Дэспирак И.В., Любчич А.А., Клейменова Н.Г. «Разные типы потоков солнечного ветра и суббури в высоких широтах» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 3-9 (2019)

Исследовано влияние различных крупномасштабных структур потоков солнечного ветра на появление магнитосферных суббурь в высоких геомагнитных широтах. Рассмотрено два вида высокоширотных суббуревых возмущений: суббури, наблюдающиеся в спокойных условиях, когда авроральный овал сжат и сдвинут в высокие широты (суббури на сжатом овале или “полярные” суббури); и суббури, наблюдающиеся в возмущенных условиях, когда авроральный овал расширен (суббури на расширенном овале или “расширенные” суббури"). Данные наземных магнитных наблюдений на скандинавском профиле станций IMAGE сопоставлены с базой данных OMNI по солнечному ветру и каталогом крупномасштабных явлений солнечного ветра (ftp://ftp.iki.rssi.ru/omni/). Исследовались следующие типы потоков солнечного ветра, влияющие на геомагнитную активность: 1) Высокоскоростные потоки из корональных дыр (FAST); 2) Межпланетные проявления корональных выбросов массы: магнитные облака (MC) или EJECTA; 3) Области сжатия плазмы перед этими потоками – CIR и SHEATH. Было исследовано 186 “полярных” и 202 “расширенные” суббури за 1995, 1996, 1999 и 2000 гг. Показано, что ∼75% “расширенных” суббурь наблюдаются во время высокоскоростных потоков солнечного ветра (FAST) или области сжатия плазмы перед этими потоками (CIR), и лишь ∼18% таких суббурь наблюдаются во время межпланетных проявлений корональных выбросов массы EJECTA и области сжатия перед ними SHEATH. В то время как ∼67% “полярных” суббурь наблюдаются во время медленных потоков солнечного ветра (SLOW), и ∼19% таких суббурь были зарегистрированы во время SHEATH и EJECTA, но только в том случае, если они происходили на фоне медленного потока солнечного ветра.

Ерофеев Д.В. «Корреляция радиальной и меридиональной компонент ММП и скорости солнечного ветра: зависимость от времени и частоты флуктуаций» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 10-18 (2019)

Исследовано поведение корреляции радиальной B_R и нормальной B_N -компонент ММП в зависимости от времени, типа течения солнечного ветра и частоты флуктуаций, с учетом особенностей в секторах ММП разного знака. По данным КА WIND за 1995–2011 гг. найдено, что наиболее сильная корреляция B_R и B_N имеет место в периоды минимумов солнечной активности, при этом среднегодовые значения коэффициента корреляции C_RN подчиняются правилу: C_RN>0 или C_RN<0 соответственно севернее или южнее гелиосферного токового слоя. Изменение коэффициента корреляции в ходе солнечного цикла происходит приблизительно одинаковым образом в медленных и быстрых потоках солнечного ветра. Зависимость корреляции B_R и B_N от частоты флуктуаций исследована в диапазоне 1.2·10^‰5–8.3·10^–3 Гц, обнаружено, что корреляция максимальна на низких частотах, а начиная от 10^–4 Гц медленно уменьшается с ростом частоты. Также найдено, что на частотах около 10^–4 Гц и выше флуктуации компонент скорости солнечного ветра V_R и V_N коррелируют аналогично компонентам ММП B_R и B_N.

Бархатов Н.А., Долгова Д.С., Ревунова Е.А. «Зависимость геомагнитной активности от структуры магнитных облаков» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 19-29 (2019)

Работа посвящена изучению высокоширотной геомагнитной активности в зависимости от структурных элементов “быстрых” магнитных облаков солнечного ветра, сопровождаемых ударными волнами. Установлено условие возникновения таких облаков и возможная причина их ускорения в солнечном ветре. Предположено, что в геомагнитную активность дают вклад турбулентные оболочки облаков, параметры которых обусловлены солнечным ветром, изменившимся в результате воздействия на него ударной волны облака. Для оценки данной эволюции натекающего солнечного ветра определены локальные ориентации плоскостей ударных волн и рассчитана ожидаемая на границе магнитосферы последовательность значений геоэффективной Bz-компоненты в солнечно-магнитосферной системе координат. Сопоставление динамики AL-индекса с измеренными на КА значениями Bz-компоненты и с вычисленной последовательностью значений Bz свидетельствует о необходимости учета такой эволюции межпланетного магнитного поля (ММП) солнечного ветра на ударной волне магнитного облака за время ее переноса к магнитосфере.

