Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев
Изложены результаты исследований переменного магнитного поля техногенного происхождения в г. Киев. Впервые экспериментально исследована техногенная составляющая магнитного поля в частотном диапазоне 10⁻⁶−1 Гц. Показано, что источники техногенных вариаций величиной в десятки и сотни нанотесла имеют...
Збережено в:
| Дата: | 2014 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2014
|
| Назва видання: | Доповіді НАН України |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87154 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев / М.И. Орлюк, А.А. Роменец, И.М. Орлюк // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 3. — С. 110-114. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-87154 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-871542015-10-12T03:02:01Z Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев Орлюк, М.И. Роменец, А.А. Орлюк, И.М. Науки про Землю Изложены результаты исследований переменного магнитного поля техногенного происхождения в г. Киев. Впервые экспериментально исследована техногенная составляющая магнитного поля в частотном диапазоне 10⁻⁶−1 Гц. Показано, что источники техногенных вариаций величиной в десятки и сотни нанотесла имеют в большинстве случаев электрический и ферромагнитный характер. Cуточная ритмика техногенных источников обуславливается рабочим режимом людей и производства. Викладено результати дослiджень змiнного магнiтного поля техногенного походження в м. Київ. Вперше експериментально дослiджено техногенну складову магнiтного поля в частотному дiапазонi 10⁻⁶−1 Гц. Показано, що джерела техногенних варiацiй величиною в десятки i сотнi нанотесла мають в бiльшостi випадкiв електричний i феромагнiтний характер. Добова ритмiка техногенних джерел обумовлюється робочим режимом людей i виробництва. The technical nature of magnetic field variations researched in Kiev is presented. The man-made component of the magnetic field in the frequency range from 10⁻⁶ Hz to 1 Hz is experimentally studied for the first time. It is shown that technological variation sources which have intensity of tens and hundreds of nanoteslas mostly have electrical and ferromagnetic nature. People and manufacture timetables cause the circadian rhythm of technological variations. 2014 Article Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев / М.И. Орлюк, А.А. Роменец, И.М. Орлюк // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 3. — С. 110-114. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87154 577.3 ru Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Науки про Землю Науки про Землю |
| spellingShingle |
Науки про Землю Науки про Землю Орлюк, М.И. Роменец, А.А. Орлюк, И.М. Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев Доповіді НАН України |
| description |
Изложены результаты исследований переменного магнитного поля техногенного происхождения в г. Киев. Впервые экспериментально исследована техногенная составляющая магнитного поля в частотном диапазоне 10⁻⁶−1 Гц. Показано, что источники
техногенных вариаций величиной в десятки и сотни нанотесла имеют в большинстве
случаев электрический и ферромагнитный характер. Cуточная ритмика техногенных
источников обуславливается рабочим режимом людей и производства. |
| format |
Article |
| author |
Орлюк, М.И. Роменец, А.А. Орлюк, И.М. |
| author_facet |
Орлюк, М.И. Роменец, А.А. Орлюк, И.М. |
| author_sort |
Орлюк, М.И. |
| title |
Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев |
| title_short |
Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев |
| title_full |
Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев |
| title_fullStr |
Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев |
| title_full_unstemmed |
Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев |
| title_sort |
низкочастотный техногенный магнитный шум в г. киев |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Науки про Землю |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87154 |
| citation_txt |
Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев / М.И. Орлюк, А.А. Роменец, И.М. Орлюк // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 3. — С. 110-114. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT orlûkmi nizkočastotnyjtehnogennyjmagnitnyjšumvgkiev AT romenecaa nizkočastotnyjtehnogennyjmagnitnyjšumvgkiev AT orlûkim nizkočastotnyjtehnogennyjmagnitnyjšumvgkiev |
| first_indexed |
2025-07-06T14:42:54Z |
| last_indexed |
2025-07-06T14:42:54Z |
| _version_ |
1836909041698209792 |
| fulltext |
УДК 577.3
М. И. Орлюк, А. А. Роменец, И. М. Орлюк
Низкочастотный техногенный магнитный шум в г. Киев
(Представлено академиком НАН Украины В. И. Старостенко)
Изложены результаты исследований переменного магнитного поля техногенного про-
исхождения в г. Киев. Впервые экспериментально исследована техногенная составляю-
щая магнитного поля в частотном диапазоне 10
−6
−1 Гц. Показано, что источники
техногенных вариаций величиной в десятки и сотни нанотесла имеют в большинстве
случаев электрический и ферромагнитный характер. Cуточная ритмика техногенных
источников обуславливается рабочим режимом людей и производства.
