Статьи журнала - Солнечно-земная физика
Все статьи: 599
Статья научная
По данным с часовым разрешением, полученным в околоземной гелиосфере в 1965-2014 гг., рассчитаны статистические характеристики углов, описывающих направление межпланетного магнитного поля (ММП): среднеквадратичные отклонения азимута и наклонения, коэффициенты асимметрии их распределений, а также коэффициент корреляции этих углов. Показано, что все перечисленные характеристики изменяются в цикле солнечной активности, причем часть изменяет знак при изменении направления полярного магнитного поля Солнца. Результаты обработки экспериментальных данных сравнивались с моделью, которая описывает перенос неоднородным солнечным ветром крупномасштабных возмущений силовых линий магнитного поля. Сравнение показало, что изменение характеристик углового распределения ММП в солнечном цикле, вероятно, происходит вследствие появления крупномасштабного широтного градиента скорости солнечного ветра в периоды минимумов солнечной активности. Существенное влияние на угловое распределение ММП оказывают также долготный градиент скорости в хвостовых частях высокоскоростных потоков и кратковременные локальные вариации градиентов скорости.
Бесплатно
Статья научная
Цилиндрические зонды Ленгмюра, благодаря их относительной простоте изготовления, использовались в 1960-1970 гг. в СССР как на спутниках («Космос-378», «Интеркосмос-2, -4, -8, -10, -19»), так и в экспериментах при вертикальных пусках ракет по программе «Интеркосмос» («Вертикаль-4, -6, -10») для измерений концентрации и температуры электронов. Первоначально измерения проводились на средних широтах. С увеличением наклонения орбиты запускаемых спутников (спутники не имели стабилизации) иногда на зондовых характеристиках наблюдались падающие участки в области электронного тока насыщения. В 1981 г. был запущен стабилизированный по трем осям спутник «Интеркосмос-Болгария-1300» с цилиндрическим зондом, продольная ось которого была постоянно ориентирована вниз на Землю. Только после его запуска стало возможным сделать определенные выводы относительно влияния величины магнитного поля Земли на форму зондовой характеристики и, как следствие, на определение электронной концентрации и температуры. Приведены примеры зондовых характеристик с падающими участками. Проведено сравнение с подобными измерениями в лабораторной плазме. Показано, что появление отрицательных участков на зондовых характеристиках является результатом влияния магнитного поля Земли и степень такого влияния зависит также от величины концентрации и температуры электронов и величины напряжения на зонде.
Бесплатно
Влияние метеорологических штормов на область Е ионосферы в 2017-2018 гг
Статья научная
В работе представлены результаты наблюдений спорадического слоя Es в период метеорологических возмущений в Калининграде в октябре 2017 и 2018 г. на фоне спокойных геомагнитных условий. В дни метеорологических штормов (29-30 октября 2017 и 23-24 октября 2018 г.) отмечались существенные изменения в динамике критической частоты Es-слоя. Наблюдения возмущений атмосферных и ионосферных параметров в Калининградском регионе показывают, что задержка реакции ионосферы по отношению к времени максимальных возмущений атмосферных параметров составляет около трех часов. Причины возникновения наблюдаемых явлений на высотах Е-области, по-видимому, обусловлены распространением акустико-гравитационных волн, генерируемых конвективными процессами в нижней атмосфере в периоды метеорологического шторма. Усиление турбулентных процессов в нижней термосфере приводит к увеличению плотности атмосферы и ускорению рекомбинационных процессов. За этим следует быстрое снижение концентрации ионов и соответственно критической частоты слоя Es вплоть до частот ниже порога чувствительности ионозондов.