Смолин С.В. «Двумерная феноменологическая модель динамики кольцевого тока в магнитосфере Земли» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 30-38 (2019)

Исследована динамика протонов кольцевого тока с переменными граничными условиями во внутренней магнитосфере во время магнитной бури. Рассчитана временная и пространственная эволюция (дифференциальных потоков) протонов в дипольном магнитном поле. Расчеты выполнены с помощью предлагаемой автором двумерной феноменологической модели кольцевого тока PheMRC 2-D (two-dimensional Phenomenological Model of the Ring Current 2-D), рассматривающей радиальную и питч-угловую диффузии с учетом потерь из-за взаимодействий “волна–частица”. Моделирование начинается с распределения магнитоспокойного времени. Модель тестируется сравнением вычисленных потоков протонов с измерениями на спутнике Polar/MICS во время магнитной бури 21–22 октября 1999 г. Получено хорошее согласие расчетного питч-углового распределения и экспериментальных данных. Проведено сравнение с другой моделью кольцевого тока ECRCM (Extended Comprehensive Ring Current Model) [Ebihara et al., 2008]. Модель PheMRC 2-D точнее модели ECRCM описывает экспериментальные данные. Предложенная модель может быть использована для моделирования динамики заряженных частиц в магнитосферах Юпитера и Сатурна.

Довбня Б.В., Клайн Б.И., Куражковская Н.А. «Динамика ионосферных альвеновских резонансов (ИАР) с конца 21 по 24 цикл солнечной активности» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 39-49 (2019)

Представлены результаты исследования динамики ионосферных альвеновских резонансов (ИАР) в диапазоне частот (0–10) Гц по данным наблюдений магнитного поля на среднеширотной обс. Борок (L=2.8) с конца 21 по 24 цикл солнечной активности. Показано, что в 30% случаев ИАР сопровождаются одновременным наблюдением структурированных геомагнитных пульсаций Pc1 (“жемчужины”) и в 70% случаев ИАР регистрируются без возбуждения Pc1. Характерной особенностью жемчужин является то, что они наблюдаются преимущественно на частоте первой резонансной полосы ИАР. Обнаружено качественное совпадение динамики частот ИАР и волновых пакетов Pc1 в 80% случаев. Максимум вероятности наблюдения ИАР приходится на предполуночные часы (2000–2200) MLT. Сезонная вариация ИАР характеризуется наличием двух равноденственных максимумов. Показано, что 11-летняя вариация излучения ИАР контролируется динамикой некоторых параметров солнечного ветра и ММП. Вероятность наблюдения ИАР максимальна (в годы минимума солнечной активности), когда соотношение плотности протонов к плотности ионов гелия (α-частиц) – Np/Na (заметим, что в солнечном ветре обычно принято использовать обратную величину, т.е. Na/Np ) и параметр β (характеризующий отношение теплового давления к магнитному давлению) достигают максимальных значений, а динамическое давление солнечного ветра – P_dyn (контролирующее сжатие магнитосферы) понижено. Совпадение динамики частот первой резонансной полосы ИАР и жемчужин, а также их сезонной и циклической вариации может свидетельствовать о взаимосвязи этих колебательных процессов и возможном общем механизме их генерации.

Ляхов А.Н., Козлов С.И., Беккер С.З. «Оценка точности расчетов по международной справочной модели ионосферы IRI-2016. I. Концентрации электронов» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 50-58 (2019)

Проведено количественное сравнение результатов расчетов электронной концентрации Ne по Международной справочной модели IRI-2016 с экспериментальными данными, полученными на ИСЗ DE-2. Рассмотрено 648 вариантов гелиогеофизических условий. Отклонение теоретических оценок от экспериментальных значений лежит в пределах инструментальной точности спутниковых данных в среднем в 27% случаев. Сделан вывод о том, что модель IRI-2016, аппроксимирующие коэффициенты которой в функциональных зависимостях привязаны к высотам F-области, дает отрицательные значения коэффициента эффективности прогноза концентрации электронов в ∼73% случаев во внешней ионосфере на высотах более 500 км.

