Куприянова Е.Г., Колотков Д.Ю., Накаряков В.М., Кауфман А.С. «Квазипериодические пульсации в солнечных и звездных вспышках. Обзор» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 3-29 (2020)

Обзор современного состояния исследований колебательных процессов в солнечных и звездных вспышках, основанных на наблюдательных данных наземных и космических инструментов с высоким временным, пространственным и спектральным разрешением в разных диапазонах электромагнитного спектра. Рассматриваются механизмы генерации вспышечного излучения и его квазипериодической модуляции. Обсуждаются сходство и различие солнечных и звездных вспышек, а также связанные с этим проблемы супервспышек на Солнце и космической погоды. Показано, что квазипериодические пульсации (КПП) вспышечного излучения являются эффективным инструментом диагностики как самих вспышечных процессов, так и параметров тепловой плазмы и ускоренных частиц. Рассматриваются виды КПП, их статистические свойства и методы анализа с учетом нестационарности параметров КПП. Сделан обзор предполагаемых механизмов КПП и открытых вопросов.

Гололобов П.Ю., Кривошапкин П.А., Крымский Г.Ф., Герасимова С.К. «Исследование методом главных компонент влияния геометрии нейтрального токового слоя гелиосферы и солнечной активности на модуляцию галактических космических лучей» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 30-35 (2020)

Исследуется совокупное модулирующее воздействие геометрии нейтральной поверхности межпланетного магнитного поля и солнечной активности на распространение галактических космических лучей в гелиосфере. При помощи метода главных компонент произведена оценка роли каждого фактора в модуляции космических лучей. Применение метода к экспериментальным данным по уровню солнечной активности, углу раствора нейтральной поверхности и интенсивности космических лучей за длительный период времени с 1980 по 2018 г. позволило выявить временную динамику роли каждого фактора в модуляции. Показано, что характер модуляции сильно зависит от полярности общего магнитного поля Солнца. Результаты исследования подтверждают существующие теоретические представления о гелиосферной модуляции, а также отражают ее особенности почти за четыре полных цикла солнечной активности.

Перегудов Д.В., Соловьев А.А., Яшин И.И., Шутенко В.В. «Моделирование анизотропии галактических космических лучей» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 36-42 (2020)

Рассматривается задача вычисления углового распределения космических лучей в данной точке гелиосферы в предположении, что из бесконечности падает изотропный поток частиц. Показано, что статическое магнитное поле не порождает анизотропии, если только точка наблюдения не находится в области захваченных частиц. Рассмотрена модель коронального выброса в виде неподвижного цилиндра с однородным магнитным полем вдоль оси. Для точек наблюдения в области захваченных частиц (внутри цилиндра) вычислены угловые распределения космических лучей. Показано, что возникает конус направлений, в котором поток ослабляется. Для той же модели с равномерно движущимся выбросом рассчитаны угловые распределения при различных положениях точки наблюдения вне цилиндра. Показано, что возникает анизотропия порядка отношения скорости выброса к скорости света. Качественно схожие распределения наблюдаются на мюонном годоскопе УРАГАН.

Бороев Р.Н., Васильев М.С. «С вязь индекса ASY-H с параметрами межпланетной среды и авроральной активностью на главных фазах магнитных бурь во время событий CIR и ICME» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 43-50 (2020)

Исследована связь ASY-H -индекса, характеризующего интенсивность частичного кольцевого тока, с параметрами межпланетной среды и авроральной активностью на главных фазах магнитных бурь, индуцированных солнечным ветром (СВ) разных типов. За период 1979–2017 гг. было отобрано 107 магнитных бурь, индуцированных такими типами СВ, как CIR (Corotating Interaction Region) и ICME (Interplanetary Coronal Mass Ejection). Рассматривались магнитные бури с минимальным значением Dst -индекса Dstmin≤–50 нТл. Показано, что на главных фазах магнитных бурь, индуцированных CIR и ICME, средние значения индекса ASY-H (ASYaver) увеличиваются с ростом электрического поля СВ и южной Bz-компоненты ММП. Связь между ASYaver и скоростью СВ не обнаружена. Тип СВ не влияет на вариации ASYaver. Установлено, что и для CIR, и для ICME средние значения индексов AE (АЕaver) и Kp (Kр aver) коррелируют с ASYaver. Наибольший коэффициент корреляции между AEaver и ASYaver (r=0.74) наблюдается для магнитных бурь, индуцированных CIR. Более тесная связь между Kр aver и ASYaver (r=0.64) наблюдается для магнитных бурь, индуцированных ICME. Вариации ASYaver коррелируют с Dstmin. Связь между ASYaver и скоростью развития главной фазы магнитной бури слабая.

