Статьи журнала - Солнечно-земная физика
Все статьи: 599
Статья научная
Изложены современные представления о природе неустойчивости Кельвина-Гельмгольца (КГ) и ее проявлениях в плазме солнечной короны, межпланетной среды и на границе магнитосферы Земли. Коротко изложены основные результаты теории неустойчивости КГ, полученные в линейном приближении. При анализе данных наблюдений, подтверждающих возникновение неустойчивости КГ в различных магнитных образованиях солнечной корональной плазмы, используются классические результаты, полученные в приближении несжимаемости. То же приближение используется для описания неустойчивости на дневной границе магнитосферы. Особое внимание уделено влиянию сжимаемости при анализе неустойчивости сверхзвуковых сдвиговых течений в солнечном ветре (СВ) и на границе геомагнитного хвоста. Известно, что на сверхзвуковых сдвиговых течениях продольные относительно направления скорости возмущения устойчивы в приближении тангенциального разрыва [Ландау, 1944]. Поэтому в большинстве работ, учитывающих только продольные возмущения, принято считать сверхзвуковые сдвиговые течения устойчивыми. В настоящей работе учтены косые - наклонные относительно вектора скорости - возмущения и показана их определяющая роль в неустойчивости сверхзвуковых сдвиговых течений. Их фазовая скорость существенно меньше скорости течения, а величина инкремента и ширина области частот значительно больше, чем у продольных возмущений. Подчеркнуто, что магнитное поле и неоднородность плотности плазмы, которые уменьшают инкремент неустойчивости дозвуковых сдвиговых течений, в случае сверхзвукового перепада скорости уменьшают стабилизирующее влияние сжимаемости среды и могут значительно усилить неустойчивость. Эффективная раскачка косых возмущений сверхзвуковой неустойчивостью KT объясняет присутствие магнитозвуковых волн и формирование размытых сдвиговых течений в СВ и пограничных слоев дальнего геомагнитного хвоста, а также перенос энергии и импульса из СВ в магнитосферу.
Бесплатно
Статья научная
В последние годы для измерения магнитного поля в солнечной короне используют сведения о расстоянии между телом быстрого коронального выброса массы (КВМ) и связанной с ним ударной волны. Во всех случаях этот подход применялся для нахождения радиальных распределений поля B(R) для направлений, почти перпендикулярных лучу зрения. Мы модифицировали этот метод для получения распределений B(R) поля вдоль направлений, близких к оси Солнце-Земля. Для этого с использованием модели ice-cream cone для КВМ по данным коронографов LASCO находились трехмерные характеристики быстрых КВМ типа гало и связанных с ними ударных волн, движущихся почти вдоль оси Солнце-Земля. С помощью этих данных удалось получить распределения B(R) QUOTE до расстояния от центра Солнца ≈43 радиуса Солнца, что примерно в два раза дальше, чем в предыдущих работах, в которых использовались данные LASCO. Полученные результаты оказались в хорошем согласии с результатами предшествующих работ для расстояний до 20 радиусов Солнца. Сделан вывод о том, что для повышения точности такого метода нахождения поля в короне необходимо разработать способ выделения участков КВМ, движущихся в медленном и в быстром солнечном ветре. Предложен способ отбора КВМ, центральная (приосевая) часть которых действительно движется в медленном ветре.
Бесплатно
Радиационные факторы и доказательная база изменений климата
Статья научная
Рассмотрена доказательная база и проблемные вопросы интерпретации результатов исследований изменений климата, которые не укладываются в теорию их антропогенного происхождения. На основе данных по изменениям площади и яркости активных образований на Солнце, а также концентрации аэрозолей естественного (вулканического) и антропогенного происхождения и парниковых газов разработаны индексы, характеризующие воздействие на климат солнечной постоянной, аэрозолей естественного и антропогенного происхождения и парниковых газов за период с 1881 по 2010 г. С использованием моделей множественной регрессии получены величины детерминации изменений температуры в разных пространственно-временных масштабах за счет предложенных радиационных индексов. Радиационные индексы суммарно определяют около 70 % дисперсии температуры земного шара и Северного полушария.
