Проведено исследование возмущений полного электронного содержания (ПЭС), связанных с тропическими циклонами (ТЦ). Исследование выполнено на основе статистического анализа шести тропических циклонов различной интенсивности, наблюдавшихся в северо-западной части Тихого океана в сентябре-ноябре 2005 г. Использовались данные международной сети фазовых двухчастотных наземных приемников GPS и метеорологического архива NCEP/NCAR Reanalysis. Показано, что в спокойных геомагнитных условиях интенсивность вариаций ПЭС различных диапазонов периодов (2-20 и 20-60 мин) увеличивается в периоды максимальной фазы ТЦ. Наибольшая амплитуда вариаций ПЭС регистрируется в те моменты, когда скорость ветра в ТЦ и площадь циклона максимальны. Усиление интенсивности вариаций ПЭС более явно, когда в регионе действует несколько циклонов одновременно. Установлено, что реакция ионосферы на действие ТЦ может наблюдаться только тогда, когда циклон достигает стадии тайфуна. Отклик ионосферы на ТЦ более отчетлив на низких углах места спутника GPS.

Бесплатно

Сравнительный статистический анализ поведения скорости нейтрального ветра в области мезосферы / нижней термосферы средних широт по данным измерений метеорным радаром и интерферометром Фабри - Перо

Васильев Р.В., Артамонов М.Ф., Мерзляков Е.Г.

Статья научная

Исследования скорости ветра в верхней атмосфере чрезвычайно важны для понимания как механизмов трансформации энергии внешних воздействий в нагрев, движение и химическую активность атмосферы, так и обратных процессов передачи энергии, запасенной в нижней атмосфере, ее вышележащим слоям. Инструменты и методы для исследования поведения скорости ветра и ее вариаций на различных высотных уровнях, как правило, взаимно дополняют друг друга, поэтому в работе был проведен сравнительный анализ сведений о нейтральном горизонтальном ветре в зимне-весенний период в Восточной Сибири, полученных различными методами. Отмечены особенности, возникающие при воздействии геомагнитных бурь и внезапных стратосферных потеплений на нейтральный ветер на различных высотах. Предложен метод статистического сравнительного анализа скорости и направления нейтрального ветра, полученных в различных точках, и показана его состоятельность. При помощи предложенного метода проведено количественное сравнение ветра в зимне-весенний период в Восточной Сибири на различных высотных уровнях...

Бесплатно

Среднеширотное излучение верхней атмосферы земли при гелиогеофизических возмущениях

Михалев А.В.

Статья научная

Дается краткий обзор результатов исследований среднеширотного собственного излучения верхней атмосферы Земли, проведенных за последние годы в ИСЗФ СО РАН.

Бесплатно

Среднеширотные сияния в 23-24-х солнечных циклах по данным наблюдений на юге Восточной Сибири

Михалев А.В.

Статья научная

В работе представлены данные наблюдений среднеширотных сияний (СС) на юге Восточной Сибири в 23-24-м солнечных циклах. Рассматриваются спектральный состав и доминирующие эмиссии СС, суточное распределение вероятности регистрации СС, зависимость от уровня геомагнитной активности, принадлежность к различным типам сияний. Показана тесная связь интенсивности доминирующей эмиссии 630.0 нм с D st-индексом во время магнитных бурь (МБ). Отмечается, что наиболее интенсивные СС регистрируются в главные фазы МБ. Зарегистрированное СС 20 ноября 2003 г. может дополнить список наиболее известных сияний (great aurora). Описывается динамика авроральных эмиссий 557.7 и 630.0 нм для очень сильных МБ ( Dst min

Бесплатно

Среднеширотные сияния в Восточной Сибири в 1991-2012 гг

Михалев А.В.

Статья научная

В работе представлены данные наблюдений среднеширотных сияний на юге Восточной Сибири за 1991-2012 гг. Рассматриваются некоторые вопросы морфологии среднеширотных сияний.

Бесплатно

Статистически значимые оценки влияния солнечной активности на планетарные волны в средней атмосфере северного полушария по данным модели МСВА

Коваль А.В.