Бесплатно
Влияние метеорологических штормов на параметры ионосферы в Балтийском регионе в 2010 г
Статья научная
Представлены результаты наблюдения параметров атмосферы и ионосферы в периоды сильных метеорологических возмущений (штормов) в Калининградской области. Наблюдения критической частоты F2-слоя ионосферы ( f oF2) и полного электронного содержания (ПЭС) выполнены на ст. Калининград (20 °E, 54.20 °N). В качестве анализируемых атмосферных параметров рассматривались атмосферное давление и ветер. Показано, что в периоды метеорологических штормов как в дневное, так и в ночное время отмечаются понижения значений ПЭС до 50 % и f oF2 до 15 % по отношению к спокойным дням. Выявленные изменения состояния ионосферы во время метеорологических штормов отмечаются регулярно и являются характерным признаком метеорологического влияния на ионосферу.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияние параметра β солнечного ветра (отношение плазменного давления к магнитному) на статистические характеристики А р-индекса, отражающего триггерное поведение активности магнитосферы Земли. Триггерный эффект в динамике магнитосферы заключается в резком переходе от периодического режима к хаотическому в цикле солнечной активности. Показано, что кумулятивные функции распределения амплитуд и спектры мощности А p-индекса как периодического, так и хаотического режима хорошо аппроксимируются степенными и экспоненциальными функциями соответственно. При этом показатели степенных функций и показатели, характеризующие наклон спектра А p-индекса, существенно различаются по величине для периодического и хаотического режимов. Обнаружено, что величина А p нелинейно зависит от β для обоих режимов динамики магнитосферы. Максимум амплитуды А p-индекса для периодического режима наблюдается при β>1, а хаотического - при β
Бесплатно
Статья научная
На основе спектральных наблюдений гидроксильного излучения (полоса (6-2) 834 нм) в Восточной Сибири (Геофизическая обсерватория ИСЗФ СО РАН, 52° N, 103° E) в 2008-2011 гг. и в Европейской части России (Звенигородская научная станция ИФА РАН, 56° N, 37° Е) в 2000-2011 гг. выявлены статистически значимые сезонные вариации температуры мезопаузы и ее межсуточной и ночной изменчивости. В качестве параметров изменчивости температуры взяты ее стандартные отклонения, с помощью которых можно анализировать сезонную активность планетарных волн, приливов и внутренних гравитационных волн. Сравнение результатов, полученных в рассматриваемых регионах, свидетельствует о более высоких значениях параметров сезонных вариаций и изменчивости температуры мезопаузы в Восточной Сибири.
Бесплатно
Влияние сильной турбулентности в магнитослое на формирование низкоширотного пограничного слоя
Статья научная
Характерной особенностью магнитослоя является высокий уровень флуктуаций магнитного поля. Исследуется влияние флуктуаций магнитного поля в магнитослое на формирование низкоширотного пограничного слоя (LLBL) на примере события 2 марта 1996 г. Приведены результаты одновременного анализа характеристик плазмы и магнитного поля в низкоширотном пограничном слое по данным спутника «Интербол»/«Хвостовой зонд», в магнитослое по данным спутника «Geotail» и параметров солнечного ветра по данным спутника WIND. Во время анализируемого события параметры солнечного ветра были относительно стабильными. В то же время в магнитослое магнитное поле флуктуировало с амплитудой ~20 нТл. Показано, что амплитуда флуктуаций магнитного поля в магнитослое для исследуемого пересечения границы магнитосферы превышает значение магнитного поля под магнитопаузой вблизи каспа. Отмечено, что флуктуации магнитного поля в магнитослое могут играть существенную роль в формировании магнитопаузы. Обсуждается возможность локального нарушения баланса давления на магнитопаузе и проникновения плазмы магнитослоя внутрь магнитосферы в результате флуктуаций магнитного поля в магнитослое.
Бесплатно
Влияние солнечного ультрафиолета на возбуждение эмиссии 630 нм в свечении ночного неба
Статья научная
Хорошо известно, что интенсивность эмиссии 630.0 нм в свечении ночного неба на средних широтах увеличивается больше чем в два раза в периоды максимума активности Солнца. Предполагалось, что это явление обусловлено вариациями интенсивности солнечного ультрафиолетового излучения в циклах солнечной активности [Фишкова, 1983]. В этой работе представлены результаты фотометрических измерений интенсивности эмиссии ночного неба на географической широте 63° на меридиане Якутска (130° E) в 1990-2007 гг. Показана зависимость интенсивности эмиссии 630.0 нм в магнитоспокойные дни от солнечной активности в 22-м и 23-м циклах. Установлено наличие тесной связи интенсивности линии 630.0 нм в ночном небе с интенсивностью солнечного крайнего ультрафиолета (EUV) в 1997-2007 гг. по данным SOHO/SEM с коэффициентом корреляции 0.8-0.9. Тем самым получено экспериментальное подтверждение доминирующей роли солнечного EUV в возбуждении эмиссии 630.0 нм в свечении ночного неба.
