Мощная геомагнитная буря в День матери создала радиопомехи в ионосфере Земли

10–11 мая 2024 года Земля столкнулась с одной из самых интенсивных геомагнитных бурь за последние десятилетия. Солнечный шторм, получивший неофициальное название «Материнская буря», не только вызвал яркие полярные сияния, но и спровоцировал неожиданные изменения в ионосфере. Исследователи из Университета Кюсю (Япония) обнаружили, что в верхних слоях атмосферы образовались аномальные зоны высокой ионизации, нарушившие радиосвязь на коротких и ультракоротких волнах.

Что произошло во время бури?

Геомагнитная буря началась после серии мощных выбросов корональной массы на Солнце. Когда заряженные частицы достигли магнитосферы Земли, они вызвали возмущения, которые затронули даже E-слой ионосферы — область на высоте 90–120 км, ранее считавшуюся относительно стабильной.

«Раньше считалось, что спорадический E-слой почти не реагирует на солнечные бури, но “Материнская буря” доказала обратное», — отметила руководитель исследования Хуиксин Лю.

Ученые зафиксировали резкое увеличение плотности ионизации, что привело к формированию так называемых «спорадических E-слоев» (Es). Эти зоны действовали как естественные экраны, отражая и рассеивая радиоволны, что вызвало помехи в работе:

• авиационной связи,
• морской навигации,
• радиолюбительских частот,
• спутниковых сигналов.

Как изучали аномалию?

Для анализа явления использовались данные с двух ключевых источников:

1. Спутниковая сеть COSMIC-2 (совместный проект США и Тайваня), отслеживающая состояние ионосферы.
2. 37 наземных ионозондов, фиксирующих изменения в радиоволнах.

Объединив эти данные, ученые составили глобальную карту распространения спорадических E-слоев. Оказалось, что они формировались не хаотично, а по определенной схеме:

• Сначала аномалии появились в полярных регионах.
• Затем начали смещаться к экватору.
• Пик активности пришелся на фазу восстановления после бури.

Почему это важно?

Спорадические E-слои могут серьезно влиять на критически важные системы:

• Авиация: пилоты теряют связь с диспетчерами.
• Морские суда: нарушается работа GPS и радаров.
• Военные операции: сбои в радиолокационном обнаружении.

В 2017 году похожий эффект во время солнечной бури привел к временному отключению радиосвязи над Атлантикой, что затронуло десятки авиарейсов. В этот раз последствия могли бы быть серьезнее, если бы буря продлилась дольше.

Что дальше?

Ученые планируют создать модели, предсказывающие появление спорадических E-слоев во время будущих бурь. Это поможет минимизировать риски для инфраструктуры. Как отметил один из авторов исследования:

«Чем лучше мы понимаем механизмы ионосферных возмущений, тем надежнее сможем защитить технологии, от которых зависит наша повседневная жизнь».

Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters и могут стать основой для новых стандартов в радиосвязи и навигации.