Бесплатно
Радиогелиографическая диагностика потенциальной вспышечной продуктивности активных областей
Статья научная
За 1-2 дня до мощной вспышки по данным с высоким пространственным разрешением радиогелиографов Сибирского солнечного радиотелескопа (ССРТ, 5.7 ГГц) и радиогелиографа Нобеяма (NoRH, 17 ГГц) наблюдаются смещения центров радиояркости в распределении параметра Стокса I по отношению к распределению параметра V. Показано, что это может быть связано с поведением квазистационарных источников над линией инверсии радиальной составляющей магнитного поля - neutral line associated sources (NLS), - имеющих яркостную температуру до 106 K и круговую поляризацию до 90 %. Рождение NLS сопряжено с выходом нового магнитного потока в атмосферу активной области (АО) - классическим фактором вспышечной активности. Поэтому NLS являются предвестником мощных солнечных вспышек и их можно использовать как фактор прогноза. Высокое разрешение ССРТ позволило установить в качестве признака предвспышечного состояния АО отклонение наблюдаемого распределения поляризации ее микроволнового излучения от «нормального» в той зоне солнечного диска, где находится активная область. Это привело к модификации критерия Танака-Эноме по наблюдениям на одной частоте. Использование данных двух радиогелиографов (ССРТ и NoRH) позволило предложить более эффективный способ краткосрочного прогноза солнечных вспышек - двухчастотный критерий нормальных долготных зон. Предвспышечные признаки, связанные со смещением центров яркости в I и V - трансформацией NLS в пятенные источни-ки, - являются «тонкими» признаками, дополняющими прогнозирование согласно двухчастотному критерию, как показано на примере АО 10930, давшей мощные протонные вспышки 6 и 13 декабря 2006 г.
Бесплатно
Ранняя диагностика геомагнитных бурь на основе наблюдений систем космического мониторинга
Статья научная
Рассмотрена задача ранней диагностики геомагнитных бурь на основе применения моделей координат движений центров солнечных корональных выбросов массы (КВМ) и наблюдений их угловых положений, получаемых от измерительных систем космического мониторинга. Предложен метод ранней диагностики геомагнитных бурь, введена функция прогноза расстояния между Землей и центрами КВМ, сформирована процедура принятия решений. Разработан алгоритм диагностики, основанный на минимизации функционала обобщенной триангуляции. Реализованы пример вычисления функции прогноза расстояния и процедуры принятия диагностического решения на основе моделей координат и модельных наблюдений угловых положений центров солнечных КВМ. Определена эффективность процедуры принятия решений для алгоритма ранней диагностики геомагнитных бурь.
Бесплатно
Распределение плотности температурных коэффициентов для мюонов в атмосфере
Статья научная
К настоящему времени построено несколько десятков новых мюонных детекторов. При исследовании вариаций интенсивности космических лучей с помощью этих детекторов, расположенных в глубине атмосферы, необходимо, с учетом их конкретной геометрии, провести расчеты всех характеристик, в том числе распределения плотности температурных коэффициентов для мюонов в атмосфере. С этой целью выполнены расчеты плотности температурных коэффициентов интенсивности мюонов в атмосфере при различных зенитных углах регистрации на уровне моря и на различных глубинах под землей для разных значений пробегов поглощения первичных протонов и пионов в атмосфере.
Бесплатно
Распределение солнечных вспышек малой мощности по времени подъема яркости к максимуму
Статья научная
По сообщениям международного вспышечного патруля за 1972-2010 гг. сформирована электронная база данных, включающая параметры более 123 тысяч солнечных вспышек в линии Нα. Для классов площади и баллов вспышек определены средние продолжительности флэш-фаз. Показано, что с ростом класса площади время подъема яркости вспышек к максимуму увеличивается. Для классов яркости эта тенденция проявляется в более слабой форме. Самые короткие флэш-фазы имеют вспышки взрывного типа и вспышки с единственным центром повышенной яркости внутри вспышечной области, самые продолжительные - двухленточные вспышки и вспышки, демонстрирующие несколько максимумов интенсивности. Выделено 572 случая со временами подъема более 60 мин. Большинство (80 %) таких сверхпродолжительных вспышек имеют более короткую главную фазу. Установлено, что вспышки малой мощности с точки зрения особенностей развития не отличаются от крупных. Они так же, как и мощные вспышки, сопровождаются активизацией и исчезновением волокон, могут иметь взрывную фазу и многократные всплески интенсивности. Среди малых встречаются такие, которые покрывают тени солнечных пятен, а также двухленточные и белые вспышки.
