Геоэффективность солнечных эруптивных событий

Sources of geomagnetic disturbances occurred during 1999–2003 period are discussed. The relation between geomagnetic activity and number of coronal mass ejections (CME), their parameters, and dynamics of solar photospheric magnetic fields is considered. It is shown that during reorganization of unipolar regions of the photospheric magnetic field, the number of CMEs increases, and their parameters change. Geomagnetic disturbance also increases at these periods.

КВМ играют важную роль в динамике межпла нетного пространства . КВМ формируют космиче скую погоду на орбите Земли и являются источни ками геомагнитных возмущений . Современные кос мические обсерватории предоставляют огромный наблюдательный материал и много новой информа ции о параметрах и структуре КВМ . В данной рабо те использованы данные космической обсерватории SOHO/LASCO. Рассматривается примерно 10146 КВМ , наблюдавшихся в течение 1999–2003 гг .

В ходе цикла солнечной активности как число еже дневно наблюдаемых КВМ , так и их параметры изме няются от минимума солнечной активности к макси муму [1]. Однако установить источники возникнове ния КВМ и однозначную связь их с другими проявле ниями солнечной активности пока не удается [2]. По своим параметрам и характеру их эволюции КВМ принято разделять на КВМ , связанные с активными областями , и на КВМ , связанные с эрупцией волокон .

На рисунке показана эволюция КВМ за период 1999–2003 гг . На рисунке а показано изменение ви димого угла раствора КВМ , на рисунке б – эволю ция скорости КВМ , на рисунке в – изменение коли чества КВМ , суммированного за каждые три дня . На панели г показано изменение индекса геомагнитной активности А р за рассматриваемый период , а на па нели д – усредненное за три дня значение А_р - индекса . Из анализа рисунков а – в видно , что не наблюдается постепенного нарастания числа КВМ и увеличения их параметров к максимуму солнечной активности .

Солнечные магнитные поля ( МП ) играют важ нейшую роль во всех проявлениях солнечной активно сти . В структурной организации фотосферных солнеч ных МП была выявлена кластерная структура [3]. Раз меры и время жизни отдельных кластеров зависят от фазы солнечного цикла . Было показано , что эволюция кластерной структуры униполярных фотосферных МП происходит не плавно , а характеризуется периодами резкой реорганизации [3]. Сами периоды реорганиза ции длятся приблизительно 1–3 мес . С 1999 г . в рас пределении фотосферных МП на поверхности Солнца наблюдается чередование долготных униполярных структур [4] и кластерная структура выделяется наи более четко . Вертикальные линии на рисунке отмеча ют периоды реорганизации униполярных фотосфер - ных МП . Из рисунка видно , что распределение и па раметры КВМ изменяются во время реорганизации солнечных фотосферных МП . Число КВМ в эти пе риоды возрастает ( рисунок в ) и наблюдаются КВМ с наибольшими ( более 180º) углами раствора ( панель а ). Практически во все эти периоды наблюдаются и высо коскоростные КВМ со скоростями более 1000 км / с ( рисунок б ). В работе [1] было показано , что число низкоскоростных ( V ≤ 350 км / с ) КВМ с 1998 по 2005 г . остается приблизительно постоянным , а наблюдаемая изменчивость в основном сосредоточена в изменении числа КВМ с V > 350 км / с .

КВМ являются одним из главных источников геомагнитной активности [5]. Для оценки геомагнит ной активности использовался индекс А_р [6]. Данные по значениям геомагнитного индекса А_р были полу чены из базы данных NGDC. Из рисунка г и д следу ет , что наибольшие геомагнитные возмущения также наблюдаются именно в периоды реорганизации уни полярных фотосферных МП .

Таким образом , реорганизация униполярных фо - тосферных МП влияет на продуктивность КВМ , их параметры и геомагнитную активность . Наиболь шую геоэффективность проявляют КВМ в период реорганизации униполярных фотосферных МП . В эти периоды возрастает частота наблюдаемых КВМ , наблюдаются КВМ с наибольшими углами раствора , в большинстве случаев наблюдаются высокоскоро стные КВМ . Геомагнитная активность значительно повышается в эти периоды .

Геоэффективность солнечных эруптивных событий

Увеличение числа КВМ в эти периоды можно объяснить тем , что во время реорганизации значи тельных областей униполярных фотосферных МП происходит потеря стабильности корональных МП . Существующая корональная магнитная структура разрушается . Это приводит к облегчению различного рода эрупций . Вследствие этого , всплывание новых магнитных потоков в уже существующих активных областях или в формирующихся новых , вызывая рез кие изменения в структуре локальных магнитных полей активных областей , может приводить к КВМ . Также при движении оснований арочных структур , вызванных резкими изменениями фотосферных МП , возникает скручивание и натяжение силовых линий корональных МП , что , при превышении определен ного порогового значения , вызовет эрупцию коро - нального вещества – КВМ . Если в данной области на ходилось волокно , будет наблюдаться эрупция волок на и КВМ , связанный с эрупцией этого волокна . И , следовательно , реорганизация крупномасштабного МП инициирует усиление локальной активности .

В заключение следует отметить , что знание време ни наступления моментов реорганизации униполяр ных фотосферных МП даст возможность предсказания моментов увеличения числа КВМ и изменения их па раметров , что , несомненно , имеет важнейшее значение для прогнозирования космической погоды .

В работе использован каталог КВМ , составлен ный Nat Gopalswamy, Seiji Yashiro, Grzegorz Michalek. Этот каталог создается и поддерживается NASA и Католическим университетом Америки при участии Морской исследовательской лаборатории , SOHO/LASCO. SOHO является проектом междуна родного сотрудничества между ESA и NASA.