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


33. vesmírný týden 2020

33. vesmírný týden 2020

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 10. 8. do 16. 8. 2020. Měsíc bude v poslední čtvrti. Jupiter a Saturn jsou vidět celou noc, po půlnoci už je vysoko také Mars a nad ránem je vidět Venuše. Večerní obloha ukrývá tři komety v Pastýři. Pokračuje viditelnost skvrn na povrchu Slunce. Nastává maximum meteorického roje Perseid. Uplynulý týden přinesl úspěchy SpaceX – přistání Crew Dragonu, letový test Starship SN5 a start 9. várky Starlink. Očekáváme start malé rakety Electron a velké evropské Ariane 5. Před 30 lety začala Venuši studovat sonda Magellan, která pořídila podrobnou radarovou mapu povrchu.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Velká kometa roku 2020

  Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2020 získal snímek „Velká kometa roku 2020“, jehož autorem je Václav Paveza   Kometa, někdy též zvaná vlasatice, byla dlouho v historii nositelem špatných zpráv. Zejména pro vládce a vojevůdce. Těm vždy něco vyvěštila, ať byli na

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

M27 (Čínka)-2020-07-14

M27 - 14. 7. 2020, Alšovice, Celestron Egde HD 9.25", Optec Lepus 0.64x, Optolong L-eNhannce 2", ZWO ASI294MC Pro, 30x180sec, dark flat, bias

Další informace »