Статьи журнала - Солнечно-земная физика
Все статьи: 599
Обзор импульсных воздействий на колебания магнитосферы
Статья научная
Представлены обзор и выборочный анализ реакции колебательных систем магнитосферы в диапазоне ультранизких частот (УНЧ) на электромагнитные, механические, тепловые и химические импульсные воздействия. Импульсы возникают как внутри магнитосферы (взрыв в геомагнитном хвосте, импульсная инжекция энергичных частиц), так и за ее пределами (солнечная вспышка, межпланетная ударная волна, грозовой разряд, землетрясение, извержение вулкана и т. д.). Предложена систематика импульсов, опирающаяся на данные геофизики и космофизики и тесно связанная с теорией УНЧ-колебаний. Систематика имеет познавательное и практическое значение, давая возможность ориентироваться в богатейшем разнообразии реакций магнитосферы на импульсы земного и космического происхождения. Выбран принцип классификации, согласно которому вид импульса определяется по двум признакам - по местоположению источника импульса и по характеру воздействия импульса на ту или иную колебательную систему магнитосферы. Выполнены важнейшие условия полноты и чистоты деления, поскольку перечислены все возможные члены деления импульсов на классы, виды и разновидности, причем члены деления не перекрываются. Классификация и введенная номенклатура полезны в том отношении, что позволяют систематизировать общие свойства и специфические особенности видов и разновидностей импульсов. Это особенно важно в отношении реакции плазменных оболочек Земли на импульсы, возникающие в период подготовки землетрясения, а также при экспериментальном исследовании динамических процессов в околоземном космическом пространстве. Приведены примеры реакции УНЧ-колебаний на импульсные воздействия. Особое внимание уделено обзору работ, которые еще не нашли отражения в обзорной и монографической литературе.
Бесплатно
Статья научная
Предложена методика анализа радиозатменных данных, позволяющая достоверно разделить влияние шума, ионосферы и атмосферы на результаты радиопросвечивания, что обеспечивает возможность более точного исследования механизмов формирования ионосферы. Показано, что в дневной ионосфере Венеры на высотах от 80 до 120 км существуют ионизованные слои. Положение нижней границы этой ионизованной области может варьировать в диапазоне 80-100 км, а градиенты электронной концентрации могут меняться в несколько раз. Работа выполнена при частичной поддержке грантов РФФИ №07-02-00514-а и №06-02-17071 -а.
Бесплатно
Статья научная
Проведено исследование параметров Стокса в протонной вспышке балла 2В/Х4.8, наблюдавшейся на Большом солнечном вакуумном телескопе (БСВТ) 23 июля 2002 г. В большинстве разрезов, сделанных вдоль дисперсии, не обнаружено свидетельств линейной поляризации в линии Только в некоторых случаях (78 из 664) в начале вспышки наблюдаются кратковременные (десятки секунд) мелкомасштабные (2-4") случаи ненулевых значений параметров Стокса Q/I и U/I (2-6 %). Ориентация линейной поляризации радиальная и проявляется она обычно в узлах с самопоглощением в центре линии Hα. На первых двух спектрограммах, полученных через 4 мин после начала рентгеновской вспышки, поляризация имеет как радиальное, так и тангенциальное направления с максимальным значением Р~ 13-14 %. Наблюдавшаяся линейная поляризация интерпретируется как ударная поляризация, вызванная бомбардировкой хромосферы пучками электронов во время вспышки.
Бесплатно
Статья научная
Исследование посвящено методу предварительной обработки магнитограмм станций расчета К р с целью уточнения планетарного индекса в периоды сильных магнитосферных возмущений. Существующий метод обработки используемых магнитограмм не позволяет учесть динамику пространственно-временного изменения магнитосферно-ионосферных токовых систем, возникающую в результате изменения топологии магнитного поля в периоды магнитосферных возмущений. В это время меняются размеры и положение границ полярной шапки и авроральной зоны. Может возникнуть ситуация, когда сеть станций расчета К р частично оказывается в полярной области, так что вычисленные в эти моменты времени значения индекса больше отвечают локальной суббуревой активности, а не планетарной геомагнитной. В результате расчетные значения индекса оказываются завышенными. Кроме неточной количественной оценки современный индекс допускает и качественную погрешность, отражая состояние токовых систем, не имеющих отношения к средним широтам, - полярных электроджетов, высыпаний частиц в каспе. Предлагаемый в работе метод предварительной коррекции магнитограмм позволяет устранять избыточное влияние высокоширотных сторонних источников возмущений магнитосферы на значение вычисляемого индекса К р.