Бесплатно
Распределение тензорной анизотропии космических лучей в окрестности нейтрального токового слоя
Статья научная
Исследуется временной профиль изотропной интенсивности, компонент векторной и тензорной анизотропии космических лучей (КЛ) в периоды пересечений Землей нейтральной поверхности межпланетного магнитного поля (ММП) в 23-24 циклах солнечной активности. Для определения момента пересечения используется синоптическая карта обсерватории Вилкокса и данные о напряженности ММП. Из дальнейшего анализа исключены периоды Форбуш понижений и наземных возрастаний солнечных КЛ. События анализируются для эпох с положительной и отрицательной полярностями общего магнитного поля Солнца. А также внутри каждой эпохи отдельно выделены переходы от сектора с положительным знаком к сектору с отрицательным знаком и, наоборот, переход от отрицательного знака к положительному. Всего отобрано 213 событий пересечений. Для каждого события с помощью метода глобальной съемки были получены первые две сферические гармоники углового распределения КЛ. Среднее число станций, данные которых использованы в каждом событии, составило в среднем 32. В результате анализа данных полученных вышеуказанными методами показано, что временное изменение изотропной компоненты вызвано возникновением магнитной пробки. Впервые надежно выделены зональные гармоники, доказано существование в области малой энергии антисимметричной суточной вариации КЛ, ориентированной вдоль ММП. Приведено сравнение с ранее полученными результатами.
Бесплатно
Распределенная система управления астрономическими ПЗС-камерами
Статья научная
Описывается разработанный в ИСЗФ СО РАН комплект программного обеспечения для управления ПЗС-камерами, установленными на астрономических телескопах для регистрации изображений и спектров космических объектов. Система обеспечивает полнофункциональное дистанционное управление ПЗС-камерами через компьютерную сеть, устраняя необходимость присутствия оператора (наблюдателя) в башне телескопа. При помощи приложения с графическим интерфейсом наблюдатель может изменять режимы работы камер, выполнять экспозиции, загружать, просматривать и сохранять полученные изображения на своем компьютере. Реализовано взаимодействие с системой управления телескопа, что позволяет, в частности, выполнять коррекцию положения телескопа в процессе гидирования объекта наблюдения. Система управления камерами с 2008 г. применяется на звездных и солнечных телескопах Саянской обсерватории (АЗТ-33ИК, АЗТ-14, внезатменный коронограф).
Бесплатно
Расчет атмосферных электрических полей, проникающих из ионосферы
Статья научная
Рассчитаны пространственные распределения электрических полей и токов в атмосфере Земли. В ионосфере задаются распределения электрического потенциала, характерные для суббурь и спокойных геомагнитных условий. Земля считается идеальным проводником. Атмосфера рассматривается как шаровой слой с заданным высотным ходом проводимости. При выбранной модели проводимости и потенциале ионосферы относительно Земли, равном 300 кВ, электрическое поле вблизи поверхности Земли вертикально и достигает 110 В/м. При разности значений потенциала 60 кВ в полярной шапке ионосферы в атмосфере получаются возмущения электрического поля с вертикальной компонентой до 13 В/м, максимальные вблизи поверхности Земли. При горизонтальных масштабах неоднородности поля более ста километров вертикальную компоненту электрического поля вблизи поверхности Земли можно вычислять в рамках одномерной модели. Распределения полей и токов в верхней атмосфере могут быть получены только из трехмерной модели. Используемый численный метод решения задачи электропроводности позволяет учесть неоднородности проводимости и рельеф поверхности Земли. Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 07-05-00135) и программ РАН 2.16 и 16.3.
