ] noun count AMERICAN an official warning: a travel advisory … Usage of the words and phrases in modern English

Источник

Космическая погода

Первичным источником возмущений являются вариации солнечного излучения, а перенос возмущений осуществляется волнами и частицами в межпланетной среде, магнитосфере и ионосфере Земли. Прежде всего, эти возмущения сказываются на тех процессах, в которых существенную роль играет установившееся равновесие электрических токов и магнитных полей. Возмущения, нарушающие это равновесие, могут привести к возникновению различных нештатных ситуаций не только в системах навигации, связи, электроэнергетики, но и таких, на первый взгляд слабо связанных отраслей, как тушение лесных пожаров, перекачка нефти по трубопроводам или здравоохранение.

Воздействие космической погоды на технические средства и системы

Рентгеновское, УФ-излучение, радиовсплески

Ионосферные неоднородности

Протонные события

Радиационное воздействие на больших высотах и широтах

Ошибки при запусках ракет

Ошибки в показаниях детекторов

Магнитные бури

Электризация спутников, торможение

Ошибки при слежении за орбитами

Ошибки при запусках ракет

Аномалии при распространении радиоволн

Аномалии при передаче электроэнергии

Пороговые значения различных видов возмущений КП для выпуска консультативных сообщений

В консультативное сообщение о космической погоде включаются:

SWXC: IAG ROSHYDROMET

SWX EFFECT: HF COM SEV

OBS SWX: 20180918/0100Z DAYLIGHT SIDE

FCST SWX +6HR: 20180918/0700Z DAYLIGHT SIDE

FCST SWX +12HR: 20180918/1300Z DAYLIGHT SIDE

FCST SWX +18HR: 20180918/1900Z DAYLIGHT SIDE

FCST SWX +24HR: NO SWX EXP

RMK: HF COM DEGRADED AND/OR UNAVAILABLE ON SUNLIT ROUTES. NEXT 24 HOURS MOST POSSIBLE, DECLINING THEREAFTER. SEE WWW.SPACEWEATHERPROVIDER.WEB

NXT ADVISORY: 20180918/0700Z=

Пространственные диапазоны и дискретность величин для консультативных сообщений о космической погоде

Someone famous in Source Title

quasi nam. Libero dicta eum recusandae, commodi, ad, autem at ea iusto numquam veritatis, officiis. Accusantium optio minus, voluptatem? Quia reprehenderit, veniam quibusdam provident, fugit iusto ullam voluptas neque soluta adipisci ad.

Источник

Приложение. Временный инструктивный материал по космической погоде

Приложение
к приказу Росгидромета
от 19.04.2019 года N 201

Временный инструктивный материал по космической погоде

Временный инструктивный материал по космической погоде подготовлен на основании пункта 6 Федеральных авиационных правил «Предоставление метеорологической информации для обеспечения полетов воздушных судов» (утвержденных приказом Министерства транспорта Российской Федерации от 03.03.2014 N 60) и в соответствии с поправкой 78 в Приложение 3 к Конвенции о международной гражданской авиации «Метеорологическое обеспечение международной аэронавигации», вступившей в действие с 08.11.2018.

В данном Временном инструктивном материале рассматривается структура космического пространства, в котором происходят процессы и явления, определяющие космическую погоду (глава 1), дается обзор основных процессов и возмущений космической погоды, а также описываются средства мониторинга космической погоды (глава 2). Проблема влияния космической погоды на полеты воздушных судов (глава 3) делится на три самостоятельных направления: влияние космической погоды на радиосвязь, средства навигации, радиационную опасность для экипажей, пассажиров и авионики.

Настоящий Временный инструктивный материал по космической погоде предназначен для использования в практике обеспечения авиационных пользователей метеорологической информацией, подготовки авиационных метеорологов в части получения и предоставления информации о космической погоде, а также ознакомления с проблемой влияния космической погоды на безопасность полетов воздушных судов.

1. Структура гелиосферы, околоземного космического пространства и основные физические процессы в них

1.1 Солнце и солнечная активность

Высокоскоростные корпускулярные плазменные потоки изменяют структуру солнечной короны. Когда Земля попадает в такой поток, деформируется ее магнитосфера, и возникает магнитная буря. Ионизирующее излучение сильно влияет на условия в верхних слоях атмосферы и создает возмущения в ионосфере. Возможны влияния и на многие другие физические явления.