Куражковская Н.А. «Глобальная возмущенность магнитосферы земли и ее связь с космической погодой» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 51-62 (2020)

Исследованы экстремальные состояния глобальной возмущенности магнитосферы: очень спокойное и сильно возмущенное – и их связь с параметрами межпланетной среды. Оценка степени глобальной возмущенности магнитосферы проводилась по месячному и годовому количеству магнитно-спокойных и магнитно-возмущенных дней. Выполнено сравнение циклических и сезонных распределений количества магнитно-спокойных и магнитно-возмущенных дней и проанализирована их связь с параметрами межпланетной среды с 20-го по 24-й циклы солнечной активности. Показано, что максимальное число магнитно-спокойных дней наблюдается на фазе подъема солнечной активности и в сезон зимнего солнцестояния, а максимальное число магнитно-возмущенных дней – на фазе спада солнечного цикла и в сезон равноденствий. Обнаружено аномальное возрастание числа спокойных дней в 24-м цикле солнечной активности по сравнению с предыдущими циклами. Установлено, что циклическая вариация годового числа спокойных и возмущенных дней определяется поведением и величиной скорости, температуры, динамического давления плазмы солнечного ветра и модулем напряженности межпланетного магнитного поля. Предполагается, что обнаруженный всплеск числа спокойных дней в фазу подъема 24-м солнечного цикла отражает внутренние процессы на Солнце и связанные с ними изменения параметров межпланетной среды. Закономерности циклической и сезонной вариации числа магнитно-спокойных и магнитно-возмущенных дней и их связь с параметрами солнечного ветра могут быть использованы для прогноза космической погоды.

Петращук А.В., Климушкин Д.Ю. «Пространственная структура азимутально-мелкомасштабных МГД-волн в одномерно-неоднородной плазме конечного давления с кривыми силовыми линиями» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 63-74 (2020)

Изучено распространение гидромагнитных (МГД) волн в одномерно-неоднородной плазме конечного давления с кривыми силовыми линиями. Магнитные поверхности считаются концентрическими цилиндрами, где радиус цилиндра моделирует радиальную координату в магнитосфере Земли. Предполагается, что волны обладают азимутальной мелкомасштабностью. В данном приближении имеется только две МГД-моды: альфвеновская и медленный магнитный звук (ММЗ). Получено обыкновенное дифференциальное уравнение, описывающее пространственную структуру волнового поля в данной модели. Изучен характер особенностей на поверхностях альфвеновского и ММЗ-резонансов, влияние на него кривизны силовых линий. Определены области прозрачности волн. Установлено существенное расширение области прозрачности ММЗ по сравнению со случаем прямых силовых линий, а само существование альфвеновской области прозрачности обусловлено наличием кривизны силовых линий и конечного давления плазмы: в противном случае пространственная структура представляет локализованный резонанс.

Рубцов А.В., Малецкий Б.М., Данильчук Е.И., Смотрова Е.Е., Шелков А.Д., Ясюкевич А.С. «Возмущения ионосферы над Восточной Сибирью во время геомагнитных бурь 12–15 апреля 2016 г .» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 75-85 (2020)

На основе комплекса радиофизических и оптических инструментов выполнено исследование вариаций различных параметров ионосферы в периоды двух геомагнитных бурь 12–15 апреля 2016 г. Обе бури, для которых отсутствует внезапное начало, были вызваны высокоскоростными потоками частиц из корональной дыры. Несмотря на то, что интенсивность обеих бурь была невысокой ( Dst≥–55 и Dst≥–59 нТл), выявлен отчетливый ионосферный отклик на данные возмущения. Во время главной фазы обеих бурь наблюдалось отрицательное возмущение электронной концентрации и критической частоты F2-слоя, причем для второй бури амплитуда отрицательного отклика была выше. Период отрицательного возмущения электронной концентрации сопровождался увеличением высоты максимума ионосферы, а также направленным вниз дрейфом плазмы в вечернее и ночное время, не характерным для спокойных условий. Во время бурь зарегистрированы резкие скачки индекса AATR (Along Arc TEC Rate) и выбросы шума полного электронного содержания в среднем в 2–2.5 раза, что свидетельствует об интенсификации мелкомасштабных ионосферных возмущений, вызванных неспокойной геомагнитной обстановкой и высокой суббуревой активностью.