Бесплатно
Влияние солнечной активности на погодно-климатические характеристики тропосферы
Статья научная
Мы обсуждаем проблемы, которые имеют важное значение для понимания происхождения климатических изменений в XX веке и основных физических процессов, ответственных за эти изменения. Рассмотрена возможная роль солнечной активности в изменении климата Земли в прошлом и будущем. Как показано, физические механизмы, которые могут обеспечить эффект солнечной изменчивости на погоде и климате, контролируют поток энергии от Земли к космосу. Особое внимание уделяется механизму влияния солнечной активности на климатические характеристики тропосферы через атмосферное электричество. Рассмотрены особенности реакции тепловых и динамических режимов океана и атмосферы на изменения солнечной активности, процессы в атмосфере, океане и криосфере. Мы также показываем и обсуждаем результаты анализа закономерностей и особенностей реакции температуры тропосферы и температуры поверхности океана (ОСТ) как на изолированные гелиогеофизические возмущения, так и на долгосрочные изменения солнечной и геомагнитной активности. Результаты анализа пространственно-временной структуры реакции на изменения уровня гелиогеофизической активности в тропосфере и ОЗТ.
Бесплатно
Влияние солнечной/магнитосферной активности на тропический циклогенез в тихом океане
Статья научная
Количественно оценивается влияние солнечной и геомагнитной активности на происхождение и эволюцию тропических циклонов (ТЦ) путем определения глубины корреляции между индексами солнечной и геомагнитной активности и основными характеристиками ТЦ в северо-западной части Тихого океана (N-WPO). Показано, что в течение 1945-2005 гг. в определенных регионах области эти коэффициенты корреляции были высокими.
Бесплатно
Статья научная
Сильные метеорологические возмущения в атмосфере, сопровождающиеся генерацией волн и турбулентности, могут оказывать влияние на плазму ионосферы и геомагнитное поле. Для поиска этих эффектов мы проанализировали данные электромагнитных измерений на низкоорбитальных спутниках Swarm во время пролетов над областью тайфуна Vongfong 2014 г. Обнаружено появление в верхней ионосфере «магнитной ряби» - поперечных к основному геомагнитному полю флуктуаций малой амплитуды (0.5-1.5 нТл) с преобладающим периодом порядка 10 с, вызванных мелкомасштабными продольными токами. Предположительно, эти квазипериодические флуктуации связаны с пролетом спутника через квазипериодическую пространственную структуру продольных токов с характерным масштабом ~70 км, индуцируемых при взаимодействии акустических волн, возбуждаемых тайфуном, с Е-слоем ионосферы. В одном из пролетов над тайфуном наблюдался всплеск высокочастотных шумов (~0.3 Гц), которые можно связать с возбуждением ионосферного альвеновского резонатора атмосферной турбулентностью.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрено влияние крупных атмосферных процессов на ионосферу на примере тропического тайфуна Vongfong 2014 г. с использованием данных трехспутниковой миссии Swarm (высота 450-500 км). Обсуждаются два возможных механизма передачи возмущения на ионосферные высоты - генерация акустико-гравитационных волн (АГВ) и возбуждение электрических полей в атмосфере. Предложены новые методики выделения ионосферного отклика на АГВ по данным низкоорбитальных спутников. Первая основана на определении относительных вариаций электронной плотности в диапазоне периодов от 15 до 150-180 с, соответствующих определенным масштабам АГВ. Вторая базируется на оценке пространственно-временных производных электронной концентрации, измеренной на двух спутниках Swarm, находящихся на близких орбитах. Оценены характерные величины эффектов ионосферного отклика, и определены их пространственно-временные характеристики для рассмотренного крупного тропического циклона.
Бесплатно
Влияние тропических циклонов на вариации параметров ионосферы в регионе Сибири и Дальнего Востока
Статья научная
В результате частотного анализа данных по максимальным наблюдаемым частотам (МНЧ) сигналов наклонного зондирования (НЗ) вдоль трасс Норильск-Иркутск, Магадан-Иркутск и Хабаровск-Иркутск, проходящих в регионах Восточной Сибири и Дальнего Востока, в равноденственные периоды (март, сентябрь) 2005-2011 гг., в ноябре 2005 г. и летом 2010 и 2011 гг. выявлены временные интервалы с повышенной энергетикой колебаний с периодами 1-5 ч. Их можно интерпретировать как проявление крупномасштабных перемещающихся ионосферных возмущений (ПИВ), источниками которых являются атмосферные внутренние гравитационные волны (ВГВ). В результате совместного анализа ионосферных, гелиогеомагнитных и атмосферных данных, а также спутниковых данных о тропических циклонах (ТЦ) сделана попытка связать ряд выявленных ПИВ с откликами ионосферы на ТЦ, действовавшие в северо-западной акватории Тихого океана в рассматриваемые временные периоды. Установлено, что в периоды активного тропического циклогенеза в осенние месяцы отмечается значительное усиление интенсивности волновых возмущений на трассах НЗ. Интенсивность наблюдаемых ПИВ уменьшается по мере удаления средних точек трасс НЗ к западу от потенциальных источников ВГВ. Для анализируемых трасс НЗ отмечаются различные отклики ионосферы на прохождение волновых возмущений от одних источников ВГВ. По времени задержки прохождения ПИВ регионов средних точек разнесенных по пространству трасс НЗ оценена скорость распространения волновых возмущений. Для периодов весеннего равноденствия (март 2005-2011 гг.) также отмечаются проявления ПИВ во временных вариациях МНЧ в спокойных гелиогеомагнитных условиях и в отсутствие ТЦ, но интенсивность этих волновых возмущений существенно ниже, чем для осенних сезонов разных лет.