1.2 Индексы солнечной активности

1.3 Цикличность солнечной активности

Периодическое изменение интенсивности или числа различных проявлений солнечной активности называют солнечным циклом (циклом солнечной активности). Период этих циклических вариаций составляет приблизительно 11 лет. В начале цикла пятен на Солнце почти совсем нет. Количество пятен за несколько лет увеличивается до некоторого максимума, после чего, несколько медленнее, оно снова уменьшается до минимума. С учетом чередования магнитной полярности пятен биполярных групп и всего Солнца в соседних циклах физически более обоснован 22-летний цикл солнечной активности. Есть данные о существовании более продолжительных циклов: 35-летнего (цикл Брюкнера), векового цикла (80-130 лет) и некоторых других. На рисунке 1 приведен график числа солнечных пятен за все время наблюдений (400 лет).

1.4 Солнечные вспышки

1.4.1 Оптическое и рентгеновское излучение Солнца во время вспышек

Прежде всего, вспышки наблюдаются в оптическом и рентгеновском диапазонах области спектра. Вспышки в оптическом диапазоне не оказывают воздействия на околоземное пространство и верхнюю атмосферу. Рентгеновское излучение Солнца можно разделить на излучение спокойного Солнца, излучение активных областей (корональных конденсаций) и вспышечное рентгеновское излучение.

1.4.2 Солнечные космические лучи

Проблемы генерации СКЛ и их распространения в короне и межпланетной среде еще далеки от решения. Это связано с большим разнообразием условий в межпланетной среде и короне. Достаточно часто на временное развитие солнечного протонного события (СПС) влияют ударные волны, длительная инжекция частиц, а также удержание и истечение частиц из магнитных ловушек. Описание и прогноз временного развития СПС представляет до сих пор достаточно сложную и не решенную задачу.

На рисунке 2 приводится временной ход протонов в протонном событии балла S2 15-17 апреля 2001 года после рентгеновского всплеска класса Х14 (2В) с координатами S20W84 и максимумом в 13:50 UTC 15.04.2001 (вертикальная пунктирная линия на рисунке).

Солнечные космические лучи представляют радиационную опасность. Принято считать, что наибольший вклад в суммарную дозу вносят солнечные протоны с энергией 20-500 МэВ. Магнитное поле Земли сильно ослабляет потоки протонов, достигающих высот обитаемых пилотируемых аппаратов и самолетов на больших высотах. Однако в полярных шапках, в которых силовые линии магнитного поля являются открытыми, потоки протонов практически такие же, как и вне магнитосферы Земли.

1.5 Солнечный ветер и межпланетное магнитное поле

Солнечная корона не находится в гидростатическом равновесии из-за высокой температуры и небольшого температурного градиента. Это приводит к расширению ее в межпланетное пространство. Это явление называют солнечным ветром. Истечение корональной плазмы из-за высокой электрической проводимости и достаточно больших напряженностей магнитного поля в короне определяется магнитным полем короны. В районе, где магнитные силовые линии открыты или вытянуты высоко в корону (корональные дыры), расширение плазмы усиливается, и возникают потоки высокоскоростного солнечного ветра. Если бы не было вращения Солнца, то силовые линии магнитного поля Солнца были бы радиальными, но из-за вращения Солнца они закручиваются в спирали Архимеда.

Корональные дыры занимают около 20% поверхности Солнца и существуют в течение нескольких оборотов Солнца. Полярные корональные дыры существуют почти постоянно.

1.6 Галактические космические лучи

1.7 Магнитосфера Земли

1.7.1 Радиационные пояса

1.7.2 Магнитосферные возмущения

1.7.2.1 Геомагнитные бури

Согласно современным взглядам, непосредственной причиной геомагнитных бурь являются возмущённые потоки солнечного ветра на орбите Земли, содержащие необходимую для генерации геомагнитной бури ориентацию межпланетного магнитного поля. Источниками этих потоков, в свою очередь, являются выбросы корональной массы.

Частота появления умеренных и сильных бурь на Земле имеет чёткую корреляцию с 11-летним циклом солнечной активности: при средней частоте около 30 бурь в год их число может составлять 1-2 бури в год вблизи солнечного минимума и достигать 50 бурь в год вблизи солнечного максимума.

Мощнейшей геомагнитной бурей за всю историю наблюдений была геомагнитная буря 1859 года («событие Кэррингтона»).

