Статьи журнала - Солнечно-земная физика
Все статьи: 599
Особенности метода восстановления Ne на Иркутском радаре некогерентного рассеяния
Статья научная
В статье представлен новый метод восстановления профиля электронной концентрации ( N e) по данным Иркутского радара некогерентного рассеяния (ИРНР). Данный метод разработан с учетом эффекта Фарадея - вращения плоскости поляризации волны, приводящего к замираниям сигнала на выходе линейно поляризованной антенны ИРНР. Концепция метода заключается в фитировании высотного хода электронной концентрации параметрической моделью. В качестве модели использовалась комбинация двух слоев Чепмена. Данный подход позволил реализовать полностью автоматический режим обработки данных и повысить устойчивость восстановления профиля N e, особенно по данным, полученным в период низкой солнечной активности, когда отношение сигнал/шум мало. Повышение точности стало возможным благодаря исключению ряда операций, приводящих к неустойчивости восстановления данных в присутствии шумов. Новый метод позволил в полностью автоматическом режиме провести обработку длинных рядов данных в период 2007-2015 гг.
Бесплатно
Статья научная
Анализируются многолетние вариации излучения верхней атмосферы Земли в линии атомарного кислорода 557.7 нм и колебания системы атмосфера-океан. Для эмиссии 557.7 нм используются опубликованные в литературе данные наблюдений на среднеширотных станциях (солнечные циклы 18-22) и данные наблюдений (23-й солнечный цикл) в Геофизической обсерватории Института солнечно-земной физики СО РАН. Для системы атмосфера-океан используются индексы явления Эль-Ниньо-Южное Колебание (ЭНЮК). Выявлено, что, когда некоторые индексы ЭНЮК, например индекс ONI (Changes to the Oceanic Nino Index), продолжительное время имеют экстремально низкие значения, отмечается депрессия интенсивности эмиссии 557.7 нм. В случаях, когда эти эпизоды приходились на годы, близкие к минимуму солнечной активности (1954-1956 и 1973-1975 гг.), отмечались аномально низкие среднегодовые значения интенсивности эмиссии 557.7 нм. В максимуме солнечной активности (2000-2002 гг.) 23-го солнечного цикла при низких значений индекса ONI также отмечалась депрессия интенсивности эмиссии 557.7 нм, приводящая к нарушению прямой зависимости интенсивности эмиссии 557.7 нм от уровня солнечной активности. Полученные результаты позволяют сделать предварительный вывод, что многолетние и межгодовые вариации интенсивности эмиссии 557.7 нм могут являться следствием совместного влияния солнечной активности и колебаний климатической системы атмосфера-океан. Рассматриваются возможные механизмы влияния колебаний системы атмосфера-океан на излучение верхней атмосферы Земли.
Бесплатно
Особенности модуляции космических лучей в минимуме 24-го солнечного цикла
Статья научная
По данным наблюдений космических лучей (КЛ) на мировой сети станций и космических аппаратах показано, что определяющим фактором увеличения потоков галактических КЛ на орбите Земли в период минимума 24-го солнечного цикла является уменьшение потерь энергии при движении частиц в регулярных электромагнитных полях гелиосферы.
