с 01.01.2022 по настоящее время
Паратунка, Камчатский край, Россия
Горно-Алтайск, Республика Алтай, Россия
УДК 55 Геология. Геологические и геофизические науки
УДК 550.34 Сейсмология
УДК 550.383 Главное магнитное поле Земли
ГРНТИ 37.01 Общие вопросы геофизики
ГРНТИ 37.15 Геомагнетизм и высокие слои атмосферы
ГРНТИ 37.25 Океанология
ГРНТИ 37.31 Физика Земли
ГРНТИ 38.01 Общие вопросы геологии
ГРНТИ 36.00 ГЕОДЕЗИЯ. КАРТОГРАФИЯ
ГРНТИ 37.00 ГЕОФИЗИКА
ГРНТИ 38.00 ГЕОЛОГИЯ
ГРНТИ 39.00 ГЕОГРАФИЯ
ГРНТИ 52.00 ГОРНОЕ ДЕЛО
ОКСО 05.00.00 Науки о Земле
ББК 26 Науки о Земле
ТБК 63 Науки о Земле. Экология
BISAC SCI SCIENCE
На основе данных магнитной станции «Байгазан» произведено моделирование геоиндуцированных токов (ГИТ) в линии электропередачи (ЛЭП) 500 кВ «Саяно-Шушенская ГЭС (СШ ГЭС) – подстанция (ПС) «Новокузнецкая» (и прилегающих к ней линиях) во время очень сильных и экстремальных магнитных бурь (планетарный индекс геомагнитной активности 𝐾𝑝 ≥ 8) за период 2012–2024 г. в приближении одномерной модели распределения проводимости земной коры. Показано, что, для СШ ГЭС ток в нейтрали трансформаторных групп может достигать 17 А, для ПС «Новокузнецкая» – 8 А. Основными источниками ГИТ являются быстрые высокоамплитудные бухтообразные возмущения (до 17 А) и внезапные начала магнитных бурь (до 5 А). Отмечен заметный вклад геомагнитных пульсаций различных классов в формирование ГИТ (до 5 А).
геоиндуцированные токи, Южная Сибирь, моделирование, бухтообразные возмущения, пульсации геомагнитного поля, внезапные начала магнитных бурь
1. Бакиянов А. И., Бетев А. А., Гвоздарев А. Ю. и др. Новая магнитная станция - Байгазан (Горный Алтай, Телецкое озеро) // Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей. — Екатеринбург : УрО РАН, 2011. — С. 29—32. — EDN: https://elibrary.ru/TYTQPL.
2. Белаховский В. Б., Пилипенко В. А., Сахаров Я. А. и др. Характеристики вариабельности геомагнитного поля для изучения воздействия магнитных бурь и суббурь на электроэнергетические системы // Физика Земли. — 2018. — № 1. — С. 56—68. — https://doi.org/10.7868/s0002333718010052.
3. Белаховский В. Б., Пилипенко В. А., Сахаров Я. А. и др. Рост геомагнитно-индуцированных токов во время геомагнитных бурь, вызванных корональным выбросом массы и высокоскоростным потоком солнечного ветра, в 2021 году // Известия Российской академии наук. Серия физическая. — 2023. — Т. 87, № 2. — С. 271—277. — https://doi.org/10.31857/s0367676522700478.
4. Белявский В. В. и Гойдина А. Г. Трехмерная геоэлектрическая модель металлогенических зон Кузнецко-Алатауской складчатой области // Физика Земли. — 2012. — № 11/12. — С. 97—117. — EDN: https://elibrary.ru/PFEYCT.
5. Белявский В. В. и Лозовский И. Н. Оценка флюидонасыщенности литосферы Алтае-Саянской складчатой области по данным магнитотеллурических зондирований // Геология и геофизика. — 2022. — Т. 63, № 1. — С. 102—116. — https://doi.org/10.15372/GiG2020182.
6. Бенькова Н. П. и Шевнин А. Д. Геомагнитные поля и их вариации // Электромагнитные поля в биосфере. Т. 1. — М. : Наука, 1984. — С. 40—53.
7. Вахнина В. В., Кувшинов А. А., Черненко А. Н. и др. Эмиссия гармоник тока намагничивания блочного трансформатора в цепи статорных обмоток синхронного генератора при геомагнитных возмущениях // Вопросы электротехнологии. — 2024. — № 1. — С. 77—86. — EDN: https://elibrary.ru/NREKNB.
8. Воробьев А. В., Пилипенко В. А., Сахаров Я. А. и др. Статистические взаимосвязи вариаций геомагнитного поля, аврорального электроджета и геоиндуцированных токов // Солнечно-земная физика. — 2019. — Т. 5, № 1. — С. 48—58. — https://doi.org/10.12737/szf-51201905.