1.7.2.2 Рекуррентные магнитные бури

Кроме магнитных бурь, которые связаны с высокой солнечной активностью (с корональными выбросами массы-КВМ), часто наблюдаются умеренные магнитные бури, которые возникают в периоды, когда на Солнце отсутствуют какие-нибудь активные процессы. Такие бури в основном наблюдаются в периоды минимума цикла солнечной активности и часто повторяются с периодом вращения Солнца 27 дней (поэтому они часто называются рекуррентными магнитными бурями). В настоящее время установлено, что источниками таких бурь на Солнце являются корональные дыры, которые служат источниками быстрых потоков солнечного ветра.

1.7.2.3 Индексы геомагнитной активности

1.8 Ионосфера Земли

1.8.1 Возмущения ионосферы

Кроме обычных условий ионизации, во время солнечных вспышек всплеск рентгеновского излучения вызывает внезапное возмущение в нижней части ионосферы. Внезапное и резкое увеличение энергии ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца в начале вспышки, распространяясь со световой скоростью, через 8 мин 20 сек доходит до Земли и вызывает дополнительную ионизацию ионосферных слоев на высотах около 75 км (слой D) и 110 км (слой Е). Это приводит к тому, что на всей освещенной Солнцем части земного шара усиливается поглощение радиоволн, особенно коротковолнового диапазона и, соответственно, наступает внезапное ухудшение (замирание) и даже прекращение коротковолновой радиосвязи (фейдаут). Одновременно на более длинных волнах может происходить улучшение слышимости за счет отражения длинных волн от этих слоев (эффект Деллинджера). Сильнее всего эти эффекты проявляются в области полярных широт. Дополнительная ионизация дневной ионосферы приводит к возникновению в ней электрических токов, магнитное действие которых изменяет геомагнитное поле на величину до 50 нТл. При этом в зависимости от направления тока возникает незначительное плавное уменьшение или увеличение общего магнитного поля Земли (магнитное кроше).

Через несколько часов после солнечных вспышек в атмосферу Земли проникают также СКЛ, которые вызывают повышенную ионизацию на высотах 50-100 км, особенно сильную в полярных шапках (областях вблизи магнитного полюса). В этой зоне в отдельные периоды времени присутствуют потоки протонов и электронов, которые вызывают не только ионизацию, но и заметное свечение атмосферы (полярные сияния) на высотах 100-120 км, но они действуют и ниже, в области D. Во время магнитных бурь эти потоки корпускул усиливаются, а зона их действия расширяется к более низким широтам (иногда низкоширотные красные сияния наблюдают на широте Москвы и южнее).

1.8.2 Поглощение в полярной шапке

Одним из явлений космической погоды является ионосферное возмущение, называемое поглощением в полярной шапке (ППШ). Оно представляет собой сильное поглощение радиоволн или космического радиоизлучения (1-50 МГц), наблюдающееся в высокоширотных полярных районах Земли. ППШ начинаются через несколько часов после сильной солнечной вспышки. Реальное время запаздывания изменяется от события к событию. Максимум ППШ наблюдается в пределах одних или двух суток после начала, восстановление может продолжаться до 10 суток.

Явления ППШ связаны с повышенной ионизацией атмосферы на высотах между 50 км и 90 км, производимой солнечными протонами с энергиями 5-20 МэВ, ускоренными во время солнечных вспышек.

2. Космическая погода

Под термином «космическая погода» понимается совокупность физических явлений и процессов на Солнце, в межпланетном и околоземном космическом пространстве, магнитосфере, ионосфере и верхней атмосфере Земли, влияющих на функционирование технических средств и систем (систем навигации, связи, электроэнергетики, радиационной безопасности при полетах воздушных судов, эксплуатации трубопроводов, аэромагнитной съёмки, бурения скважин и пр.) и имеющих биомедицинские последствия.