Бесплатно
Расчет нейтральных меридиональных ветров в средних широтах с помощью Иркутского радара НР
Статья научная
Последовательно представлена методика расчета скоростей меридиональных нейтральных ветров по данным Иркутского радара некогерентного рассеяния (ИРНР). В силу конструктивных особенностей ИРНР применение успешно работающих на других радарах НР методик определения параметров ионосферы, в частности дрейфа плазмы, приводило к значительной дисперсии определяемых параметров. Для расчета скорости дрейфа плазмы с учетом таких особенностей ИРНР была разработана специальная методика на основе анализа фазы автокорреляционной функции сигнала НР. Подобная методика нуждается в экспериментальной проверке, для чего был проведен эксперимент по определению скорости низкоорбитальных спутников. Однако применение предложенных рядом авторов методик для расчетов нейтральных меридиональных ветров [Evans, 1970] с использованием полученных нами ранее скоростей дрейфа приводило к большим разногласиям с эмпирическими моделями ветров HWM93 и HWM07. К тому же одновременные измерения на двух частотах на ИРНР показали, что объяснить подобные расхождения без учета поперечных полю движений оказывается затруднительным. Возможный недоучет влияния движений, создаваемых электрическими полями, может вносить серьезную ошибку в определяемые скорости ветра. В работе рассмотрено усовершенствование методики расчета ветров и показано, что полученные с ее помощью результаты лучше согласуются с эмпирическими моделями ветров.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается прикладное использование модуля программного комплекса RUSCOSMICS [http://ruscosmics.ru], предназначенного для моделирования прохождения частиц первичных космических лучей (КЛ) через атмосферу Земли и сбора информации о характеристиках их вторичной компоненты. Представлены результаты, полученные для потоков протонов с энергетическими распределениями, соответствующими дифференциальным спектрам галактических КЛ (ГКЛ) и солнечных КЛ (СКЛ) во время событий наземного возрастания (ground level enhancement, GLE) интенсивности КЛ GLE65 и GLE67. В статье рассматриваются принцип реализации геометрии атмосферы Земли в модели, данные для ее параметризации, а также приводится описание генератора первичных частиц. Представлены типовые энергетические спектры электронов, полученные при расчетах с использованием спектра ГКЛ во время минимума солнечной активности и GLE65, позволяющие количественно оценить вклад протонов СКЛ в увеличение потоков вторичных КЛ. Приводятся также высотные зависимости скорости ионизации в случае ГКЛ и обоих GLE для двух значений жесткости геомагнитного обрезания. В заключение подводятся итоги и обсуждаются перспективы будущих исследований.
Бесплатно
Статья обзорная
Исследуется применимость методики Титериджа [1] к оценкам скорости вертикального дрейфа ионизации V. Исходными данными являются значения параметра высоты максимума слоя F2 - hm F2, полученные из измерений с помощью цифрового ионозонда DPS-4 в Иркутске (Институт солнечно-земной физики СО РАН) в период 2003-2006 гг. Параметры нейтрального газа рассчитываются по модели термосферы [2]. Оценка полученных расчетов скорости вертикального дрейфа ионизации проводится путем сравнения с эмпирической моделью [3]. В ряде случаев получено хорошее согласие с указанной моделью. Однако такое согласие отмечается не всегда, и причина таких расхождений пока не ясна. В работе обсуждаются также суточные изменения скорости вертикального дрейфа ионизации в разные сезоны
Бесплатно
Расширение корональных выбросов массы в поле зрения SOHO / LASCO: некоторые закономерности
Статья научная
Исследованы закономерности расширения корональных выбросов массы (КВМ), связанных с лимбовыми эруптивными протуберанцами и/или постэруптивными аркадами, в поле зрения инструментов LASCO C2 и C3. Показано, что такие КВМ можно разбить на две группы. Первую группу образуют корональные выбросы массы, у которых видимые в картинной плоскости угловые размеры по широте 2α не меняются в пределах точности измерения. Вторую группу образуют КВМ, угловые размеры которых увеличиваются до положения фронта выброса RF = Rαm и достигают на этом расстоянии максимального значения 2αm. Установлено, что КВМ второго типа являются в среднем более широкими, более быстрыми, имеющими на больших расстояниях более плотную наружную оболочку. Показано, что в среднем Rαm увеличивается с ростом 2αm.
Бесплатно
Статья научная
Обычный отклик магнитосферы на скачок динамического давления солнечного ветра на низких широтах на поверхности Земли представляет собой внезапное возрастание геомагнитного поля одновременно на всех долготах. Однако этот отклик зависит от условий в межпланетном магнитном поле (ММП). В работе показано, что обычный отклик магнитосферы осуществляется, например, при повороте Bz ММП от нуля к югу. При повороте Bz от нуля к северу может возникнуть усиление направленного на север низкоширотного геомагнитного поля ночью и его ослабление (или даже поворот к югу) днем.