Бесплатно
Особенности начальной стадии формирования быстрого коронального выброса массы 25 февраля 2014 г
Статья научная
Проведен анализ быстрого коронального выброса массы (КВМ) 25 февраля 2014 г. по изображениям в УФ-каналах 131, 211, 304 и 1700 Å инструмента SDO/AIA и по данным наблюдений в линии Нα (6562.8 Å) на телескопах обсерваторий Teide и Big Bear. Формирование КВМ 25.02.2014 связано с выбросом и последующим взрывообразным расширением магнитного жгута, возникшего вблизи поверхности Солнца, предположительно, вследствие процесса tether-cutting магнитного пересоединения. Возникший в результате такого «взрыва» импульс полного давления (теплового плюс магнитного) воздействует на вышележащие корональные арочные структуры, приводя к их слиянию и формированию ускоренно движущейся фронтальной структуры КВМ. Этот же импульс давления является причиной возникновения взрывной столкновительной ударной волны перед КВМ, скорость которой быстро уменьшается с расстоянием. На больших расстояниях R >7 R 0 ( R 0 - радиус Солнца) от центра Солнца перед КВМ регистрируется ударная волна другого типа - поршневая столкновительная ударная волна, скорость которой мало меняется с расстоянием. На R ≥15 R 0 происходит переход от столкновительной ударной волны к бесстолкновительной.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена морфологическому исследованию поведения электронной концентрации в ионосфере на высотах 200-400 км на основе непрерывных серий наблюдений в 2007-2014 гг. на Иркутском радаре некогерентного рассеяния. Представлены суточно-высотные вариации усредненной электронной концентрации для всех сезонов (зима, весна, лето, осень) и двух уровней солнечной активности (низкой и умеренной). Выполнены сравнения наших результатов с результатами аналогичных исследований на таких радарах некогерентного рассеяния, как Миллстоун-Хилл, Аресибо, EISCAT, ESR, AMISR. Проведен анализ суточных вариаций электронного содержания для двух диапазонов высот: 180-250 и 250-600 км, полученных по данным Иркутского радара некогерентного рассеяния и ионозонда.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены характеристики длительных потоков гамма-излучения с энергиями квантов >100 МэВ на разных стадиях вспышечных событий. Для анализа использовались данные наблюдений с временным разрешением 1 мин на космическом аппарате Fermi с помощью Large Area Telescope (LAT). Подтвержден наиболее вероятный процесс возникновения гамма-квантов высоких энергий на импульсной фазе вспышек (6 событий). Ускорение частиц, возникающих в результате вспышечного энерговыделения (при диссипации токового слоя), происходит при взаимодействии с фронтом ударной волны коронального выброса массы (КВМ), который одновременно развивается в той же активной области. Ядерные взаимодействия ускоренных протонов (>500 МэВ) c ионами плазмы приводят в дальнейшем к возникновению высокоэнергичных квантов гамма-излучения. Установлено, что взаимодействие вспышечного потока и высокоскоростного КВМ на импульсной фазе вспышки происходит в довольно ограниченных временных интервалах - от 2 до 16 мин. В рассмотренных событиях зарегистрирована непосредственная связь между максимальными значениями потоков гамма-излучения и скоростью КВМ...
Бесплатно
Особенности распределения газовых примесей в облаках. Необходимо ли их учитывать в моделях?
Статья научная
По данным самолетного зондирования исследуются распределения О 3, СО и СО 2 внутри облачных слоев. Показано, что внутри облака наблюдается рост концентрации оксида углерода на величину 14.1+10.4 млрд -1 и уменьшение содержания диоксида углерода на 4.7+2.6 млн -1 и озона на 11-15 млрд -1. Анализируется избыток СО и дефицит О 3 и СО 2 в облаках различных форм. Приводятся два возможных механизма, которые обеспечивают избыток СО в облаках. Выполнены оценки глобального вклада указанных явлений, показавшие, что значения избытка СО и дефицита О 3 и СО 2 соизмеримы с их глобальным содержанием.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждается связь солнечной активности с сейсмичностью Земли и причины расхождений в результатах исследований разных авторов. С использованием метода наложения эпох анализируются различия в распределении сейсмической активности по фазам 11-летнего солнечного цикла для всей планеты, полушарий, секторов, широтных поясов и отдельных регионов. Показано, что главный вклад в планетарное распределение сейсмической активности по фазам 11-летнего солнечного цикла вносит северо-восточный сектор Земли. Выявлена закономерность в распределении сейсмической активности по широтным поясам: главные максимумы сейсмической активности с увеличением широты приходятся на все более поздние фазы солнечного цикла в обоих полушариях. Для отдельных регионов результаты могут отличаться от результатов для Земли в целом из-за влияния местных геодинамических условий при деструкции земной коры. В средних широтах наблюдается смещение максимума количества землетрясений на более поздние фазы солнечного цикла в направлении с запада на восток, чего не обнаружено для северных регионов. Обсуждаются возможные причины разнообразных проявлений солнечно-земных связей для разных регионов с учетом различий в их строении и режимах геодинамического развития. Наличие ярко выраженных максимумов распределения сейсмической активности по фазам 11-летнего солнечного цикла позволяет их использовать для уточнения параметра «время» при среднесрочном прогнозе опасных землетрясений.