Первичным источником возмущений являются вариации солнечного излучения, а перенос возмущений осуществляется волнами и частицами в межпланетной среде, магнитосфере и ионосфере Земли. Прежде всего, эти возмущения сказываются на тех процессах, в которых существенную роль играет установившееся равновесие электрических токов и магнитных полей. Возмущения, нарушающие это равновесие, могут привести к возникновению различных нештатных ситуаций. Последствия сильных возмущений космической погоды:

— увеличение навигационных ошибок систем ГЛОНАСС и GPS;

— увеличение плотности верхней атмосферы, приводящей к изменению параметров движения КА;

— перегрев и выход из строя трансформаторов на протяженных линиях электропередач;

— ухудшение радиационной обстановки на трассах полетов самолетов и космических аппаратов (например, в 2003, 2005, 2006 годах авиакомпании вынуждены были принимать решения об изменении маршрутов трансполярных полетов из-за высокого риска переоблучения пассажиров и экипажа. В результате было перенаправлено более 60 рейсов. Стоимость одного такого маневра составляла от 10 до 100 тысяч долларов);

— ухудшение и потеря радиосвязи;

— деградация материалов КА, в том числе солнечных батарей;

— сбои в электронике бортовых систем КА и самолетов;

— дополнительная ионизация ионосферы, приводящая к нарушениям связи и работы радаров загоризонтной локации;

— разрушение озонового слоя;

— сложности при разведке природных ресурсов (аэромагнитная съемка, бурение скважин).

2.1 Основные явления космической погоды

2.1.1 Магнитные бури как причина нарушения радиосвязи

Магнитные бури приводят к сильным возмущениям в ионосфере, которые, в свою очередь, отрицательно сказываются на состоянии радиоэфира. В приполярных районах и зонах аврорального овала ионосфера связана с наиболее динамичными областями магнитосферы и поэтому наиболее чувствительна к таким воздействиям.

Магнитные бури в высоких широтах могут практически полностью блокировать радиоэфир на несколько суток. При этом страдает надежность радиосвязи и навигации при осуществлении полетов воздушных судов. Естественно, что во время геомагнитных возмущений возникают проблемы и с радиолокацией.

2.1.2 Внезапные ионосферные возмущения

2.1.3 Радиационные штормы в околоземном космическом пространстве (ОКП)

Потоки солнечных космических лучей значительно повышают уровень радиационной опасности для космонавтов, а также экипажей и пассажиров самолетов на верхних эшелонах при полетах по полярным трассам, приводят к потерям спутников и выходу из строя аппаратуры, используемой на космических объектах.

О вреде, который радиация наносит живым существам, достаточно хорошо известно, но кроме того, большая доза облучения может выводить из строя и электронное оборудование, установленное на космических аппаратах и самолетах. Чем сложнее и современнее микросхема, тем меньше размеры каждого элемента, и тем больше вероятность сбоев, которые могут привести к её неправильной работе и даже к остановке процессора.

2.1.4 Радиационная опасность галактических космических лучей

При оценке радиационной безопасности необходимо учитывать вклад в радиационную дозу галактических космических лучей (ГКЛ). Для протонов с энергией выше 1000 МэВ величина потоков ГКЛ и СКЛ становится сравнимой. При рассмотрении различных явлений на Солнце и в гелиосфере на временных интервалах длиною в несколько десятилетий и более определяющим их фактором является 11-летняя и 22-летняя цикличность солнечного процесса.

Наибольшую радиационную опасность представляют ГКЛ в эпоху минимума солнечной активности. ГКЛ представляют опасность при длительных космических полетах и для экипажей самолетов на больших высотах, совершающих регулярные рейсы в высоких широтах. Такие экипажи должны быть приравнены к работникам радиационной промышленности. Воздействие космической погоды по величине эффектов, которые она оказывает на аппаратуру и здоровье людей, оценивается в баллах по шкале, разработанной в НОАА (США), приведенной в таблицах 1-3.

2.2 Шкала НОАА космической погоды

Таблица 1. Всплески рентгеновского излучения

ВЧ-радиосвязь: Полное поглощение в ВЧ-диапазоне на освещенной стороне Земли, продолжающееся несколько часов. Отсутствие связи с кораблями и самолетами

Навигация: Многочасовые нарушения в сигналах низкочастотной радионавигации (используемой на кораблях и самолетах) приводят к ошибкам в определении местоположения объекта на освещенной стороне Земли, и к ошибкам в системах спутниковой навигации даже на неосвещенной стороне

ВЧ-радиосвязь: поглощение в ВЧ-диапазоне на большей части освещенной стороны Земли, продолжающееся один-два часа. Отсутствие связи с кораблями и самолетами.