Статья научная

Для зимнего периода в Северном полушарии с помощью численного моделирования изучается влияние изменений в термосфере, обусловленных уровнем солнечной активности (СА), на амплитуды долгопериодных планетарных волн (ПВ). Используется модель средней и верхней атмосферы (МСВА), позволяющая производить расчеты на высотах 0-300 км. Изменения СА в радиационном блоке МСВА задаются различными значениями потока солнечного излучения на длине волны 10.7 см для высот более 100 км. Для учета влияния заряженных частиц в ионосфере на динамику нейтрального газа в МСВА включены ионосферные проводимости для различных уровней СА. Для повышения статистической достоверности результатов получены два ансамбля расчетов, состоящие из 16 модельных прогонов каждый и соответствующие минимуму и максимуму СА. Проведен расчет статистической значимости средних разностей амплитуд ПВ при высокой и низкой СА. Показано, что полученные результаты достоверны почти во всем диапазоне высот 0-300 км. Моделирование впервые показало, что в средней атмосфере Северного полушария статистически достоверные различия амплитуд долгопериодных ПВ могут составлять 10-15 % в зависимости от зонального волнового числа ПВ. При этом существенное влияние на распространение ПВ в средней атмосфере оказывает отражение волн на высотах нижней термосферы.

Бесплатно

Статистические взаимосвязи вариаций геомагнитного поля, аврорального электроджета и геоиндуцированных токов

Воробьев А.В., Пилипенко В.А., Сахаров Я.А., Селиванов В.Н.

Статья научная

На основе данных за 2015 г. магнитных обсерваторий сети IMAGE и станции по регистрации геоиндуцированных токов (ГИТ) в линии электропередачи исследуются корреляционные взаимосвязи между вариациями геомагнитного поля и ГИТ. Наибольшую корреляцию интенсивность ГИТ имеет с вариабельностью поля | d B/ dt | ( R >0.7), при этом коэффициенты корреляции ГИТ с вариациями производных Х- и Y- компонент близки. Суточный ход как среднего значения вариабельности поля | d B/ dt |, так и интенсивности ГИТ имеет широкий ночной максимум, связанный с электроджетом, и утренний максимум, предположительно обусловленный интенсивными геомагнитными пульсациями типа Рс5-Pi3. Построена регрессионная линейная модель для оценки величины ГИТ по производной по времени геомагнитного поля и AE -индексу. Статистические распределения плотности вероятности значений AE -индекса, производной геомагнитного поля и ГИТ соответствуют логарифмически нормальному закону. На основании построенных распределений оценены вероятности экстремальных значений изучаемых величин.

Бесплатно

Статистические исследования продолжительности солнечных вспышек малой мощности

Боровик А.В., Жданов А.А.

Статья научная

Работа является продолжением серии работ, посвященных исследованию временных параметров солнечных вспышек в линии Нα. По данным международного вспышечного патруля за период 1972-2010 гг. определены средние продолжительности вспышек различных баллов и классов площади. Установлено, что 94.6 % вспышек имеют продолжительность не более 60 мин. Для 90 % вспышек с мин время жизни составляет 2.1-3.3 ч. В редких случаях вспышки могут существовать порядка 12 ч. Время жизни мощных солнечных вспышек не превышает 8.3 ч. Установлено, что продолжительности солнечных вспышек зависят от особенностей их развития. Самые короткие времена жизни имеют вспышки с одним центром повышенной яркости внутри вспышечной области, самые продолжительные - двухленточные вспышки и вспышки, демонстрирующие несколько всплесков интенсивности. Подтверждено, что с увеличением класса площади и яркости вспышек их продолжительность увеличивается.

Бесплатно

Статистические исследования солнечных вспышек малой мощности. Продолжительность главной фазы

Боровик А.В., Жданов А.А.

Статья научная

Работа является продолжением серии работ, посвященных исследованию временных параметров солнечных вспышек в линии Нα. По данным международного вспышечного патруля сформирована электронная база солнечных вспышек за период 1972-2010 гг. Статистический анализ времени спада яркости вспышек показал, что с ростом класса площади и яркости продолжительность главной фазы увеличивается. Определены средние продолжительности главных фаз вспышек классов площади S, 1, 2-4. Установлено, что время спада яркости зависит от типа и особенностей развития солнечных вспышек. Самую короткую главную фазу имеют вспышки с одним центром повышенной яркости внутри вспышечной области, самую продолжительную - вспышки, имеющие несколько максимумов интенсивности, и двухленточные вспышки. Выделено более 3000 вспышек со сверхпродолжительным временем спада (более 60 мин). Для 90 % таких вспышек время спада яркости составляет 2-3 ч, а в отдельных случаях достигает 12 ч.

Бесплатно

Статистические исследования солнечных вспышек малой мощности. Распределения вспышек по площади, яркости и баллам

Боровик А.В., Жданов А.А.