Бесплатно
Влияние факторов космической погоды на работу радиосредств
Статья научная
В работе проведен обзор влияния факторов космической погоды на работу радиосредств. Обзор основан на работах, монографиях и стратегических научных планах исследования космической погоды последних лет. Основное внимание уделено влиянию ионосферных процессов, обусловленных космической погодой, на распространение радиоволн, в основном коротких. Приведены некоторые примеры такого влияния на основе данных радара EKB ИСЗФ СО РАН на 2012-2016 гг.: ослабление сигналов возвратно-наклонного зондирования во время солнечных вспышек, эффекты перемещающихся ионосферных возмущений различных масштабов в сигналах возвратно-наклонного зондирования, эффекты магнитосферных волн в сигналах ионосферного рассеяния.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются статистические соотношения между короткопериодными флуктуациями солнечной активности (СА) и колебаниями приповерхностной температуры воздуха (ПТВ) и температуры воды на поверхности океана (ТПО), оценивается вклад изменений СА в межгодовые и междекадные изменения ПТВ и ТПО. Анализ изменчивости характеристик СА и климата выполнен с использованием ранговых и квантильных статистик и методов корреляционного и спектрального анализа временных рядов. Показано, что в Северном полушарии период повышенной температуры и наибольшее число теплых месяцев большей частью (до 80 % от общего числа сравнений) приходятся на годы с максимальными положительными аномалиями общего солнечного излучения. Между рядами среднегодовых значений геомагнитного аа-индекса и ПТВ/ТПО, осредненных глобально и по полушарию, существует корреляция с коэффициентами в пределах 0.5-0.6 с запаздыванием изменений температуры относительно аа-индекса в пределах 3-14 лет. После сглаживания скользящим 11-летним средним коэффициенты корреляции между рядами аа-индекса и температуры возрастают до 0.87-0.89, а запаздывание составляет 8 лет. Связь отражает более 50 (40) % изменчивости ПТВ (ТПО). Если принимать во внимание запаздывание ПТВ и ТПО относительно изменений СА при высокой корреляции между ними, то установленные зависимости могут описывать значительную часть изменений средних значений ПТВ и ТПО.
Бесплатно
Внезапные начала магнитных бурь и землетрясения
Статья научная
Статистически исследован вопрос о возможном воздействии внезапных начал геомагнитных бурь (SSC) на глобальную сейсмическую активность. Моменты SSC используются в качестве реперов для сравнительного анализа сейсмичности методом наложенных эпох. Для исследования отобрано 405 землетрясений за 1973-2010 гг. с магнитудами М ³5 из представительной части каталога USGS. Проведен сравнительный анализ сейсмичности на интервалах ±60 мин относительно репера. С высокой степенью достоверности установлено, что до репера количество землетрясений заметно больше, чем после него. Другими словами, SSC подавляет глобальную сейсмичность. Указаны работы, в которых обсуждаются химический, тепловой и силовой механизмы воздействия электромагнитного поля на горные породы. Подчеркнута незавершенность исследования связи SSC с землетрясениями, поскольку пока что не удалось понять и осмыслить эту связь на физико-математическом уровне. Сделан вывод о необходимости продолжения исследования в надежде найти ключ к решению интересной и важной проблемы.