Навигация: нарушение в сигналах низкочастотной радионавигации приводят к возрастанию ошибок в определении местоположения объектов на освещенной стороне Земли в течение одного-двух часов. Небольшие ошибки в определении положения спутников на освещенной стороне Земли.

ВЧ-радиосвязь: Большие зоны нарушения связи в ВЧ-диапазоне на освещенной стороне Земли и связанные с этим случаи потери радиоконтакта с кораблями и самолетами в течение часа.

Навигация: часовые нарушения в низкочастотной радиосвязи, приводящие к ошибкам в определении положения кораблей и самолетов

Навигация: ограниченные зоны нарушений ВЧ-радиосвязи на освещенной стороне, потеря радиоконтакта с кораблями и самолетами на десятки минут

ВЧ-радиосвязь: Замирания НЧ-радиоволн на десятки минут, влияющее на определение местоположения кораблей и самолетов

Навигация: незначительные нарушения ВЧ-радиосвязи на освещенной стороне, редкие случаи потери радиоконтакта с кораблями.

ВЧ-радиосвязь: нарушения НЧ-радиосвязи, влияющее на определение местоположения кораблей и самолетов.

Таблица 2. Потоки протонов в околоземном пространстве

Биологические: неизбежно высокий уровень радиационной опасности для космонавтов, находящихся в открытом космосе; высокий уровень радиационной опасности для экипажей пассажиров самолетов в высоких широтах

Функционирование КА: потеря некоторых спутников, повреждение блоков памяти, зашумленность данных изображений, невозможность использования навигационных систем и систем ориентации на основе звездных источников: постоянная угроза для солнечных панелей

Другие системы: отсутствие связи на высоких частотах в полярной зоне, ошибки навигационных систем

Биологические: высокий уровень радиационной опасности для космонавтов, находящихся в открытом космосе, значительный уровень радиационной опасности для экипажей и пассажиров самолетов в высоких широтах

Функционирование КА: проблемы с блоками памяти, зашумленность данных изображений, проблемы с использованием систем ориентации, постоянная деградация солнечных панелей.

Другие системы: нарушение связи на высоких частотах в полярной зоне, ошибки навигационных систем в течение нескольких дней

Биологические: небольшой уровень радиационной опасности для космонавтов, находящихся в открытом космосе, и для экипажей и пассажиров самолетов в высоких широтах

Функционирование КА: единичные случаи нарушений в различных системах, шумы в изображениях, повреждения наружных датчиков, уменьшение тока в солнечных батареях

Другие системы: ухудшение прохождения радиоволн на высоких частотах в полярной зоне, ошибки навигационных систем

Функционирование КА: единичные случаи нарушений в различных системах

Другие системы: единичные случаи ухудшения прохождения радиоволн на высоких частотах в полярной зоне и ошибок навигационных систем

Функционирование КА: нет

Другие системы: единичные случаи в полярных зонах

Таблица 3. Возмущения магнитного поля

Энергетические системы: возможны повреждения трансформаторов и разрушение энергетических систем

Функционирование КА: возникновение обширных поверхностных зарядов; проблемы с ориентацией и каналами связи со спутником

Другие системы: возникновение сильных (до сотен ампер) токов в трубопроводах; полное поглощение высокочастотных радиоволн в отдельных регионах; спутниковая навигация ухудшается на несколько дней; низкочастотная навигация не работает в течение нескольких часов; полярные сияния наблюдаются вплоть до экватора

Энергетические системы: нестабильность напряжения в сети, возможны повреждения предохранителей и участков энергетических систем

Функционирование КА: проблемы со связью ориентацией и поверхностными зарядами

Другие системы: токи, индуцированные в трубопроводах, оказывают воздействие на предохранительные мероприятия; нарушения в распространении ВЧ-радиоволн, многочастотной радионавигации; полярные сияния опускаются до тропиков

Энергетические системы: необходимость коррекции напряжения; ложные тревоги в предохранительных системах, возможны «закипания» масляных трансформаторов

Функционирование КА: поверхностные заряды на компонентах спутника; возрастание торможения спутника; необходимость коррекции в ориентации

Другие системы: перебои в спутниковой и низкочастотной радионавигации, нарушения в высокочастотной радиосвязи; полярные сияния наблюдаются в средних широтах

Энергетические системы: возможны воздействия на высокоширотные участки

Функционирование КА: требуются коррективы в работе наземных контрольных служб; поправки в прогнозах «торможения» спутников

Другие системы: замирания высокочастотных радиоволн в высоких широтах; полярные сияния фиксируются до широт в 50°

Энергетические системы: слабые флуктуации.