В ряде публикаций приведены данные о влиянии постоянного магнитного поля (МП), а так-
же его вариаций в широком диапазоне частот на живые организмы в целом и жизнедея-
тельность человека [1–3]. Общеизвестно, что в крупных мегаполисах природное магнитное
поле Земли (МПЗ) существенным образом дополняется техногенной составляющей от раз-
ных источников постоянного и переменного характера [4]. К постоянным источникам отно-
сятся разнообразные технические сооружения (здания, производственные помещения, мос-
ты, дороги и т. д.). Внутри зданий источниками техногенного искажения являются ферро-
магнитные элементы железобетонных конструкций (стен, пола, межэтажных перекрытий),
а также отопительных и сантехнических сетей [4, 5]. Естественно, что изучение таких по-
мех имеет как определенный экологический аспект, так и чисто магнитный с целью оцен-
ки и исключения из обсерваторских наблюдений имеет как определенный экологический
аспект, так и чисто магнитный [6, 7].
Объект исследований. Переменное магнитное (электромагнитное) поле природного
и техногенного происхождений изменяется в пределах от 10−6 Гц до 10 ГГц [8]. Наибольший
вклад в техногенный электромагнитный шум на низких частотах (от 0,5 Гц до 400 кГц) вно-
сится основными потребителями электрического тока промышленной частоты [6]. Наименее
исследованными в экспериментальном отношении остаются техногенные источники на час-
тотах 10
−6
−1 Гц. Заметим, что в этом диапазоне частот производится запись вариаций
МПЗ в магнитных обсерваториях, что позволяет выполнить их сравнительную характе-
ристику. Поэтому представляется весьма актуальным изучение техногенной составляющей
МП на указанных частотах, которое может быть связано с движущимися ферромагнитными
и электрическими источниками (машины, трамваи, троллейбусы, электрички, электропоез-
да метро и т. д.), а также с некоторыми производственными процессами, использующими
оборудование на постоянном токе и т. д.
Аппаратура и методика измерений. Для изучения техногенной компоненты по-
ля использовалась серийная аппаратура ЛФ Института космических исследований НАН
Украины — магнитовариационная станция Lemi-008 [9]. Данный прибор измеряет ортого-
нальные компоненты МП с общим диапазоном измерений поля ±65 мкТл и вариаций —
±2,5 мкТл. Указанный диапазон измерений не позволяет исследовать более интенсивные
техногенные источники, поэтому для грубой их оценки применялся портативный магнито-
метр на базе операционной системы Android. Магнитометр имеет в своем составе в качест-
© М. И. Орлюк, А.А. Роменец, И.М. Орлюк, 2014
110 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №3
ве измерителя блок магниторезисторов (принцип изменения сопротивления от положения
в пространстве) или элементы Холла.
Для измерений с помощью Lemi-008 применялась стандартная методика наблюдений
вариаций МПЗ, а именно: прибор устанавливался в определенном пункте с ориентацией
датчика на магнитный север и регистрировались Bx-, By-, Bz-компоненты МП с интерва-
лом 1 с.
С помощью программного обеспечения MagneticSolution на базе Android измерения маг-
нитного поля выполнялись в движении с его регистрацией в микротесла и дальнейшей
графической визуализацией путем несложных преобразований числовых данных.
Результаты исследований. Измерения вариаций магнитного поля выполнены в шести
пунктах наблюдения (ПН), распределенных более-менее равномерно в пределах правобе-
режной части Киева в производственных и подсобных помещениях на просп. Палладина,
улицах Фрунзе, Гарматная, Боженка, Большая Окружная и Васильковская. В данном со-
общении рассмотрены ПН с наибольшими величинами техногенной компоненты МП.
Заметим, что анализ техногенных источников показал максимальное их проявление
в вертикальной составляющей магнитной индукции Bz, что позволяет нам ограничиться
ее рассмотрением. Регистрация магнитных вариаций в ПН проводилась в ноябре–декабре
2012 г. — январе–феврале 2013 г. на протяжении 2–3-х сут в каждом из них.