Бесплатно
Особенности формирования мелкомасштабных волновых возмущений во время резкого сжатия магнитосферы
Статья научная
По данным наземных и спутниковых наблюдений рассматриваются квазипериодические изменения геомагнитного поля и параметров плазмы в диапазоне Pc 5 пульсаций, последовавшие сразу после взаимодействия межпланетной ударной волны (МУВ) с земной магнитосферой в событии 24.04.2009 в 00:53 UT. Пульсации были локализованы на широтах 66-74° в полуденном (11 MLT) и вечернем (20 MLT) секторах. Анализ годографов изменений геомагнитного поля как по спутниковым, так и наземным наблюдениям показал наличие вихревых возмущений. В данном событии фронт МУВ в межпланетной среде и фронт волны сжатия в магнитосфере имели наклон в плоскости ZGSM=0, угол наклона составлял 14° в межпланетной среде и 34° в магнитосфере. Положение вихревых возмущений в магнитосфере на разном радиальном расстоянии: X~5.5 Re в полуденном и X~-6.3÷-7.3 Re в вечернем секторе, согласуется с наклоном фронта. По спутниковым наблюдениям максимальная интенсивность волновых возмущений в обоих секторах регистрировалась в тороидальной компоненте, что соответствовало резонансному механизму возбуждения этих возмущений. Анализ распределения скоростей течения плазмы и распространения фронта волны сжатия в магнитосфере показал, что вихревые возмущения наблюдались в областях, где скорости течения плазмы и распространения фронта значительно различались по величине.
Бесплатно
Статья научная
Впервые проведено исследование влияния взаимной ориентации вектора плотности электромагнитной энергии Умова-Пойнтинга Р в солнечном ветре и вектора магнитного момента Земли М (с учетом его орбитального и суточного движений) на геомагнитную активность на основе измерений параметров солнечного ветра на орбите Земли в 1963-2005 гг. Показано, что компонента Рт вектора Р вдоль вектора М имеет четкую годовую вариацию с экстремумами в ноябре и мае и UТ-вариацию с экстремумами в ~6 и 18 UT. Анализ показал, что фазы этих вариаций определяются только геометрическими параметрами и не зависят от знака секторной структуры межпланетного магнитного поля (ММП). Приведены экспериментальные данные о планетарной и высокоширотной геомагнитной активности, что является откликом на изменение ориентации Р по отношению к М. Оценена мощность источников электромагнитной энергии солнечного ветра во время больших геомагнитных возмущений. Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 06-05-64998.
Бесплатно
Отклик грозовых ОНЧ-радиошумов на солнечную активность по наблюдениям в Якутске
Статья научная
Проведены исследования связи длиннопериодных вариаций интенсивности ОНЧ-радиошумов грозовой природы с солнечной активностью за 1979-2006 гг. В качестве параметра, характеризующего солнечную активность, использовалось количество солнечных пятен (числа Вольфа). Интенсивность ОНЧ-шумов, регистрируемых в г. Якутске, характеризует грозовую активность на востоке Сибири (01-05 UT) и активность Африканского грозового центра (13-17 UT). По результатам корреляционного анализа получено, что грозовая активность как на востоке Сибири, так и в Африканском мировом центре находится в противофазе с изменением количества солнечных пятен. Наиболее высокие значения коэффициента антикорреляции между интенсивностью грозовых разрядов и солнечной активностью получены для гроз на востоке Сибири. При этом максимальные коэффициенты корреляции R = - 0.59 и R = - 0.75 получены для среднемесячных значений интенсивности ОНЧ-радиошумов в августе, измеряемых в 04 UT и в 16 UT соответственно. Работа выполнена при поддержке Программы Президиума РАН № 16.