Бесплатно
Овал полярных сияний - прекрасная, но устаревшая парадигма
Статья научная
Авроральный овал как важная область полярной ионосферы присутствует во многих исследованиях и схемах магнитосферных возмущений. Казалось бы, об овале известно все и всем. Вместе с тем в публикациях встречаются свидетельства, непонимания или неполного понимания вопроса, так что назрела необходимость обзора. Работы, в которых описаны основные особенности пространственного распределения полярных сияний, были опубликованы более полувека тому назад и стали библиографической редкостью. Мы расскажем об истории исследования распределения полярных сияний до появления идеи овала, идеи революционной, изменившей наши представления о магнитосферных процессах, расскажем, как идея эта возникла, развивалась, как представление о едином овале менялось и как парадигма овала стала непродуктивной (на наш взгляд) для исследования структуры магнитосферы и магнитосферных возмущений. В заключение обозначим место авроральной зоны и авроральной магнитосферы в структуре основных магнитосферных доменов.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается методика оперативного прогнозирования МПЧ на основе экстраполяции по времени сглаженной по долгосрочному прогнозу последовательности максимальных наблюдаемых частот на заданной трассе. Проведено обоснование методики фитирования текущих данных по долгосрочному прогнозу с использованием оперативной полуэмпирической модели ионосферы (ОПЭМИ) и метода кривых передачи для коротких трасс, а также метода нормальных волн для длинных трасс (более 2000 км). Рассматриваемая методика была апробирована на данных, полученных на сети ЛЧМ-зондирования ИСЗФ СО РАН в периоды сильной и слабой солнечной активности. Выявлено существенное улучшение качества прогноза по сравнению с долгосрочным прогнозом при интервалах заблаговременности оперативного прогнозирования от 15 до 30 мин. Доля сеансов, в котором погрешность оперативного прогноза не превышает 10 % составляет при 15-минутном интервале заблаговременности от 67 до 96 % в зависимости от сезона и ориентации радиотрасс.
Бесплатно
Статья научная
При определении абсолютного полного электронного содержания (ПЭС) в ионосфере с использованием одновременно кодовых и фазовых измерений по данным ГЛОНАСС/GPS возникает систематическая ошибка, связанная с различием времен прохождения сигналов диапазонов L1 и L2 в радиочастотных трактах приемника и спутника (дифференциальные кодовые задержки, ДКЗ). ДКЗ в 1 нс приводят к ошибке определения ПЭС ~2.9 TECU. В работе приведен алгоритм оценки абсолютного значения вертикального ПЭС и ДКЗ. Представлены результаты их вычислений на основе описанного алгоритма.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлен новый подход, позволяющий произвести оценку абсолютного вертикального и наклонного полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы. Оценка основана на использовании одночастотных совместных измерений фазового и группового запаздывания сигнала GPS/ГЛОНАСС по данным отдельных измерительных станций. Качественно и количественно вертикальное ПЭС, рассчитанное по одночастотным измерениям, согласуется с аналогичными оценками, основанными на двухчастотных измерениях. Типичное значение разности вертикального ПЭС, полученного одночастотным и двухчастотным методом, для выбранных нами станций в основном не превышает величины ~1.5 TECU с СКО до ~3 TECU.
Бесплатно
Статья обзорная
В работе представлена методика определения параметров слоя рассеивающих неоднородностей, формирующих когерентное эхо, по данным Иркутского радара некогерентного рассеяния. Показано, что использованная методика обладает необходимой точностью. Обработка данных экспериментов 25-26.09.1998 и 15-16.07.2000 показала хорошее соответствие получаемых результатов с данными остальных исследователей. Эксперименты с высоким временным разрешением позволили выявить временную зависимость определяемых параметров. Изменение толщины и высоты слоя от времени не противоречит данным других исследований, а временная зависимость угловой чувствительности неоднородностей от времени наблюдается впервые и требует дополнительных исследований
Бесплатно
Определение плотности температурных коэффициентов для мюонов в атмосфере
Статья научная
При исследовании вариаций интенсивности космических лучей с помощью мюонных телескопов, расположенных в глубине атмосферы, необходим учет изменений параметров атмосферы, в основном давления и температуры. Для оценки распределения плотности температурных коэффициентов интенсивности мюонов в атмосфере по данным наблюдений рассмотрены метод регрессии на главные компоненты (РГК) и методы проекций на латентные структуры ПЛС-1 и ПЛС-2. Были использованы данные непрерывной регистрации мюонов и аэрологические данные, полученные в Новосибирске в 2004-2010 гг. Сопоставление результатов показало, что метод ПЛС-2 позволяет с минимальными ошибками оценить распределение плотности температурных коэффициентов интенсивности мюонов в атмосфере.