Бесплатно
Внешнее воздействие на ветер в мезосфере / нижней термосфере
Краткое сообщение
Начиная с 1975 г. проводились регулярные измерения скорости и направления горизонтального ветра в мезосфере/нижней термосфере (МНТ) на высоте ~95 км над Восточной Сибирью с использованием метода пространственно-разнесенного приема в ДВ-диапазоне (обсерватория Бадары близ Иркутска). Накопленная база данных измерений (более чем за 20 лет, c 1976 г. по 1996 г.) позволяет получить информацию о воздействии на ветер в МНТ как снизу (стратосферные потепления), так и сверху (геомагнитные бури как следствие магнитосферных возмущений) с достаточно обеспеченной статистической надежностью. Эффекты стратосферных потеплений и сильных геомагнитных бурь в преобладающем ветре и амплитуде полусуточного прилива оценивались методом наложенных эпох. Показано, что эффекты стратосферных потеплений зависят от типа (интенсивности) стратосферных потеплений и от фазы квазидвухлетних колебаний ветра в экваториальной стратосфере на уровне 30 гПа. Отклик МНТ-ветров на внешнее воздействие различен для 21-го и 22-го циклов солнечной активности. Эффекты геомагнитных бурь (Ар>100) проявляются в уменьшении западного преобладающего ветра и увеличении амплитуды полусуточного прилива.
Бесплатно
Возбуждение арктической и антарктической осцилляций крутильными колебаниями
Статья обзорная
Важными элементами общей циркуляции атмосферы являются Арктическая и Антарктическая осцилляция (АО, ААО), определяющие погодные и климатические аномалии в высоких и умеренных широтах обоих полушарий. Характеристики осцилляций меняются со временем и зависят от солнечной и геомагнитной активности, что позволяет рассматривать эти моды в качестве одного из звеньев солнечно-земных связей. Непосредственная причина раскачки колебаний, однако, не ясна. Продолжается анализ возможных механизмов и поиск факторов, влияющих на раскачку колебаний. В представленной работе выявлена связь между Арктической и Антарктической осцилляциями (АО, ААО) и крутильными колебаниями в атмосфере. Колебания зональной скорости в низкочастотном диапазоне при пересечении полярнофронтовых зон обоих полушарий вызывают вариации индексов АО и ААО того же знака, что и аномалии зональной скорости. Крутильные колебания квазирегулярны, имеют характерный временной масштаб от 10 до 20 сут и распространяются в меридиональном направлении со скоростью около 4 м/с, соответствующей групповой скорости длинных баротропных волн Россби. По данным за 2000 г. распространение крутильных колебаний к югу в Северном полушарии происходило преимущественно над Евразией, а во встречном направлении - с юга на север - над западным полушарием.
Бесплатно
Краткое сообщение
В рамках одномерно-неоднородной модели среды рассмотрены процессы, порождаемые падением из солнечного ветра на магнитосферу нестационарных гидромагнитных волн. Особое внимание уделено случаю падения кратковременного волнового импульса. Показано, что большая часть энергии отражается от магнитопаузы. Проникшая в магнитосферу часть падающего возмущения приводит к возбуждению собственных мод магнитосферного резонатора, которые после этого медленно затухают. Их затухание обусловлено тем, что часть энергии резонатора излучается через магнитопаузу обратно в солнечный ветер, а другая часть просачивается в окрестности точек альфвеновского резонанса. Каждой собственной моде соответствует своя точка альфвеновского резонанса, лежащая глубоко в области непрозрачности этой собственной моды. В окрестности этой точки возмущение представляет собой стоячую между магнитосопряженными ионосферами альфвеновскую волну. Ее энергия медленно, по сравнению с затуханием собственных мод резонатора, диссипирует из-за конечной проводимости ионосферы.
Бесплатно
Краткое сообщение
В рамках одномерно-неоднородной модели среды рассмотрен комплекс явлений, обусловленных падением на магнитосферу из солнечного ветра стохастических гидромагнитных волн, обладающих статистическими свойствами стационарного белого шума. Показано, что большая часть энергии этих волн отражается от магнитопаузы. В магнитосферу проникают волны в узких спектральных диапазонах вблизи собственных частот резонатора. Они возбуждают собственные моды резонатора, энергия которых определяется спектральной плотностью потока энергии падающих волн на соответствующих собственных частотах. Энергия собственных мод просачивается через барьер непрозрачности в окрестности точек альфвеновского резонанса (для каждой моды - своя точка), где создается резкое усиление амплитуды возмущения, так что полная энергия, локализованная в окрестности точки альфвеновского резонанса, много больше, чем полная энергия соответствующей собственной моды. В указанных окрестностях энергия возмущения диссипирует из-за конечной проводимости ионосферы. Мощность диссипации равна потоку энергии падающих волн, проникающему в магнитосферу.
Бесплатно