Статья научная

Создана электронная база данных для 123801 солнечных вспышек, произошедших на Солнце с 1972 по 2010 гг. Основу составили каталоги Solar Geophysical Data (SGD) и квартального бюллетеня (Quarterly Bulletin on Solar Activity). С помощью разработанного пакета программ проведена предварительная статистическая обработка данных. Первые результаты позволили выявить ряд новых особенностей в распределении параметров солнечных вспышек, отличных от полученных ранее. Установлено, что более 90 % всех происходящих на Солнце вспышек имеют малую мощность. Самый многочисленный класс составляют вспышки балла SF (64 %). Вспышечная активность показывает хорошо выраженную цикличность и высокую корреляцию с числами Вольфа. Самые высокие коэффициенты корреляции имеют вспышки классов площади S и 1. Существует также высокая корреляция между отдельными классами вспышек: S и 1, 1 и (2-4). Полученные ранее [Mitra et al., 1972] результаты, свидетельствующие о превалировании на Солнце вспышек балла SN (47 %) и существовании значимых пиков в распределении для вспышек баллов SN и 1N, не подтвердились. Распределение числа солнечных вспышек с ростом оптического балла имеет плавный спад без существенных отклонений. С ростом оптического балла происходит постепенное перераспределение вспышек в сторону увеличения класса яркости. Большее число вспышек баллов SN и 1N, присутствующее на распределениях [Mitra et al., 1972], по всей вероятности, связано с недостаточной статистикой.

Бесплатно

Статистические свойства аврорального километрового радиоизлучения по наблюдениям на спутнике ERG (Arase)

Колпак В.И., Могилевский М.М., Чугунин Д.В., Чернышов А.А., Моисеенко И.Л., Кумамото А., Тсучия Ф., Касахара Е., Шойи М., Миеши Е., Шинохара И.

Статья научная

В данной работе впервые исследованы одновременно зарегистрированные одним спутником сигналы аврорального километрового радиоизлучения (АКР) от источников в авроральных областях Северного и Южного полушарий. В ходе выполнения настоящего исследования проведена подробная статистическая обработка непрерывных измерений АКР продолжительностью более двадцати месяцев на спутнике ERG (Arase), которая позволила подтвердить ранее полученные результаты о расположении источников АКР и сезонных изменениях интенсивности излучения. Открытые вопросы о процессах в источнике АКР могут быть решены с использованием данных о диаграмме направленности излучения в различных геомагнитных условиях. Для ответа на эти вопросы сделана оценка угла раствора конуса диаграммы направленности АКР в вечернем и утреннем секторах магнитосферы Земли.

Бесплатно

Статистическое исследование характеристик распространения перемещающихся ионосферных возмущений по данным радиофизического комплекса ИСЗФ СО РАН

Медведев А.В., Ратовский К.Г., Толстиков М.В., Щербаков А.А., Алсаткин С.С.

Статья научная

Данная работа посвящена изучению пространственно-временной структуры перемещающихся ионосферных возмущений на основе профилей электронной концентрации, измеренных двумя лучами Иркутского радара некогерентного рассеяния и ионозондом. Разработан метод определения пространственно-временной структуры волновых возмущений с использованием кросскорреляционного и спектрального анализа электронной концентрации. Проведен полный анализ профилей электронной концентрации с 15 января по 17 февраля 2011 г., включая определение полного вектора скорости, для 1-6-часовых ионосферных возмущений, соответствующих внутренним гравитационным волнам. Полученные характеристики распространения согласуются с известными представлениями о волновых ионосферных возмущениях. На основе длительных непрерывных измерений с помощью ионозонда разработан автоматический метод обнаружения ионосферных возмущений. Проведен статистический анализ возмущений электронной концентрации для 2004-2009 гг.

Бесплатно

Струйные явления (джеты) над нулевыми точками коронального магнитного поля

Филиппов Б., Кучми С., Голуб Л.

Статья научная

В солнечной короне в крайнем ультрафиолетовом и рентгеновском излучении наблюдаются явления, представляющие собой короткоживущие струи плазмы (джеты) различных масштабов - от гигантских рентгеновских джетов протяженностью более 300 Мм до многочисленных небольших струй с размерами, характерными для макроспикул. Последние особенно хорошо заметны в полярных корональных дырах. Они тесно соседствуют с крошечными яркими петлями и совпадают по времени с их внезапным уярчением и увеличением в размерах. Геометрическая форма джетов и их местоположение свидетельствуют о том, что они возникают вблизи особых нулевых точек коронального магнитного поля. Эти точки появляются в корональных дырах благодаря всплыванию небольших биполярных или униполярных магнитных образований внутри крупномасштабных униполярных ячеек. Полярные джеты демонстрируют отчетливое вертикальное движение плазмы в корональной дыре, которое вносит значительный импульс и массу в поток солнечного ветра. Исследование динамики полярных джетов может прояснить определенные детали в проблеме ускорения быстрого солнечного ветра.