ПН по ул. Фрунзе. Проведенные измерения вариаций магнитного поля показали на-
личие помех разного характера и периодичности (см. а на рис. 1). Сравнительная харак-
теристика с вариациями по данным геомагнитной обсерватории (ГО) “Киев” (как правило,
они изменяются в пределах первых десятков нанотесла) показывает наличие трех периодов
отклонений МП от нормы (измерения проводились по мировому времени по Гринвичу UTC,
но с целью практического восприятия данных в результативных материалах приведены ва-
риации магнитного поля по Киевскому времени): 27.11.2012 с 15.27 (начало измерений)
до 18.30 — ∼700 нТл; 28.11.2012 с 8.30 до 18.30 — ∼800 нТл; 29.11.2012 с 8.30 до 15.04 (ко-
нец измерений) — ∼1000 нТл. Судя по характерному виду кривой Bz-компоненты, помеха
вероятнее всего, электрического происхождения.
На протяжении всего периода измерений Bz-компонента — пилообразного вида, что
свидетельствует о наличии постоянных механических или электромагнитных помех, вы-
званных, вероятно, движением автомобилей и наличием действующей трамвайной линии.
Обнаруженные возмущения (до 300–500 нТл) МП, связанные, как выяснилось в послед-
ствии, с помехами от шиферного производства, точнее — от запуска печей для обжига.
Следовательно, нахождение вблизи подобного производства дает постоянное достаточно
интенсивное искажение МП, в десятки раз превосходящее по интенсивности возмущения
при магнитной буре.
ПН по ул. Боженка. Существенные отклонения от вариаций на обсерватории на-
блюдаются (см. б на рис. 1): 09.01.2013 с 15.13 (начало измерений) до 24.45 — ∼350 нТл;
10.01.2013 с 5.40 до 24.45 — ∼450 нТл; 11.01.2013 с 5.40 до 14.47 (конец измерений) —
∼350 нТл. Четко выделяются три периода возмущений МП. График изменения Bz-компо-
ненты пилообразного синусоидального вида (максимум отклонения от “нормы” приходится
на ∼15.00−15.30), что свидетельствует о наличии постоянных электромагнитных помех, вы-
званных скорее всего работой какой-либо аппаратуры (измерения проводились в Институте
электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины). Близость интенсивных транспортных по-
токов (ул. Боженка и Федорова) тоже влияют на общий характер протекания помех. Как и
в предыдущих случаях были зарегистрированы высокоинтенсивные до 100–150 нТл высоко-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №3 111
Рис. 1. Графики вариаций Bz-компоненты магнитного поля в исследуемых пунктах наблюдения и на ГО
“Киев”: ул. Фрунзе (а); ул. Боженка (б ): ул. Васильковская (в)
частотные возмущения МП. Также выделяются периоды (преимущественно в ночное время
суток ∼0,45–5,40), когда МП имеет в основном спокойный характер.
ПН по ул. Васильковской. Наибольшие вариации техногенного происхождения наб-
людаются в следующих интервалах (см. в на рис. 1): 22.02.2013 — 23.02.2013 с 11.37 (на-
чало измерений) до 01.10 — ∼600 нТл, а также 23.02.2013 — 24.02.2013 с 05.20 до 01.10 —
∼250 нТл; 24.02.2013 — 25.02.2013 с 03.20 до 01.10 — ∼80 — 100 нТл и с 05.20 до 12.00 (ко-
нец измерений) — ∼550 нТл. Следует отметить, что аномальные значения в период 23 и 24
февраля (выходные дни) несколько ниже, чем в период 22 и 25 февраля. Указанные про-
межутки — четкой периодичности, что позволяет предположить регулярный характер их
возникновения (вероятнее всего — это эффект от метро). В периоды 22.02.2013 — 23.02.2013
(∼23.10–3.20), 23.02.2013 — 24.02.2013 (∼23.10–3.20), 24.02.2013 — 25.02.2013 (∼23.10–3.20)
МП имеет спокойный характер и существенно не отличается от такового на ГО “Киев”.
Нужно заметить что периоды спокойного протекания МП приурочены к ночному времени
112 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №3
Рис. 2. Вариации индукции магнитного поля B в вагоне метро на перегоне между станциями “Берестейс-
кая” — “Академгородок”
суток. Периоды суток (∼05.20−24.10) характеризуются также пилообразными высокочас-
тотными возмущениями МП до 150 нТл, что характеризует “насыщенность” этих промежут-
ков времени разнообразными магнитными “шумами”. Интересным представляется некото-
рое усиление в техногенном поле суточной вариации, которое наблюдается, в частности,
10.01.2013 (см. в на рис. 1).