Бесплатно
Отклик излучения и температуры мезопаузы на изменение солнечной активности
Статья научная
По спектральным наблюдениям излучения мезопаузы на Звенигородской обсерватории в течение 2000-2007 гг. получены отклики характеристик эмиссий молекулярного кислорода и гидроксила на изменение солнечной активности. Работа выполнена при поддержке РФФИ, гранты 06-05-64856 и 08-05-00504.
Бесплатно
Отклик ионосферы на тувинские землетрясения 27 декабря 2011 г. и 26 февраля 2012 г
Статья научная
По данным GPS проведено исследование отклика ионосферы на два землетрясения, произошедших в республике Тува 27 декабря 2011 г. (Mw=6.7) и 26 февраля 2012 г. (Mw=6.6). Отклики на оба землетрясения выражены слабо. На отдельных лучах «приемник-спутник» на расстояниях 500-800 км от эпицентра зарегистрированы возмущения полного электронного содержания с периодом ~10 мин. Горизонтальная скорость перемещения возмущений составляла около 200 м/с, что близко к скорости звука в нижней атмосфере.
Бесплатно
Отклик среднеширотного излучения верхней атмосферы на начальную фазу магнитных бурь
Статья научная
Исследуется отклик среднеширотных атмосферных эмиссий атомарного кислорода 557.7 и 630 нм на начальную фазу магнитных бурь. Выделены события, для которых достаточно надежно выделяются возмущения в эмиссии 630 нм в начальную фазу магнитных бурь. Отмечается корреляция с вариациями D st -индекса и геомагнитного поля. Обсуждаются возможные источники возмущений атмосферных эмиссий.
Бесплатно
Отклик среднеширотной ионосферы на экстремальные геомагнитные бури 23 солнечного цикла
Статья научная
Ионосферный отклик в районе Иркутска (52.3° N, 104.3° Е) на экстремальные геомагнитные бури 23 солнечного цикла исследовался на основе данных Иркутского радара некогерентного рассеяния (РНР) и цифрового ионозонда вертикального зондирования DPS-4. В качестве ионосферного отклика рассматривалось отклонение параметров от невозмущенного уровня, т. е. от месячных медиан, либо от значений, полученных в спокойный день. В качестве параметров выбраны значения максимума электронной концентрации (iVmF2) и электронной температуры на высоте 350 км (Те). Интерпретация ионосферного отклика проведена в рамках концепции термосферной бури и проникновения электрического поля магнитосферного происхождения.
Бесплатно
Статья научная
Для большой магнитной бури 14 и 15 декабря 2006 г. построены пространственные распределения давления и потоков высыпающихся частиц магнитосферной плазмы. При вычислениях применена модель, разработанная Е.А. Пономаревым. Для задания реальных начальных и граничных условий использованы данные спутников «Geotail» и ACE. Модельные расчеты сопоставлены с пространственным распределением поля геомагнитных возмущений, зарегистрированных в течение бури наземными магнитными обсерваториями. Получено, что в существующем виде модель обеспечивает в основном соответствие между широтными перемещениями электронных высыпаний и авроральных электроджетов, но не отражает долготную структуру последних. Она не дает мощного западного электроджета, зарегистрированного всеми обсерваториями авроральной зоны в главную фазу магнитной бури.