Бесплатно
Краткое сообщение
Рассматривается отклик ионосферы на высотах 120-220 км на геомагнитные возмущения в октябре и ноябре 2003 г., вызвавшие резко выраженные понижения значений электронной концентрации в указанном высотном диапазоне. Для этого возмущенного периода по методике авторов также были оценены полуденные изменения относительного содержания атомного и молекулярного кислорода на высоте 120 км. Такая оценка проводится с привлечением ионосферных измерений, выполненных в ИСЗФ СО РАН в 2003-2006 гг. с помощью цифрового ионозонда. Сравнение этих величин с аналогичными значениями по модели MSIS-86 показало, что наши оценки в дни возмущений вдвое ниже. Настоящая работа является продолжением исследований в области использования ионосферных измерений с целью оценки относительного газового состава термосферы на высотах ниже максимума слоя F2.
Бесплатно
Статья научная
Целью данной работы является демонстрация возможности исследования нерегулярных вариаций полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы при использовании одночастотных измерений в системе GPS. Такая возможность рассматривается на примере регистрации временного хода наклонного ПЭС во время солнечного затмения 20 марта 2015 г. В качестве исходных данных используютcя двухчастотные и одночастотные фазовые и кодовые измерения со станции MORP международной сети IGS. В результате сравнения расчетных данных временного хода ПЭС для этих двух режимов показано как качественное согласие (общее значительное уменьшение ПЭС во время затмения), так и количественное (после соответствующей обработки) совпадение результатов.
Бесплатно
Статья научная
Описывается интерферометр Фабри-Перо, предназначенный для исследования излучения верхней атмосферы Земли. Предлагается модификация существующего способа обработки данных интерферометра для получения доплеровского сдвига и уширения наблюдаемой линии, разделения интенсивности наблюдаемой линии и интенсивности фона. Демонстрируется независимость определения температуры по линии кислорода 630.0 нм от присутствующего в наблюдаемых интерференционных картинах сигнала гидроксила. Полученные температура и скорость ветра сравниваются с моделями верхней атмосферы (NRLMSISE-00, HWM14). Показано, что интерферометр способен измерять значения температуры по линии 557.7 нм с условием проведения дополнительной калибровки прибора. Результаты наблюдения ветра в целом совпадают с модельными представлениями. Ночной ход интенсивности по красной и зеленой линиям и температуры по линии 557.7 нм достаточно хорошо совпадает с ночным ходом этих параметров, наблюдаемых на устройствах, установленных в непосредственной близости от интерферометра.
Бесплатно
Резонансное УНЧ-поглощение в условиях магнитной бури
Статья научная
Работа посвящена радарным ультранизкочастотным (УНЧ) наблюдениям в высокоширотной ионосфере. Проведен анализ доплеровских данных норвежского радара STARE в условиях умеренной магнитной бури 31.12.1999-01.01.2000 г. После усреднения доплеровских сигналов вдоль лучей радара определена спектральная мощность сигнала как функция частоты в диапазоне 1-10 мГц для каждого луча. На всех лучах радара обнаружено резкое падение (около 10 дБ) спектральной мощности с ростом частоты. Методом наименьших квадратов проведен вариационный анализ спектральной мощности, в котором падение мощности моделировалось ступенчатым профилем, составленным из средних значений мощности до и после падения. Посредством вариационного анализа для каждого луча определена частота, на которой произошло падение спектральной мощности. Усредненное по всем лучам значение такой частоты составило 4.8±0.5 мГц. Полученные результаты интерпретируются как эффект резонансного поглощения УНЧ-волн на собственных частотах магнитных силовых линий по мере распространения волн от магнитопаузы в глубину магнитосферы.
Бесплатно
Результаты 35-летних исследований содержания СO2 в атмосфере Москвы астрофизическим методом
Статья научная
Показано, что астрономический мониторинг содержания атмосферных газов в городах и промышленных центрах позволяет получать наиболее представительные данные. В Москве с 1969 г. по 1991 г. концентрация С02 росла умеренными темпами и к концу периода увеличилась на 48 %. Затем положительный тренд скачком вырос, и к 1999 г. содержание углекислого газа в атмосфере Москвы превысило уровень 1969 г. в 2.5 раза. С началом нового тысячелетия рост количества СO2 прекратился, и сейчас его концентрация продолжает удерживаться на уровне 2003 г.
Бесплатно
