Лесовой С.В., Алтынцев А.Т., Кочанов А.А., Гречнев В.В., Губин А.В., Жданов Д.А., Иванов Е.Ф., Уралов А.М., Кашапова Л.К., Кузнецов А.А., Мешалкина Н.С., Сыч Р.А. «Сибирский радиогелиограф: первые результаты» Солнечно-земная физика, 3, № 1, с. 3-16 (2017)

Начаты регулярные наблюдения активных процессов в атмосфере Солнца с помощью первой очереди многоволнового Сибирского радиогелиографа – Т-образной 48-антенной решетки с диапазоном рабочих частот 4–8 ГГц и мгновенной полосой приема 10 МГц. Антенны установлены на центральных антенных постах Сибирского солнечного радиотелескопа, максимальная база 107.4 м, угловое разрешение до 70''. Приведены примеры наблюдений диска Солнца на различных частотах, «отрицательных» всплесков и солнечных вспышек. Чувствительность по компактным источникам достигает 0.01 солнечных единиц потока (≈10^–4 от полного потока Солнца) при времени накопления 0.3 с. Высокая чувствительность радиогелиографа обеспечивает мониторинг солнечной активности и позволяет исследовать активные процессы по характеристикам их микроволнового излучения, включая сверхслабые события, не регистрировавшиеся ранее

Лесовой С.В., Кобец В.С. «Корреляционные кривые Сибирского радиогелиографа» Солнечно-земная физика, 3, № 1, с. 17-21 (2017)

Сибирский солнечный радиотелескоп (ССРТ) находится в стадии модернизации. Цель модернизации – изменить текущий принцип формирования изображения за счет вращения Земли на апертурный синтез в широком диапазоне частот – 4–8 ГГц. В настоящее время запущена первая очередь модернизированного радиотелескопа – Сибирский радиогелиограф, состоящий из 48-антенной Т-образной решетки и приемной системы, обеспечивающей апертурный синтез. Один из видов данных Сибирского радиогелиографа – корреляционные кривые (badary.iszf.irk.ru/srhCorrPlot.php). Такого рода данные радиогелиографов, ведущих регулярные наблюдения, очень информативны и публикуются наряду с изображениями Солнца. Для примера можно привести данные радиогелиографа в Нобеяме (solar.nro.nao.ac.jp/norh/html/corπlot). Цель работы – объяснить, что такое корреляционная кривая радиогелиографа. Корреляционные кривые получают путем суммирования комплексных ковариаций, вычисляемых для различных пар антенн. В работе показано, что ковариация двухуровневых величин с точностью до коррекции Ван Флека является коэффициентом корреляции этих величин. Поскольку ковариация сигналов от пары антенн соответствует определенной пространственной гармонике, то каждую точку корреляционной кривой можно рассматривать как интеграл по пространственному спектру наблюдаемого объекта. Пределы интегрирования (суммирования) определяются задачей. Для получения динамики только компактных объектов суммируются значения только высоких гармоник пространственного спектра. Для получения максимальной чувствительности суммируется весь спектр.

Демидов М.Л. «О возможностях и проблемах наблюдений магнитных полей Солнца для прогноза космической погоды» Солнечно-земная физика, 3, № 1, с. 22-33 (2017)

Важной составной частью актуальной в последние десятилетия проблемы космической погоды является прогноз параметров околоземного космического пространства, состояния ионосферы и геомагнитной активности на основе наблюдений различных явлений на Солнце. Особо значимы измерения магнитных полей, поскольку именно они определяют пространственную структуру внешних слоев солнечной атмосферы и в значительной степени параметры солнечного ветра. Ввиду отсутствия в настоящее время возможностей наблюдений магнитных полей непосредственно в короне практически единственным источником разнообразных моделей количественного расчета параметров гелиосферы являются измеряемые в фотосферных линиях ежедневные магнитограммы и получаемые на их основе синоптические карты. При этом оказывается, что результаты прогноза, в частности, скорости солнечного ветра на орбите Земли и положения гелиосферного токового слоя сильно зависят не только от выбранной модели расчетов, но и от исходного материала, поскольку магнитограммы различных инструментов (а зачастую и наблюдения в разных линиях на одном и том же телескопе) хотя и похожи морфологически, но могут значительно различаться при подробном количественном анализе. Детальному рассмотрению именно этого аспекта проблемы космической погоды посвящена значительная часть настоящей работы.

Боровик А.В., Жданов А.А. «Статистические исследования солнечных вспышек малой мощности. распределения вспышек по площади, яркости и баллам» Солнечно-земная физика, 3, № 1, с. 34-45 (2017)

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 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, по всей вероятности, связано с недостаточной статистикой.

Потапов А.С. «Релятивистские электроны внешнего радиационного пояса и методы их прогноза (Обзор)» Солнечно-земная физика, 3, № 1, с. 46-58 (2017)

Обзор исследований по динамике релятивистских электронов в области геосинхронной орбиты. Перечислены физические процессы, которые приводят к ускорению электронов, заполняющих внешний радиационный пояс. Являясь одним из факторов космической погоды, потоки высокоэнергичных электронов представляют серьезную угрозу для функционирования спутниковой аппаратуры в одной из наиболее заселенных орбитальных областей. Подчеркнута необходимость усилий по разработке методов прогноза радиационной обстановки в этой части магнитосферы, перечислены возможные предикторы и дана их классификация. Приведен пример прогностической модели для предсказания потока релятивистских электронов с заблаговременностью 1–2 сут. Обсуждаются некоторые вопросы практической организации прогнозирования, перечислены основные задачи краткосрочного, среднесрочного и долгосрочного прогнозов.