9. Гульельми А. В. и Троицкая В. А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. — М. : Наука, 1973.
10. Гусев Ю. П., Лхамдондог А. Д., Монаков Ю. В. и др. Влияние знакопостоянного тока на баланс потокосцеплений первичных и вторичных обмоток силового трансформатора // Релейная защита и автоматизация. — 2020. — № 2. — С. 20—25. — EDN: https://elibrary.ru/CWOZQJ.
11. Нечаев С. А. Руководство для стационарных геомагнитных наблюдений. — Иркутск : Изд-во Ин-та географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, 2006. — EDN: https://elibrary.ru/QKGDNL.
12. Об утверждении схемы и программы перспективного развития электроэнергетики Республики Хакасия на 2023-2027 годы. — Постановление Правительства Республики Хакасия от 27.04.22 №31-ПП, 2022.
13. Пилипенко В. А. Воздействие космической погоды на наземные технологические системы // Солнечно-земная физика. — 2021. — Т. 7, № 3. — С. 72—110. — https://doi.org/10.12737/szf-73202106.
14. Потапов А. С., Цэгмед Б. и Полюшкина Т. Н. Вклад глобальных колебаний Рс5 в магнитную возмущенность во время геомагнитных бурь // Солнечно-земная физика. — 2008. — Т. 125, № 12—1. — С. 142—147. — EDN: https://elibrary.ru/KKODTX.
15. Селиванов В. Н., Аксенович Т. В., Билин В. А. и др. База данных геоиндуцированных токов в магистральной электрической сети «Северный транзит» // Солнечно-земная физика. — 2023. — Т. 9, № 3. — С. 100—110. — https://doi.org/10.12737/szf-93202311.
16. Соколова О. Н., Сахаров Я. А., Грицутенко С. С. и др. Алгоритм анализа устойчивости энергосистем к геомагнитным бурям // Известия Российской академии наук. Энергетика. — 2019. — № 5. — С. 33—52. — https://doi.org/10.1134/s0002331019050145.
17. Схема и программа «Развитие электроэнергетики Алтайского края 2022-2026 годы». — Указ Губернатора Алтайского края от 26 апреля 2021 года №64, 2021.
18. Схема и программа перспективного развития электроэнергетики Кемеровской области - Кузбасса на 2021-2025 годы. — Утверждена распоряжением Губернатора Кемеровской области - Кузбасса от 30.04.2020 №58-рг, 2020.
19. Схема и программа перспективного развития электроэнергетики Красноярского края на период 2023-2027 годов. — Приложение к распоряжению Губернатора Красноярского края от 29.04.2022 №246-рг, 2022.
20. Учайкин Е. О., Кудин Д. В. и Гвоздарев А. Ю. Разработка индукционного магнитометра на основе датчика ИНТ-1 и результаты мониторинга на магнитной станции Байгазан // Взаимодействие полей и излучения с веществом. — Иркутск : ИСЗФ СО РАН, 2015. — С. 267—268. — EDN: https://elibrary.ru/TUAHEN.
21. Ягова Н. В., Сахаров Я. А., Пилипенко В. А. и др. Длиннопериодные геомагнитные пульсации как элемент воздействия космической погоды на технологические системы // Солнечно-земная физика. — 2024. — Т. 10, № 3. — С. 146—156. — https://doi.org/10.12737/szf-103202415.
22. Albert D., Schachinger P., Bailey R. L., et al. Analysis of Long-Term GIC Measurements in Transformers in Austria // Space Weather. — 2022. — Vol. 20, no. 1. — e2021SW002912. — https://doi.org/10.1029/2021sw002912.
23. Alekseev D., Kuvshinov A. and Palshin N. Compilation of 3D global conductivity model of the Earth for space weather applications // Earth, Planets and Space. — 2015. — Vol. 67, no. 1. — https://doi.org/10.1186/s40623-015-0272-5.
24. Apatenkov S. V., Sergeev V. A., Pirjola R., et al. Evaluation of the geometry of ionospheric current systems related to rapid geomagnetic variations // Annales Geophysicae. — 2004. — Vol. 22, no. 1. — P. 63–72. — https://doi.org/10.5194/angeo-22-63-2004.
25. Belakhovsky V., Pilipenko V., Engebretson M., et al. Impulsive disturbances of the geomagnetic field as a cause of induced currents of electric power lines // Journal of Space Weather and Space Climate. — 2019a. — Vol. 9. — A18. — https://doi.org/10.1051/swsc/2019015.
