Измерения трехмерной структуры Земли, в отличие от обычно используемых одномерных моделей, могут помочь ученым более точно определить, какие районы Соединенных Штатов наиболее уязвимы для отключений электроэнергии во время опасных геомагнитных бурь.
Космические погодные явления, такие как геомагнитные бури, могут нарушать магнитное поле Земли, создавая помехи для электросетей, радиосвязи, систем GPS, работы спутников, бурения нефтяных и газовых скважин и авиаперелетов. Ученые используют модели структуры Земли и измерения магнитного поля Земли, сделанные в обсерваториях Геологической службы США (https://geomag.usgs.gov/monitoring/observatories/), чтобы определить, какие участки электросети могут потерять электроэнергию во время геомагнитной бури.
В новом исследовании Геологической службы США/a> ученые рассчитали напряжение вдоль линий электропередач в среднеатлантическом регионе США, используя трехмерные данные Земли. Эти данные, полученные на поверхности Земли, отражают сложную структуру Земли под точками измерений и были собраны в ходе проекта USArray Национального научного фонда EarthScope. Ученые обнаружили, что для многих мест вычисленные напряжения значительно отличались от значений, основанных на предыдущих одномерных расчетах, а трехмерные данные давали наиболее точные результаты.
«Использование самых точных доступных данных для определения уязвимых областей энергосистемы может помочь сохранить жизненно важные коммуникации и защитить национальную безопасность во время сильных геомагнитных бурь», - сказал Грег Лукас, ученый Геологической службы США и ведущий автор исследования. исследование.«Наше исследование предполагает, что 3D-данные Земли следует использовать всякий раз, когда они доступны».
Электрические токи во время геомагнитной бури в марте 1989 года вызвали отключение электроэнергии в Квебеке и многочисленные сбои в энергосистеме США. В прошлых исследованиях ученые, использующие простые одномерные модели Земли, обнаружили, что 16 высоковольтных линий электропередач были нарушены в среднеатлантическом регионе во время шторма, что привело к отключению электроэнергии. Однако, используя реалистичные трехмерные данные для расчета сценария 1989 года, новое исследование показало, что на самом деле могло быть 62 уязвимых линии.
«Это расхождение между одномерными и трехмерными расчетами шторма 1989 года демонстрирует важность реалистичных данных, а не опоры на предыдущие одномерные модели, для определения воздействия, которое геомагнитный шторм оказывает на энергосистемы», Лукас сказал.
Новое исследование опубликовано в журнале Space Weather.