Довбня Б.В., Клайн Б.И., Гульельми А.В., Потапов А.С. «Спектр частотной модуляции серпентинной эмиссии как отражение спектра солнечных колебаний» Солнечно-земная физика, 3, № 1, с. 59-62 (2017)

По данным антарктической станции Восток исследуется частотная модуляция серпентинной эмиссии (SE). Показано, что обнаруженная ранее 5-минутная модуляция несущей частоты является наиболее характерной и устойчивой в спектре эмиссии. Колебания частоты с таким периодом присутствуют при умеренно-спокойной геомагнитной возмущенности ( K_р=0–2) примерно в 70% от общего времени наблюдения SE. В спектре мощности модуляции SE, полученном после попиксельной оцифровки исходной сонограммы сигнала, отчетливо выделяется пик на периодах, близких к 5 мин. При детальном изучении найдено соответствие спектра эмиссии спектру короткопериодных колебаний Солнца. По результатам проведенного анализа делается вывод, что модуляцию несущей частоты серпентинной эмиссии с периодом 5 мин можно рассматривать как отражение колебаний в фотосфере с тем же периодом, характерным для собственных колебаний Солнца.

Герасимова С.К., Гололобов П.Ю., Григорьев В.Г., Кривошапкин П.А., Крымский Г.Ф., Стародубцев С.А. «Гелиосферная модуляция космических лучей: модель и наблюдения» Солнечно-земная физика, 3, № 1, с. 63-78 (2017)

Излагается разработанная в ИКФИА СО РАН базовая модель модуляции космических лучей в гелиосфере. Модель имеет только один свободный параметр модуляции – отношение регулярного магнитного поля к турбулентному – и может применяться для описания вариаций интенсивности космических лучей в широкой области энергий от 100 МэВ до 100 ГэВ. Рассмотрены возможные механизмы генерации турбулентного поля. Первоначальное предположение об электрической нейтральности гелиосферы оказалось неверным, а требуемый для согласования модели с наблюдениями нулевой потенциал в плоскости солнечного экватора может быть обеспечен, если лобовая точка обтекаемой межзвездным газом гелиосферы лежит вблизи указанной плоскости. Установлено, что аномальное возрастание интенсивности космических лучей в конце 23-го цикла солнечной активности связано с остаточной модуляцией, производимой дозвуковым солнечным ветром за фронтом стоячей ударной волны. Модель применяется для описания особенностей поведения интенсивности космических лучей в нескольких циклах солнечной активности.

Бадин В.И. «Резонансное УНЧ-поглощение в условиях магнитной бури» Солнечно-земная физика, 3, № 1, с. 79-87 (2017)

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.

Шпынев Б.Г., Алсаткин С.С., Хахинов В.В., Лебедев В.П. «Исследование реакции ионосферы на продукты горения топлива при работе двигателей транспортных грузовых кораблей серии «Прогресс» по данным Иркутского радара некогерентного рассеяниЯ» Солнечно-земная физика, 3, № 1, с. 88-96 (2017)

В рамках совместной работы ФГУП ЦНИИмаш, РКК «Энергия» и ИСЗФ СО РАН в 2007–2015 гг. проводился активный космический эксперимент «Радар-Прогресс» (до 2010 г. «Плазма-Прогресс»). На Иркутском радаре некогерентного рассеяния проводились исследования пространственно-временных характеристик ионосферных возмущений, возникающих вследствие инжекции в ионосферную плазму выхлопных газов бортовых двигателей транспортных грузовых космических кораблей серии «Прогресс». В качестве основного эффекта при инжекции продуктов горения в ионосферную плазму рассматривается возникновение новых очагов рекомбинации ионов атомарного кислорода О+ на молекулах воды и углекислого газа, что приводит к образованию области пониженной концентрации плазмы («дыры» ионизации). В условиях ночной ионосферы данная область заполняется ионами водорода из плазмосферы, что меняет ионный состав плазмы и характеристики сигналов некогерентного рассеяния. При наблюдении процессов формирования и релаксации области пониженной концентрации плазмы критическими факторами являются степень заполнения диаграммы направленности радара продуктами горения и скорость термосферного нейтрального ветра, который выносит молекулярные фракции выброса из диаграммы направленности радара. Влияние этих факторов приводит к низкой повторяемости успешных наблюдений эффекта. В успешных экспериментах зарегистрированы уменьшение электронной концентрации до 35% и длительность существования «дыры» ионизации до 30 мин. Время существования на месте «дыры» области с высоким содержанием ионов H⁺ может составлять до одного часа.

Ясюкевич Ю.В., Мыльникова А.А., Иванов В.Б. «Определение абсолютного полного электронного содержания по одночастотным спутниковым радионавигационным данным GPS/ГЛОНАСС» Солнечно-земная физика, 3, № 1, с. 97-103 (2017)

Представлен новый подход, позволяющий произвести оценку абсолютного вертикального и наклонного полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы. Оценка основана на использовании одночастотных совместных измерений фазового и группового запаздывания сигнала GPS/ГЛОНАСС по данным отдельных измерительных станций. Качественно и количественно вертикальное ПЭС, рассчитанное по одночастотным измерениям, согласуется с аналогичными оценками, основанными на двухчастотных измерениях. Типичное значение разности вертикального ПЭС, полученного одночастотным и двухчастотным методом, для выбранных нами станций в основном не превышает величины ∼1.5 TECU с СКО до ∼3 TECU.