Бесплатно
Статья научная
В этой работе предлагается методика для определения плотности фотоэлектронного тока на основе сопоставления одновременных измерений потенциала спутника «Интербол-2» относительно плазмы зондовыми экспериментами ИЭСП-2 (измеритель электрических полей) и КМ-7 (датчик электронной температуры). Проанализированы данные, полученные с ~350 участков орбит в авроральной зоне магнитосферы на высотах 2-3 радиусов Земли с октября 1996 по март 1998 г., т. е. в период низкой солнечной активности начала 23 цикла. Определено, что плотность фотоэлектронного тока на спутнике «Интербол-2» находится в пределах 1.8÷3.6 нА см-2.
Бесплатно
Статья научная
Методами численного эксперимента исследуется задача определения характеристик электромагнитных волн УНЧ-диапазона (0.3-3 кГц), регистрируемых на уровне приземного слоя и несущих максимальное количество информации о состоянии волновода Земля-ионосфера. Проанализировано влияние горизонтальной пространственной структуры электронной плотности волновода Земля-ионосфера на особенности распространения электромагнитных волн. Выявлены характеристики, позволяющие регистрировать их инструментальными методами наблюдений в условиях слабо возмущенной ионосферы. Профили концентрации, используемые в численных экспериментах, получены по данным радара частичных отражений Полярного геофизического института, расположенного на радиофизическом полигоне «Туманный» Мурманской области (69.0° N, 35.7° E), с использованием модели IRI2016 во время солнечной вспышки 15 марта и последующей магнитной бури 17 марта 2013 г. Используемая в работе модель распространения электромагнитных сигналов разработана авторами...
Бесплатно
Статья научная
В ближайшие годы ожидается запуск нескольких тысяч малых космических аппаратов в составе спутниковых группировок различных компаний (OneWeb, SpaceX и др.), что значительно увеличит заселенность в области низких орбит. Данные космические аппараты в основном предназначены для предоставления телекоммуникационных услуг и дистанционного зондирования Земли из космоса и имеют невысокий эксплуатационный ресурс. Высокое временное разрешение, которое обеспечивается за счет использования высокоскоростных приемников, выполненных на основе комплементарной структуры металл-оксид-полупроводник (КМОП) в сочетании с оптическими телескопами умеренного диаметра, позволяет получать детальную картину изменений блеска и оценивать состояние малых космических аппаратов. В работе изложена методика и результаты фотометрических измерений малых космических аппаратов, полученные на 1.6-метровом телескопе АЗТ-33ИК Саянской солнечной обсерватории ИСЗФ СО РАН. Показано, что фотометрические измерения являются важным источником информации на разных этапах эксплуатации спутников.
Бесплатно
Оптическое проявление работы бортовых двигателей низкоорбитальных космических аппаратов
Статья научная
В настоящей работе представлены результаты оптических наблюдений в космическом эксперименте (КЭ) «Радар-Прогресс» 17 апреля 2013 г. и 30 июля 2014 г. после включения сближающе-корректирующего двигателя (СКД) транспортных грузовых кораблей (ТГК) «Прогресс М-17M» и «Прогресс М-23М» на высотах термосферы. Во время работы СКД зарегистрированы области свечения повышенной интенсивности, предположительно связанные с рассеянием сумеречного солнечного излучения на продуктах работы СКД на орбите ТГК и, возможно, с появлением дополнительного свечения в эмиссии атомарного кислорода [OI] 630 нм. Максимальные наблюдаемые размеры области свечения составили ~330-350 км вдоль орбиты и ~250-270 км поперек. Скорость расширения области свечения в первые моменты после включения СКД составила ~6-7 км/c вдоль орбиты и ~3-3.5 км/с поперек. Максимальная интенсивность области возмущения в сеансе КЭ с «Прогресс М-17M» оценивается величиной, эквивалентной ~40-60 Рл в спектральной полосе 2 нм. В сеансе с «Прогресс М-23М» в ближней и дальней зонах от орбиты ТГК зарегистрированы незначительные возмущения атмосферной эмиссии [OI] 630.0 нм, возможно, связанные с инжекцией выхлопных газов СКД.