Бесплатно

Структура и развитие внепятенной вспышки 16 марта 1981 г

Боровик А.В., Мячин Д.Ю.

Краткое сообщение

Рассматриваются морфологические особенности развития двухленточной внепятенной вспышки 16 марта 1981 г. балла 1N (N09W22) и ее связь с магнитным полем. В отличие от крупных вспышек активной области внепятенная вспышка характеризовалась крупномасштабным процессом развития, значительной удаленностью от линии раздела полярностей и отсутствием расхождения лент. В развитии вспышки выделено четыре периода. В начале каждого из них наблюдалось резкое увеличение яркости вспышки с одновременным уменьшением площади вспышечных лент. На протяжении всех периодов площади лент изменялись синхронно. Однако в один из моментов вблизи максимума ситуация резко изменилась: площадь одной из лент увеличилась, другой уменьшилась. Это, на наш взгляд, отражало реально происходящие в источнике вспышки физические процессы и являлось предвестником начала распада вспышки. Магнитное поле и его топология, а также ячеистая структура хромосферы играли в развитии вспышки определяющую роль. Практически все узлы и яркие части вспышки располагались в непосредственной близости от магнитных холмов с напряженностями поля от 80 до 250 Гс. Выделены основные структурные элементы вспышки. Обнаружено явление, которому дано название «туннельного эффекта», т. е. когда вспышка развивается внутри «туннеля», образованного системой темных арочных структур (волокон). Полученные в работе факты свидетельствуют, что внепятенные вспышки, скорее всего, образуют отдельный класс вспышечных явлений и их изучение представляет большой интерес для понимания про-исхождения вспышек на Солнце.

Бесплатно

Структура нелинейных вистлеров, движущихся в плазме под углом к магнитному полю

Кичигин Г.Н.

Статья научная

Получены решения уравнений двухжидкостной магнитной гидродинамики, описывающие в холодной замагниченной плазме мелкомасштабные быстрые магнитозвуковые установившиеся волны - нелинейные вистлеры, движущиеся под углом α к внешнему магнитному полю. При фиксированном угле α альфвеновское число Маха вистлеров имеет небольшой интервал разрешенных значений. Установлено, что при переходе от предельно малых чисел Маха к предельно большим амплитуда и пространственная структура волновых компонент скорости и магнитного поля вистлеров существенно изменяются. Определен диапазон углов направления движения вистлеров по отношению к направлению вектора внешнего магнитного поля, в пределах которого полученные приближенные аналитические и численные решения удовлетворительно согласуются.

Бесплатно

Структура одномерных стоячих МГД-волн в дневной плазмосфере и на ее границе

Поляков А.Р.

Статья научная

Метод корреляционных функций флуктуаций амплитуды и фазы (КФАФ) использован для обработки колебаний, численно получаемых для модели стоячих МГД-волн в плоском прямоугольном резонаторе. Оказалось, что для изотропных волн БМЗ-моды интервал между двумя соседними пиками корреляционных функций Δ каждый раз при различных параметрах модели определяется только частотой первой гармоники одной из возможных одномерных стоячих волн. Впервые метод КФАФ использован для обработки реальных, а не моделированных, записей геомагнитных возмущений. Для станций Борок и Монды в качестве конечного продукта получены распределения значений периода первой гармоники стоячей волны. Оказалось, что все характерные значения этих периодов полностью соответствуют известным МГД-волнам в плазмосфере и на ее границе.

Бесплатно

Суббури 26.02.2008: синтез сценариев Outside-in и Inside-out

Мишин В.М., Пу З., Сапронова Л.А., Толочко М.В., Сайфудинова Т.И., Соловьев С.И.

Краткое сообщение

Используя данные измерений на борту спутников THEMIS и данные высокоширотной сети наземных магнитометров, обработанные с помощью техники инверсии магнитограмм, описана временная последовательность основных процессов суббурь 26.02.2008 г. Сделан вывод, что эта последовательность не согласуется ни с одним из двух известных сценариев суббури, Outside-in и Inside-out, но соответствует их синтезу.

Бесплатно

Суббури, связанные с различными потоками в солнечном ветре

Дэспирак И.В., Любчич А.А., Яхнин А.Г., Козелов Б.В., Биернат Х.К.