Функционирование КА: слабые воздействия.

Другие системы: полярные сияния отмечаются до широт в 60°; заметны изменения в миграции животных

2.3 Мониторинг космической погоды

Мониторинг космической погоды предполагает непрерывное наблюдение и получение в реальном времени (или с временной задержкой, которая значительно меньше, чем время развития возмущения космической погоды) данных о состоянии среды и процессах, определяющих космическую погоду. Его можно подразделить на мониторинг явлений солнечной активности на Солнце, мониторинг межпланетной среды и мониторинг состояния магнитосферы, мониторинг верхней атмосферы и ионосферы.

2.3.1 Мониторинг солнечной активности

2.3.2 Мониторинг солнечных космических лучей

2.3.3 Мониторинг ГКЛ

2.3.4 Мониторинг состояния ионосферы

В настоящее время мониторинг ионосферы осуществляется при помощи наземных ионосферных станций, ионозондов, расположенных на борту космических аппаратов, а также радиозондирования ионосферы с помощью высокоорбитальных спутниковых систем GPS/ГЛОНАСС/Galileo.

3. Возмущения космической погоды и полеты воздушных судов

3.1 Радиосвязь при полетах воздушных судов

Необходимо учитывать вариации солнечной активности, чтобы обеспечить оптимальную связь в любой момент времени, при этом следует отдельно рассматривать коротковолновую связь на низких и средних широтах, связь на высоких широтах и в полярных областях, и связь со спутниками на низких и средних широтах, на высоких широтах и в полярных областях.

В экваториальных областях, примерно в полосе 10° к северу и югу от экватора, сильные сцинтилляции приводят к ослаблению сигнала спутниковой связи и блэкауту в период от захода Солнца до полночи по местному времени. Эти сцинтилляции становятся сильнее в годы максимума солнечного цикла и имеют сезонную зависимость.

На спутниковую связь на высоких широтах и в полярных районах также влияют сцинтилляции в ионосфере. Но в отличие от амплитудных сцинтилляций на экваторе, в этих районах преобладают фазовые сцинтилляции. Фазовые нерегулярности вызывают такие эффекты, как потеря захвата и угасание сигналов в приемниках. Они наиболее значительны во время сильных геомагнитных и ионосферных возмущений. Фазовые сцинтилляции очень низкого уровня происходят практически всегда и не являются значительным препятствием для спутниковой связи.

3.2 Средства навигации для полетов воздушных судов

Недавнее преобладание наземных средств навигации (радары) изменилось в пользу спутниковых средств. Распространение систем типа GPS и создание Глобальной Навигационной Спутниковой Системы (GNSS, Global Navigation Satellite System) дало возможность для авиации использовать навигационные системы с отличным охватом и высокой надежностью для потребителей. В будущем с развитием других спутниковых систем, таких как Galileo, GLONASS, Compass, QZSS и других, можно будет использовать сигналы от всех спутников, которые будут взаимодействовать без помех друг для друга.

Возмущения космической погоды отрицательно влияют на GPS-навигацию тремя способами: они увеличивает ошибку рассчитанного местоположения, вызывают потерю захвата для приемников и приводят к возмущению сигнала шумами солнечного радиоизлучения.

Ошибка местоположения увеличивается во время ионосферных возмущений. Имеют место увеличения и уменьшения общей концентрации электронов, которые не описываются коррекционными моделями для единственной частоты. Эти пятна в электронной концентрации уменьшают или увеличивают скорость сигнала и приводят к увеличению или уменьшению определяемого расстояния по сравнению с реальным расстоянием иногда на десятки метров.

Солнечные вспышки генерируют радиоизлучение на частотах систем GNSS. При достаточно слабых GPS-сигналах оно может подавить GPS-сигнал, если будет иметь соответствующую поляризацию. Один такой случай произошел в декабре 2006 года.

Солнце излучает достаточно сильно на GPS-частотах 1575 МГц и 1227 МГц во время вспышек, и всплески имеют круговую поляризацию, такую же как GPS-сигналы. Во время сильной вспышки отмечался всплеск, который вызвал потерю захвата для многих приемников на дневной стороне в течение 10 минут.