Аксенов О.Ю., Козлов С.И., Ляхов А.Н., Трекин В.В., Перунов Ю.М., Якубовский С.В. «Анализ прикладных моделей ионосферы для расчета распространения радиоволн и возможность их использования в интересах радиолокационных систем. I. Классификация прикладных моделей и основные требования, предъявляемые к ним в интересах радиолокационных средств» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 86-96 (2020)

Дается общая характеристика современных радиолокационных средств гражданского, оборонного и двойного назначения, функционирующих в декаметровом, метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах длин волн. Поскольку ионосфера существенно влияет на распространение радиоволн указанных диапазонов, при использовании систем радиолокации необходимо учитывать это влияние. Кратко описываются методы учета, базирующиеся на привлечении дополнительных средств диагностики среды и моделей ионосферы различной степени сложности и полноты. В настоящее время проблема учета влияния среды на работу радиолокационных систем требует дальнейших серьезных исследований. Составной частью этой проблемы является разработка ионосферных моделей, соответствующих требованиям систем радиолокации. Предлагается достаточно полная классификация моделей ионосферы, формируются требования к ним с позиций использования в радиолокационных средствах различного назначения.

Алсаткин С.С., Медведев А.В., Ратовский К.Г. «Особенности метода восстановления ne на иркутском радаре некогерентного рассеяния» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 97-110 (2020)

Представлен новый метод восстановления профиля электронной концентрации ( Ne) 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 Ne, 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.

Гульельми А.В., Клайн Б.И. «О воздействии Солнца на сейсмичность Земли» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 111-115 (2020)

Для экспериментального исследования связи землетрясений с солнечной активностью введено представление о статистической сумме Z ансамбля землетрясений. Через Z выражается ряд числовых параметров сейсмичности (средняя планетарная магнитуда, энтропия, флуктуации магнитуды), но при этом накладывается жесткое ограничение на магнитуду при формировании ансамбля. Предложен альтернативный метод, не содержащий указанного ограничения, но позволяющий вычислить лишь один числовой параметр, а именно глобальную суточную магнитуду Mg. Вычислено 7300 значений Mg за 20-летний период с 1980 по 1999 г. Сопоставление значений Mg с числами Вольфа W позволило выявить воздействие Солнца на активность землетрясений на статистически значимом уровне.

Ружич В.В., Левина Е.А. «Особенности распределения сейсмической активности в разных регионах Земли по фазам 11-летнего солнечного цикла» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 116-125 (2020)

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.

Шиховцев А.Ю., Ковадло П.Г., Киселев А.В. «О статистике астроклиматических характеристик в Саянской солнечной обсерватории» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 126-133 (2020)

Приводится анализ метеорологических и оптических характеристик атмосферы в месте расположения Саянской солнечной обсерватории (ССО) и будущего Крупного солнечного телескопа с диаметром зеркала 3 м (КСТ-3). Рассматриваются пространственные особенности изменений астроклиматических характеристик для ССО и Байкальской астрофизической обсерватории (БАО). Получен вертикальный профиль структурной характеристики флуктуаций показателя преломления воздуха для низкой интенсивности оптической суммарной турбулентности по лучу зрения. Получение профиля является важным результатом, поскольку даст возможность подстроить систему адаптивной оптики КСТ-3 под лучшие астроклиматические условия, когда эффективность коррекции максимальна. С точки зрения анализа вертикальных профилей характеристик оптической турбулентности, включая оценку вклада отдельных слоев атмосферы в величину изопланатического угла при минимальном уровне суммарной турбулентности, даются рекомендации для построения мультисопряженной адаптивной оптики в целом и, в частности, для КСТ-3.

Янчуковский В.Л. «Вариации интенсивности мюонов и температура атмосферы» Солнечно-земная физика, 6, № 1, с. 134-141 (2020)

Мюоны в атмосфере образуются при распаде пионов, возникающих в результате ядерных взаимодействий космических лучей с ядрами атомов воздуха. Образующиеся мюоны являются нестабильными частицами с малым временем жизни. Поэтому не все из них достигают уровня наблюдений в атмосфере. При изменении температуры атмосферы меняется расстояние до уровня наблюдений, что приводит к вариациям интенсивности мюонов температурного происхождения. Эти вариации, обусловленные изменениями температуры атмосферы, накладываются на данные непрерывных наблюдений мюонных телескопов. Поэтому их исключение крайне необходимо, особенно в данных современных мюонных телескопов, статистическая точность которых очень высока. Вклад различных слоев атмосферы в суммарный температурный эффект для мюонов неодинаков. Этот вклад характеризуется распределением плотности температурных коэффициентов для мюонов в атмосфере. С использованием этого распределения и данных непрерывных наблюдений интенсивности с помощью мюонного телескопа в Новосибирске, выполнена обратная задача, из решения которой найдены вариации температуры атмосферы за длительный период с 2004 по 2011 г. Полученные результаты сопоставлены с данными аэрологического зондирования.