Бесплатно
Статья научная
Изучаются Pi3-пульсации с периодом T =15÷30 мин, которые регистрировались 8 декабря 2017 г. на наземных станциях в полуночном секторе магнитосферы на широтах конвекционных электроструй DP2 токовой системы. Установлено, что Pi3 особенно хорошо выражены в предполуночном секторе с амплитудой до 300 нТл и длительностью до 2.5 ч. Амплитуда пульсаций быстро спадала с уменьшением широты от Ф′=72° до Ф′=63°. Событие регистрировалось в условиях устойчивой магнитосферной конвекции. В Bz -компоненте межпланетного магнитного поля, направленной к югу, в интервале пульсаций регистрировались иррегулярные колебания, в том числе и в диапазоне Pi3, соответствующие медленным магнитозвуковым волнам, не сопровождавшимся заметными вариациями динамического давления P d. По наземным геомагнитным наблюдениям обнаружено азимутальное распространение пульсаций со скоростью 0.6-10.6 км/c на восток и на запад от полуночного меридиана. Анализ динамики пульсаций по меридиану выявил их распространение к экватору со скоростью 0.75-7.87 км/c. В проекции на магнитосферу скорости близки по величине к наблюдаемым скоростям распространения суббуревых инжекций электронов. В магнитосфере в утреннем секторе во время наземных пульсаций регистрировались геомагнитные пульсации с преобладающей компрессионной компонентой. Сделан вывод, что распространение колебаний геомагнитного поля в данном событии определялось динамикой инжекций частиц под действием крупномасштабного электрического поля магнитосферной конвекции, вызывающего движение плазмы к Земле, вследствие пересоединения в хвосте магнитосферы. Мелкомасштабные колебания в магнитосфере являлись вторичными, возбужденными проникшими из солнечного ветра колебаниями.
Бесплатно
Особенности воздействия диамагнитной структуры солнечного ветра на магнитосферу Земли
Статья научная
На орбите Земли 28 июня 1999 г. была зарегистрирована диамагнитная структура (ДС), являвшаяся волокном с уникально большой скоростью (около 900 км/с). Показано, что данное волокно являлось частью специфического спорадического потока солнечного ветра (СВ), который можно рассматривать как межпланетный транзиент малых размеров. Представлены результаты исследований взаимодействия данной ДС с магнитосферой Земли. В околополуденные часы на широтах дневного каспа было зарегистрировано мощное свечение в ультрафиолетовом диапазоне (shockaurora), которое быстро распространялось к западу и востоку. Наземные наблюдения вариаций геомагнитного поля, аврорального поглощения и полярных сияний на полуночном меридиане показали развитие мощного суббуреподобного возмущения (СПВ) ( АЕ ~1000 нТл), начало которого связано с воздействием на магнитосферу диамагнитной структуры СВ. На геостационарном спутнике GOES-8, находившемся в полуночном секторе внешней области квазизахвата в течение СПВ, наблюдались вариации Bz - и Вх -компонент геомагнитного поля, соответствующие процессу диполизации.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты анализа пространственно-временных изменений температурного режима тропосферы в Северном и Южном полушариях за 1948-2006 гг. Обсуждается возможное влияние солнечной активности на температурный режим тропосферы в рамках предложенного механизма воздействия гелиогеофизических факторов на климатические характеристики и атмосферную циркуляцию в высокоширотной тропосфере через атмосферное электричество. Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ № 06-05-81011-Бел_а, Программы фундаментальных исследований Президиума РАН № 16 и Программы ОНЗ РАН №7.11.2.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается долготное распределение групп солнечных пятен за период 1982-2013 гг. по данным Национального центра геофизических данных (Боулдер, США). Анализируется пространственно-временное распределение групп солнечных пятен по координатным секторам, полученным на основе гелиографических долгот групп. Долготная протяженность координатного сектора сопоставляется со средним размером одной активной области (30-40°). Далее в каждом координатном секторе за все время наблюдения суммируется эволюционная активность групп пятен по классификационной оценке Малдэ. Построенное таким образом долготное распределение групп крупных пятен не показывает отрицательной корреляции между северным и южным полушариями Солнца в 23-м цикле пятнообразования.
Бесплатно
Особенности зебра-структур в микроволновом диапазоне
Статья научная
Изучение механизмов излучения спектральных структур типа «зебра» привлекает большое внимание, поскольку частоты полос, характеристики их дрейфов по частоте содержат информацию о параметрах плазмы в корональных частях вспышечных петель. В данной работе обсуждаются наблюдения зебра-структур в микроволновом диапазоне в событиях, динамические спектры которых регистрировались спектрополяриметрами Национальной астрономической обсерватории Китая (НАОК), и полоса излучения которых была близка частотам наблюдения на Сибирском солнечном радиотелескопе (ССРТ). Локализация источников излучения во вспышечной области позволяла оценивать параметры плазмы в области генерации по данным о рентгеновском излучении. Обсуждается интерпретация наблюдений зебра-структур в рамках существующих механизмов. Обоснован вывод о том, что в микроволновом диапазоне предпочтительным механизмом генерации зебра-структур является конверсия плазменных колебаний в электромагнитное излучение на поверхностях двойного плазменного резонанса, распределенных поперек магнитного поля вспышечной петли.
Бесплатно
