Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Výzkumy v ASU AV ČR (169): Poruchovost české rozvodné sítě při zvýšené sluneční aktivitě opět na scéně

Výzkumy v ASU AV ČR (169): Poruchovost české rozvodné sítě při zvýšené sluneční aktivitě opět na scéně

Komplikovaný vztah Slunce a Země zachycen na ilustračním obrázku.
Autor: © SOHO (ESA&NASA)

Před rokem jsme psali o práci prokazující vliv zvýšené sluneční aktivity na zařízení v české rozvodné síti. Článek vzbudil zájem Dr. Didiera Mourenase, pracujícího pro francouzské Ředitelství vojenských aplikací Komise pro jadernou energetiku, a společně s Michalem Švandou, pracujícím i pro ASU, znovu analyzovali poskytnuté poruchové deníky jinou metodikou. Ukazují, že v některých případech lze vysledovat statisticky zvýšenou poruchovost zařízení rozvodné sítě záhy po prudkém zvýšení geomagnetické aktivity. 

Výkyvy sluneční aktivity, zejména pak bouřlivé erupční události, jsou spojovány s rychlými změnami zemského magnetického pole, tzv. geomagnetickou aktivitou. Geomagnetická aktivita je přímým důsledkem úzké vazby mezi Sluncem a Zemí, o níž mezi prvními spekuloval v druhé polovině 19. století Richard Carrington, očitý svědek první zaznamenané sluneční erupce. Známá Carringtonova událost ze září 1859 dodnes platí za nejsilnější zaznamenanou geomagnetickou bouři v moderní historii s výrazným vlivem na tehdejší technologické prvky. 

V dnešní přetechnizované době jsou ohroženými zejména technologické prvky rozvodných sítí elektrické energie. Omezení dodávek elektřiny vede k ztrátám a velkoplošný výpadek by znamenal velký logistický i společenský problém. Z historie je známo několik významných výkyvů aktivity, které k lokálním výpadkům rozvodných sítí vedly. Současně se před několika lety objevily první studie pojímající problém statisticky. Z nich vyplývá, že např. v severoamerické rozvodné síti lze celá čtyři procenta závad připsat na vrub působení sluneční aktivity. 

Michal Švanda, pracovník Slunečního oddělení ASU a MFF UK, se před lety začal zaobírat tímto tématem i v podmínkách České republiky. Podařilo se mu získat od českých rozvodných společností závadové deníky a společně se studenty je analyzovat. Tato práce potvrdila zvýšenou závadovost české rozvodné sítě v období zvýšené geomagnetické aktivity. Nyní se k těmto datům výzkumný tým vrátil, neboť o spolupráci projevil zájem Dr. Didier Mourenas, francouzský vědec zabývající se jevy v zemské magnetosféře pracující pro francouzskou vládní organizaci. Dr. Mourenas navrhl porovnávat četnost závad v rozvodné síti nikoli s indexy geomagnetické aktivity, ale s jejich průběhy vysčítanými v čase. Výhodou takto modifikovaných indexů je to, že zohledňují nejen výrazné výkyvy aktivity, ale i dlouhodobé působení opakujících se slabších událostí. 

Bylo jasné, že pokud dochází ke zvýšení závadovosti bezprostředně po ataku geomagnetické aktivity, bude toto zvýšení malé, utápějící se v realizaci závad z jiných důvodů. Autoři tedy použili techniky superponované analýzy epoch. Tato metodologie “na sebe” sesazuje časové průběhy datových řad tak, že významné časové okamžiky (epochy) spolu koincidují a takto složené datové řady se sečtou. Události vyskytující se v blízkosti zvolených epoch se sečtou a zvýrazní, zatímco ostatní události nesouvisející s epochou se naopak potlačí, neboť se předpokládá, že se v řade vyskytují náhodně. V případě představované práce byly epochami nástupy událostí registrované v časově integrovaných indexech geomagnetické aktivity, tedy nástupy rychlých silných nebo dlouhých středních geomagnetických bouří. Za zmíňku stojí, že vypracováním této části programového řetězce byla v rámci své Středoškolské odborné činnosti pověřena studentka kutnohorského gymnázia Karla Žertová. A odvedla bezvadnou práci, takže se i ve svém mladém věku přirozeně stala spoluautorkou impaktované publikace. 

U některých hustých záznamů se skutečně prokázalo zvýšení závadovosti bezprostředně po nástupu geomagnetické bouře, tedy ještě téhož dne. Toto zvýšení je zejména patrné na četnosti závad vysokonapěťových rozvodů a nárůst v prvním až pátém dni po nástupu bouře činí 5 až 10 procent obvyklé četnosti. Nárůst byl zaznamenán i v případě datové řady vysokonapěťových transformátorů, zde se však nárůst objevil asi s třídenním zpožděním. Toto zpoždění je zcela v souladu s očekáváním z důvodu kumulativního vlivu. Zvýšení bylo pozorováno i v případě elektrických stanic, a to jak bezprostředně tak se zpožděním. Elektrické stanice jsou komplikovanými zařízeními v uzlech elektrizační sítě a projevují se tedy jak okamžité tak kumulované efekty. 

Potvrzený vliv sluneční aktivity na zařízení v české rozvodné síti je statisticky významný, z hlediska celkového počtu závad z jiných důvodů však malý. Sluneční aktivita v běžné úrovni tedy neznamená pro českou rozvodou síť ohrožení. Na stranu druhou, studie ukazuje, že i elektrizační síť v České republice je sluneční aktivitou ovlivněna. Lze tedy očekávat, že v případě výraznějšího výkyvu aktivity, třeba srovnatelného s Carringtonovskou událostí, by byl dopad jistě větší. 

REFERENCE

M. Švanda, D. Mourenas, K. Žertová a T. Výbošťoková, Immediate and delayed responses of power lines and transformers in the Czech electric power grid to geomagnetic storms, Journal of Space Weather and Space Climate v tisku, preprint arXiv:2005.14448.

KONTAKTY

doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D. 
svanda@asu.cas.cz
Sluneční oddělení Astronomického ústavu AV ČR

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Sluneční oddělení ASU AV ČR

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v. v. i.



O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. Více o autorovi na jeho webových stránkách svanda.astronomie.cz.

Štítky: Kosmické počasí, Geomagnetická bouře, Astronomický ústav AV ČR


43. vesmírný týden 2020

43. vesmírný týden 2020

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 19. 10. do 25. 10. 2020. Měsíc bude v první čtvrti. Večer jsou nízko nad jihem Jupiter a Saturn, po půlnoci je velmi vysoko Mars. Ráno je vidět jasná Venuše. Aktivita Slunce je nízká. Na ISS dorazila nová tříčlenná posádka v Sojuzu MS-17. SpaceX připravuje test třímotorové Starhip. Blue Origin provedla po delší odmlce další suborbitální let New Shepard. Sonda BepiColombo proletěla kolem Venuše. Proběhl start s družicemi Starlink (č. 13) a brzy má letět další. Před 45 lety probíhal úspěšně výzkum Venuše sondami Veněra 9 a 10, které také pořídily první snímky povrchu.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

LBN468 Temná a reflexní mlhovina škorpion

  Titul Česká astrofotografie měsíce za září 2020 získal snímek „LBN468 - temná a reflexní mlhovina v Cefeovi“, jehož autorem je Tomáš Zábranský   Na naší obloze je několik souhvězdí, která nikdy nezapadají. Jsou tak blízko nebeského pólu, že se ani při největší snaze během

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Mliečna cesta

Mliečna cesta

Další informace »