Бесплатно
Оценка времени распада кольцевого тока супербури 20 ноября 2003 г
Статья научная
Время распада DR-тока τT вычислено с шагом 5 мин по данным супербури 20.11.03. Использовалось известное уравнение Десслера-Паркера-Скопке и индексы SYM-H. Значения QDR мощности DR-тока определены на основе нового подхода, где QDR=ε' - Qi. Входная мощность ε' и мощность бури Qi, выделяемая в ионосфере, вычислены с помощью техники инверсии магнитограмм ТИМ-2. Значения τT сопоставлены со значениями τ0 и τG, вычисленными на основе двух основных известных эмпирических моделей. Время τT изменяется в ходе супербури от ~10 мин до ~2 ч коррелированно с наблюдаемыми изменениями шести ранее выделенных режимов супербури. Значения τ0 и τG отличаются от τT в несколько раз, еще сильнее они различаются между собой, и их изменения в ходе супербури (особенно τ0) не коррелируют с наблюдаемыми изменениями режимов суббури. Впервые получена эмпирическая шкала τ для семи различных режимов магнитосферного возмущения.
Бесплатно
Статья научная
При разработке первых станций зондирования внешней ионосферы рассматривался вопрос улучшения электромагнитной совместимости таких аппаратов за счет применения сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). В то время одной из главных проблем применения сигналов с ЛЧМ являлась невозможность обеспечения одновременной работы приемника и передатчика. В статье приводятся результаты использования приемных и передающих дипольных антенн с общим центром для зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ-сигналом. Сделаны выводы о возможности использования таких установок для спутникового зондирования внешней ионосферы при конфигурации с аппаратным разделением поляризаций и, в наземном варианте, при ортогональном расположении приемной и передающей антенн. В ходе испытаний, проведенных на специально созданном антенном стенде, выявлено, что коэффициент связи передающей и приемной антенн при взаимных углах 45° имеет величину не более -10 дБ, а разница коэффициентов связи передающей и приемной антенн при взаимных углах 45° и 90° составляет порядка 15 дБ.
Бесплатно
Статья научная
Получены оценки сезонных вариаций основных газовых составляющих термосферы [O]/[N2] и [O2]/[O] за период 2014-2017 гг. Для расчетов использовались известная авторская методика и результаты измерений электронной концентрации с помощью Иркутского дигизонда (52° N, 104° Е) на высотах 120-200 км в условиях разной геомагнитной активности. Получено, что во время геомагнитных возмущений во все сезоны рассматриваемого периода увеличивается относительное содержание молекулярной компоненты нейтральной составляющей термосферы и уменьшается атомарной. В сравнении с 2014 г. значения [O2]/[O] увеличиваются к 2017 г. в спокойных и возмущенных геомагнитных условиях: летом и весной - до 30 % и 20 % соответственно, зимой и осенью - до 10 %. Значения [O]/[N2] уменьшаются к 2017 г. в спокойные и возмущенные дни в среднем на 15 %. Подтвердилось предположение о том, что летом в спокойных геомагнитных условиях относительное содержание молекулярного кислорода [O2]/[O] увеличивается при понижении уровня солнечной активности.
Бесплатно
Оценка происхождения и состава матрицы тела Челябинского болида 2013 г
Статья научная
На основании предварительных измерений траектории Челябинского болида проведена оценка условий разрушения болидного тела. Показано, что оно представляло собой ледяную матрицу с интрузиями из метеоритного материала. В предположении, что тело Челябинского болида являлось фрагментом кометного ядра второго поколения, дается прогноз, что радиоизотопный возраст найденных после падения метеоритов составит более 4 млрд лет, а экспозиционный (время облучения космическими лучами) будет нулевым. Хотя не обнаружено прямой связи между орбитой Челябинского болида и орбитами известных метеорных потоков, высказана идея, что крупные тела типа фрагментов кометных ядер могут входить в состав метеорных и болидных роев и мониторинг их орбит может обеспечить раннее обнаружение тел класса Челябинского болида и выше.
Бесплатно