ПН метро. Измерения вариаций магнитного поля в метро проводились на отрезке
станций “Берестейская” — “Академгородок”. На графике (рис. 2) хорошо видны величины
и периоды возрастания МП в пределах 40–350 мкТл на станциях метро. Заметим, что пре-
жде всего индукция B, обуславливается электродвигателями, расположенными в центре
каждого вагона, и резко возрастает во время ускорения поезда. Однако кроме электро-
двигателя поезда на величину B влияют также конструкции туннелей метро, подземные
и надземные коммуникации. Это четко видно из графика, в частности в районе ст. “Свято-
шино”, расположенной в месте крупной транспортной развязки.
Таким образом, нами впервые экспериментально исследована техногенная составляю-
щая магнитного поля в г. Киев для периодов от 1 с до 24 ч (10−6
−1 Гц). Зарегистрированные
разнопериодные техногенные вариации имеют амплитуды в десятки и сотни нанотесла и су-
щественно отличаются от вариаций МП на магнитной обсерватории “Киев”. Особо большие
значения индукции B (до 100–350 мкТл) зарегистрированы в метро в начале движения или
торможения поезда.
Источники техногенных вариаций имеют в большинстве случаев электрический и фер-
ромагнитный характер: связаны с включением/выключением и работой источников посто-
янного тока, движением электрического транспорта, включительно в метро, а также ме-
ханическим перемещением разнообразных транспортных средств. Заметная суточная рит-
мика техногенных источников обуславливается рабочим режимом людей и производства.
Следовательно, можно говорить, что в городских условиях человек постоянно находится
под воздействием средней (а в некоторых местах — временами сильной) магнитной бури.
1. Павлович Н.В., Павлович С.А., Галлиулин Ю.И. Биомагнитные ритмы. – Минск: Университетское,
1991. – 136 с.
2. Орлюк М. I. Геофiзична екологiя – основнi задачi та шляхи їх розв’язку // Геофиз. журн. – 2001. –
23, № 1. – С. 49–59.
3. Белокриницкий В.С. Что необходимо знать пользователям мобильных телефонов и компьютеров. –
Киев: Ун-т “Украина”, 2009. – 112 с.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №3 113
4. Орлюк М. I., Роменець А.О. Магнiтне екологiчне поле мегаполiсу (на прикладi м. Києва) // Екологiя
i природокористування. – 2004. – Вип. 7. – С. 142–147.
5. Резинкина М.М., Пелевин Д.Е., Думанский Ю.Д., Биткин С.В. Ослабление геомагнитного поля в
многоквартирных домах различных проектов // Гiгiєна насел. мiсць. – 2009. – № 54. – С. 209–216.
6. Тягунов Д.С. Техногенное электромагнитное поле как экологический фактор // Экология урбани-
зированных территорий. – Москва: Б. и., 2011. – № 2. – С. 45–50.
7. Гвишиани А.Д., Соловьев А.А., Агаян С.М., Богоутдинов Ш.Р., Сидоров Р. В. Алгоритмическая
система распознавания выбросов на магнитограммах // Динамика физических полей Земли. – Моск-
ва: Светоч Плюс, 2013. – С. 297–310.
8. http://www.gigagertz-solutions.com.
9. Корепанов В., Беркман Р., Бест А. та iн. Експериментальнi дослiдження стабiльностi ферозондових
магнiтометрiв // Укр. метрол. журн. – 1999. – Вип. 3. – С. 23–25.
Поступило в редакцию 28.08.2013Институт геофизики им. С.И. Субботина
НАН Украины, Киев
М. I. Орлюк, А. О. Роменець, I.М. Орлюк
Низькочастотний техногенний магнiтний шум в м. Київ
Викладено результати дослiджень змiнного магнiтного поля техногенного походження
в м. Київ. Вперше експериментально дослiджено техногенну складову магнiтного поля
в частотному дiапазонi 10−6
−1 Гц. Показано, що джерела техногенних варiацiй величиною
в десятки i сотнi нанотесла мають в бiльшостi випадкiв електричний i феромагнiтний
характер. Добова ритмiка техногенних джерел обумовлюється робочим режимом людей
i виробництва.
M. I. Orlyuk, А.A. Romenets, I.M. Orliuk
Technical low-frequency magnetic noise in Kiev
The technical nature of magnetic field variations researched in Kiev is presented. The man-made
component of the magnetic field in the frequency range from 10
−6 Hz to 1 Hz is experimentally
studied for the first time. It is shown that technological variation sources which have intensity
of tens and hundreds of nanoteslas mostly have electrical and ferromagnetic nature. People and
manufacture timetables cause the circadian rhythm of technological variations.
114 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №3
|