26. Belakhovsky V. B., Pilipenko V. A., Sakharov Ya. A., et al. Substorm influence on GIC registered in electric power lines: the magnetic storm of 7-8 September 2017 // Physics of Auroral Phenomena. — 2019b. — Vol. 42, no. 1. — P. 5–12. — https://doi.org/10.25702/KSC.2588-0039.2019.42.9-12.
27. Bolduc L. G. GIC observations and studies in the Hydro-Québec power system // Journal of Atmospheric and SolarTerrestrial Physics. — 2002. — Vol. 64, no. 16. — P. 1793–1802. — https://doi.org/10.1016/s1364-6826(02)00128-1.
28. Boteler D. H. and Pirjola R. J. Numerical Calculation of Geoelectric Fields That Affect Critical Infrastructure // International Journal of Geosciences. — 2019. — Vol. 10. — P. 930–949. — https://doi.org/10.4236/ijg.2019.1010053.
29. Caraballo R., González-Esparza J. A., Pacheco C. R., et al. Improved Model for GIC Calculation in the Mexican Power Grid // Space Weather. — 2023. — Vol. 21, no. 10. — https://doi.org/10.1029/2022sw003202.
30. Cordell D., Mann I. R., Parry H., et al. Modeling Geomagnetically Induced Currents in the Alberta Power Network: Comparison and Validation Using Hall Probe Measurements During a Magnetic Storm // Space Weather. — 2024. — Vol. 22, no. 4. — e2023SW003813. — https://doi.org/10.1029/2023sw003813.
31. De Michelis P. and Consolini G. Unveiling the Gannon Storm: How Ground-Based Magnetometers Mapped Its Global Impact // Space Weather. — 2025. — Vol. 23, no. 6. — e2025SW004350. — https://doi.org/10.1029/2025sw004350.
32. Despirak I., Setsko P., Lubchich A., et al. Geomagnetically induced currents (GICs) during strong geomagnetic activity (storms, substorms, and magnetic pulsations) on 23-24 April 2023 // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. — 2024. — Vol. 261. — P. 106293. — https://doi.org/10.1016/j.jastp.2024.106293.
33. Espinosa K. V., Padilha A. L., Alves L. R., et al. Estimating Geomagnetically Induced Currents in Southern Brazil Using 3-D Earth Resistivity Model // Space Weather. — 2023. — Vol. 21, no. 4. — e2022SW003166. — https://doi.org/10.1029/2022SW003166.
34. Gaunt C. T. and Coetzee G. Transformer failures in regions incorrectly considered to have low GIC-risk // 2007 IEEE Lausanne Power Tech. — Lausanne, Switzerland : IEEE, 2007. — P. 807–812. — https://doi.org/10.1109/pct.2007.4538419.
35. Gil A., Berendt-Marchel M., Modzelewska R., et al. Review of Geomagnetically Induced Current Proxies in Mid-Latitude European Countries // Energies. — 2023. — Vol. 16, no. 21. — P. 7406. — https://doi.org/10.3390/en16217406.
36. Gonzalez-Esparza J. A., Sanchez-Garcia E., Sergeeva M., et al. The Mother’s Day Geomagnetic Storm on 10 May 2024: Aurora Observations and Low Latitude Space Weather Effects in Mexico // Space Weather. — 2024. — Vol. 22, no. 11. — e2024SW004111. — https://doi.org/10.1029/2024sw004111.
37. Gvozdarev A. Yu., Kazantzeva O. V., Uchaikin E. O., et al. Estimation of geomagnetically induced currents in the Altai Republic power system according to the Baygazan magnetic station data // Vestnik KRAUNC. Fiziko-Matematicheskie Nauki. — 2023. — Vol. 45, no. 4. — P. 190–200. — https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-190-200.
38. Hartinger M. D., Shi X., Rodger C. J., et al. Determining ULF Wave Contributions to Geomagnetically Induced Currents: The Important Role of Sampling Rate // Space Weather. — 2023. — Vol. 21, no. 5. — E2022SW003340. — https://doi.org/10.1029/2022sw003340.
39. Hejda P. and Bochníček J. Geomagnetically induced pipe-to-soil voltages in the Czech oil pipelines during OctoberNovember 2003 // Annales Geophysicae. — 2005. — Vol. 23, no. 9. — P. 3089–3093. — https://doi.org/10.5194/angeo23-3089-2005.
40. Heyns M. J., Lotz S. I. and Gaunt C. T. Geomagnetic Pulsations Driving Geomagnetically Induced Currents // Space Weather. — 2021. — Vol. 19, no. 2. — e2020SW002557. — https://doi.org/10.1029/2020sw002557.