3.3 Радиационная опасность для экипажей и пассажиров

Признано, что экипаж и пассажиры воздушного судна во время солнечных вспышек могут получить опасную для здоровья дозу радиационного облучения, а навигация и связь самолетов испытывать значительные затруднения. Во время сильных солнечных вспышек самолеты, трассы которых проходят над полярными регионами (рисунок 7), подвергаются воздействию высоких уровней радиации, что может привести к нежелательным последствиям как для экипажа (многократно попадающего в эту зону), так и для пассажиров, нормативы разового облучения для которых могут быть превышены в случае экстремальных событий.

Осуществление трансполярных перелетов ставит вопрос об их радиационной безопасности.

Измерения на самолетах, летящих в высоких широтах, показали реальное увеличение мощности радиационных доз во время солнечных радиационных штормов.

Следует отметить, что во время сильных магнитных возмущений опасность радиационного облучения может быть велика не только для трасс в высоких, но и в умеренных широтах.

В 2010-е годы в Германии, Франции, Японии, США был разработан ряд методик и соответствующих комплексов программ для расчета радиационных доз, получаемых пассажирами и экипажем во время авиаперелета. Все комплексы требуют мониторинга космической погоды и регулярного и оперативного обновления исходных данных. На рисунке 8 показан пример расчета эффективной мощности дозы по программе NAIRAS (США) для 12 февраля 2014 года.

В последние годы подобная методика была создана и в России (ФГБУ «ИПГ»).

Таблица 4. Предельные эффективные дозы ICRP 103

20 мЗв/год, средние за 5 лет, 50 мЗв за один год

1 мЗв/год, 1 мЗв/год в среднем за 5 лет

Для беременного персонала

1 мЗв на эмбрион/плод

20 мЗв/год максимально применимое

3.3.1 Радиационные эффекты в авионике

Электронные компоненты систем авионики восприимчивы к повреждениям от ионизации, вызываемой космическими лучами, солнечными космическими лучами и вторичными частицами, генерированными в атмосфере. Если эти компоненты становятся заметно меньше и потому более чувствительными, то риск повреждений растет.

Увеличение радиации может приводить электронные системы к сбоям команд. Слабые ошибки называют Сбоями Отдельного События (Single Event Upsets, SEU). Иногда отдельная частица повреждает более одного бита, приводя к Множественным Битовым Сбоям (Multiple Bit Upsets, MBU). Определенные устройства могут быть приведены в состояние протекания большого тока, что приводит к выгоранию и аппаратным поломкам. На эти все взаимодействия отдельных частиц ссылаются как на Эффекты Единичного События (Single Event Effects, SEE).

Данные со спутников свидетельствуют о том, что чипы оперативной памяти имели скорости сбоев от одного за день в спокойные периоды и до нескольких сотен в день в период солнечных радиационных штормов.

Исследования показали, что современная оперативная память в 100 Мб в ноутбуках испытывала сбои во время авиаперелетов каждые два часа на высоте в 12000 м или 1 сбой в минуту для памяти в 1 Гб во время радиационного шторма 29 сентября 1989 года.

4. Мониторинг космической погоды в интересах авиационных пользователей

Ниже приведен перечень данных мониторинга космической погоды, необходимых для оценки ситуации в интересах авиационных пользователей:

— данные с геостационарного ИСЗ о потоках частиц, рентгеновского излучения Солнца, характеристиках активных областей на Солнце, выбросах корональной массы;

— данные с геостационарного и полярного ИСЗ о потоках частиц в полярной зоне и радиационных поясах Земли;

— поглощение в D-области ионосферы;

— поглощение в полярной шапке;

— характеристики магнитного поля на поверхности Земли;

— данные сети нейтронных мониторов;

— ионограммы с мировой сети станций;

— индексы солнечной и геомагнитной активности.

Приведенный список считается минимальным набором наблюдаемых данных, требуемых для мониторинга космической погоды в интересах аэронавигации. Все данные должны поступать в реальном или квазиреальном (с минутными задержками) времени.

4.1 Обеспечение авиационных пользователей информацией о космической погоде

4.1.1 Пороговые значения характеристик возмущений космической погоды

Пороговые значения, предложенные ИКАО для различных видов возмущений космической погоды, влияющих на авиацию, в отношении которых выпускаются консультативные сообщения, приведенные в таблице 5.

Таблица 5. Пороговые значения для выпуска консультативных сообщений

Источник