Статья научная

Исследовались суббуревые возмущения в периоды магнитных облаков (MC - magnetic clouds) и рекуррентных потоков солнечного ветра. Показано, что суббури, связанные с магнитными облаками (MC), начинаются на более низких широтах, чем суббури, связанные с рекуррентными потоками. Долготный размер авроральной выпуклости больше, а широтный - меньше для суббурь в периоды MC. Влияние параметров солнечного ветра (скорости солнечного ветра V и южной компоненты межпланетного магнитного поля Bs) на развитие выпуклости различно. Во время рекуррентных потоков возрастание V и Bs приводит к возрастанию средней максимальной широты суббури. Во время MC рост V и Bs приводит к тому, что в среднем максимальная широта суббури уменьшается. Мы предположили, что эти различия можно объяснить различной конфигурацией хвоста магнитосферы в периоды бурь и во время «небуревых» интервалов. Полученные результаты согласуются с некоторыми работами, демонстрирующими, что предпочтительными условиями для появления суббурь на высоких широтах являются рекуррентные потоки солнечного ветра, которые преимущественно наблюдаются на спаде и в период минимума солнечной активности.

Бесплатно

Супербуря 06.04.2000 г.: эффекты сильных динамических ударов

Мишин В.М., Курикалова М.А., Толочко М.В.

Статья научная

Выполнен анализ карт эквивалентных (ЭТ) и продольных токов (ПТ) супербури 6 апреля 2000 г. в интервале 15:00-20:00 UT. Основные возмущения были следствием скачкообразного роста Pd- динамического давления солнечного ветра (СВ). Использовалась аналогия магнитосферных токов и проволочных электрических цепей. Ключевая особенность рассмотренных цепей - меридиональные ионосферные токи Педерсена, соединяющие ПТ одного знака зоны 1 с ПТ другого знака соседней зоны 2 или 0. Описана эмпирическая модель, в которой три названных тока образуют одну из меридиональных систем токов (meridional current system, MCS). Эти системы разделены на три типа: MCS-0, MCS-1 и MCS-2. В области каждой MCS, вместе с током Педерсена, образуется ток Холла, который создает известные наблюдаемые авроральные электроструи AEJW и AEJE, а также холловскую электрострую в ионосфере полярной шапки. Вывод о холловской природе электроструй распространяется и на разгрузочную AEJW. Системы MCS заменяют или дополняют классический токовый клин суббури (substorm current wedge, SCW) в качестве основной составляющей общей трехмерной системы токов Pd-возмущений и суббурь. Электрические цепи MCS-1 и MCS-0 замыкаются на магнитосферный генератор соответственно через известный частичный кольцевой ток DRP-1 и ранее не известный DRP-2 в долях хвоста. Важная особенность рассмотренных Pd-возмущений - преобладание дневной активности над ночной, обычной для типичных суббурь. Мы предполагаем, что этот факт объясняет ряд наблюдавшихся явлений, необычных для суббурь. В ходе разгрузочной фазы возмущений площадь полярной шапки, а также наблюдаемые значения магнитного потока долей хвоста ψ и потока Пойтинга ε' не уменьшились, а увеличились. Эти результаты противоречат выводам, полученным ранее для суббурь и Pd-возмущений, как и тот факт, что соотношение между входной мощностью супербури ε' и потребляемой мощностью возмущения Q имело вид Q Мы предполагаем, что наблюдавшийся скачок Pd вызвал рост скорости дневного пересоединения (magnetic reconnection disturbance, MRD), который более чем скомпенсировал одновременный рост скоростей ночных процессов: пересоединения в замкнутом хвосте (MR1) и в долях хвоста (MR2). Мы заключаем, что в рассмотренных Pd-возмущениях прослеживались основные процессы, подобные тем, которые свойственны типичным суббурям: MRD, образование CD (current disruption) и ПТ SCW, MR1 и MR2. В рассмотренных Pd-возмущениях эти процессы наблюдались с сильными особенностями, обусловленными повышенным сжатием магнитосферы динамическим давлением СВ.

Бесплатно

Суточные вариации вертикального полного электронного содержания в спокойных гелиогеомагнитных условиях

Перевалова Н.П., Полякова А.С., Зализовский А.В.

Статья научная

На основе анализа карт GIM проведено исследование характера суточного хода вертикального ПЭС в спокойных гелиогеомагнитных условиях, отражающего фоновое поведение ионизации. Получены статистические оценки максимального и минимального значения ПЭС в течение суток, а также амплитуды суточных вариаций ПЭС в различные сезоны в различных широтно-долготных секторах. Сравнение усредненных суточных вариаций вертикального ПЭС с поведением критической частоты слоя F2 ионосферы и данными регистрации ПЭС с помощью геостационарного ИСЗ ATS-3 показало, что, несмотря на применяемую интерполяцию, карты GIM дают адекватную картину поведения ионизации в спокойных гелиогеомагнитных условиях.

Бесплатно

Журнал