41. Hübert J., Beggan C. D., Richardson G. S., et al. Validating a UK Geomagnetically Induced Current Model Using Differential Magnetometer Measurements // Space Weather. — 2024. — Vol. 22, no. 2. — e2023SW003769. — https://doi.org/10.1029/2023sw003769.
42. Kappenman J. G. An overview of the impulsive geomagnetic field disturbances and power grid impacts associated with the violent Sun-Earth connection events of 29-31 October 2003 and a comparative evaluation with other contemporary storms // Space Weather. — 2005. — Vol. 3, no. 8. — S08C01. — https://doi.org/10.1029/2004sw000128.
43. Liu T. Z., Shi X., Hartinger M. D., et al. Global Observations of Geomagnetically Induced Currents Caused by an Extremely Intense Density Pulse During a Coronal Mass Ejection // Space Weather. — 2024. — Vol. 22, no. 10. — e2024SW003993. — https://doi.org/10.1029/2024sw003993.
44. Mac Manus D. H., Rodger C. J., Dalzell M., et al. Long-term geomagnetically induced current observations in New Zealand: Earth return corrections and geomagnetic field driver // Space Weather. — 2017. — Vol. 15, no. 8. — P. 1020–1038. — https://doi.org/10.1002/2017sw001635.
45. Mac Manus D. H., Rodger C. J., Renton A., et al. Implementing Geomagnetically Induced Currents Mitigation During the May 2024 "Gannon" G5 Storm: Research Informed Response by the New Zealand Power Network // Space Weather. — 2025. — Vol. 23, no. 6. — e2025SW004388. — https://doi.org/10.1029/2025sw004388.
46. Marshall R. A., Dalzell M., Waters C. L., et al. Geomagnetically induced currents in the New Zealand power network // Space Weather. — 2012. — Vol. 10, no. 8. — S08003. — https://doi.org/10.1029/2012sw000806.
47. Marshall R. A., Gorniak H., Van Der Walt T., et al. Observations of geomagnetically induced currents in the Australian power network // Space Weather. — 2013. — Vol. 11, no. 1. — P. 6–16. — https://doi.org/10.1029/2012sw000849.
48. Matandirotya E., Cilliers P. J. and Van Zyl R. R. Modeling geomagnetically induced currents in the South African power transmission network using the finite element method // Space Weather. — 2015. — Vol. 13, no. 3. — P. 185–195. — https://doi.org/10.1002/2014sw001135.
49. Sivokon V. P. A New Method for Detecting Geomagnetically Induced Currents // Russian Electrical Engineering. — 2021. — Vol. 92, no. 11. — P. 685–690. — https://doi.org/10.3103/s1068371221110146.
50. Švanda M., Smičková A. and Výboštoková T. Modelling of geomagnetically induced currents in the Czech transmission grid // Earth, Planets and Space. — 2021. — Vol. 73, no. 1. — P. 229. — https://doi.org/10.1186/s40623-021-01555-5.
51. Trivedi N. B., Vitorello I., Kabata W., et al. Geomagnetically induced currents in an electric power transmission system at low latitudes in Brazil: A case study // Space Weather. — 2007. — Vol. 5, no. 4. — S04004. — https://doi.org/10.1029/2006sw000282.
52. Uchaikin E. O. and Gvozdarev A. Organization of Monitoring of Even Harmonics Amplitudes in the Electricity Networks of the Altai Republic as an Indicator of Space Weather // 2023 IEEE XVI International Scientific and Technical Conference Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE). — Novosibirsk : IEEE, 2023. — P. 450–454. — https://doi.org/10.1109/apeie59731.2023.10347597.
53. Watari S., Nakamura S. and Ebihara Y. Measurement of geomagnetically induced current (GIC) around Tokyo, Japan // Earth, Planets and Space. — 2021. — Vol. 73, no. 1. — P. 102. — https://doi.org/10.1186/s40623-021-01422-3.
54. Wik M., Viljanen A., Pirjola R., et al. Calculation of geomagnetically induced currents in the 400 kV power grid in southern Sweden // Space Weather. — 2008. — Vol. 6, no. 7. — S07005. — https://doi.org/10.1029/2007sw000343.
55. Yagova N. V., Pilipenko V. A., Sakharov Ya. A., et al. Spatial scale of geomagnetic Pc5/Pi3 pulsations as a factor of their efficiency in generation of geomagnetically induced currents // Earth, Planets and Space. — 2021. — Vol. 73, no. 1. — https://doi.org/10.1186/s40623-021-01407-2.
56. Zhang J. J., Wang C., Sun T. R., et al. GIC due to storm sudden commencement in low-latitude high-voltage power network in China: Observation and simulation // Space Weather. — 2015. — Vol. 13, no. 10. — P. 643–655. — https://doi.org/10.1002/2015sw001263.