Чекрыжов В.М., Свиркунов П.Н., Козлов С.В. «Влияние циклонической активности на возмущение геомагнитного поля» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 59-68 (2019)

Приведены результаты наблюдений геомагнитных возмущений, связанных с циклонической деятельностью в тропосфере. Для выявления таких возмущений нами использовался статистический анализ данных магнитных наблюдений за определенный период, а также данные, полученные для случая отдельного крупного циклона. Предложен физический механизм генерации возмущений геомагнитного поля тропосферными циклонами, в основе которого лежит электродинамический эффект возникновения магнитного поля при движении заряженных облаков под действием ветра и выпадения осадков, содержащих заряженные частицы. Экспериментально установлено, что дисперсия возмущений магнитного поля в пункте наблюдения, через который прошел циклон, в диапазоне частот 4.3–8.3 мГц может возрасти более чем в 2 раза по сравнению с фоновыми условиями при отсутствии циклона. Теоретическая оценка амплитудных значений возмущений магнитной индукции, вызванных циклоном, удовлетворительно согласуется с данными наблюдений.

Черногор Л.Ф. «Геомагнитные возмущения, сопровождавшие Великое японское землетрясение 11 марта 2011 г .» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 69-82 (2019)

Проанализированы вариации уровня геомагнитного поля в диапазоне периодов 1–1000 с, зарегистрированные в Магнитометрической обс. Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина, сопутствовавшие японскому землетрясению 11 марта 2011 г. Из-за сильной магнитной возмущенности накануне и в день главного толчка магнитный предвестник выделить не удалось. Обнаружены вариации геомагнитного поля, которые последовали за главным ударом. Если они связаны с землетрясением, то скорости распространения возмущений составляли 2.2 км/с и 240–800 м/с. Такие скорости свойственны сейсмической и акустико-гравитационной волнам соответственно. Обнаружены длиннопериодические (20, 60 и 100–120 мин) почти синхронные вариации уровня геомагнитного поля с амплитудой 4–8 нТл, последовавшие за землетрясением. Время запаздывания переднего фронта этих возмущений увеличивалось при увеличении расстояния между эпицентром и обсерваторией, а их амплитуда при этом убывала. Скорее всего, возмущения геомагнитного поля при этом переносились при помощи медленных МГД-волн.

Кабанов В.В. «Вариации спектральной плотности мощности импульсных сигналов грозовых разрядов в полосе частот 12–40 кГц, связанные с землетрясениями в Японии и на Тайване» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 83-97 (2019)

При регистрации электрической компоненты электромагнитного поля в Магаданской обл. обнаружены аномальные вариации спектральной плотности мощности импульсных сигналов грозовых разрядов (атмосфериков) в полосе частот 12–40 кГц в период подготовки серии землетрясений на о-ве Кюсю, Япония, в апреле 2016 г. Аномалии проявились в необычном поведении соотношения спектральных плотностей атмосфериков для верхних и нижних частот. Наблюдалась слабо искаженная временная зависимость соотношения спектральных плотностей и пониженные ее значения в дневное время за 3 нед. с последующим возрастанием значений дневных минимумов и появлением выбросов дневных значений за 3 сут до начала серии землетрясений. Комплекс отмеченных аномалий являлся предвестником этой серии землетрясений. Обнаруженные аномалии частично наблюдались и перед сильными землетрясениями на Тайване в период с 10.2013 г. по 02.2016 г. Аномалии не связаны с геомагнитной активностью.

Грицун А.С. «Потенциальная предсказуемость и прогноз состояния поля аномалий полной электронной концентрации по данным наблюдений» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 98-109 (2019)

Предпринята попытка оценить потенциальную предсказуемость поля TEC (его отклонения от среднего за неделю значения) на часовых масштабах времени, используя данные наблюдений. Методика основана на вычислении расстояния между ансамблем наблюдений и ансамблем аналогов – такой выборке из ансамбля наблюдений, что пары точек ансамблей отстоят друг от друга на минимальное расстояние, соответствуя при этом разнесенным по времени моментам измерений. Время потенциальной предсказуемости определяется как время, за которое расстояние между точками ансамблей становится близким к среднеквадратичному по архиву наблюдений. Расчеты, проведенные для архива данных TEC SDDIS NASA, дают оценку времени предсказуемости аномалий в интервале 6–12 ч. При этом наибольшую предсказуемость имеют сильные аномалии поля TEC, предсказуемость максимальна для зимних полушарий и в годы высокой солнечной активности (1999–2004 и 2011–2015 гг.). Данные выводы подтверждены прогностическими расчетами, сделанными с помощью простейшей эмпирической линейной динамико-стохастической модели. Прогностические расчеты также свидетельствуют, что существуют статистические связи между временем предсказуемости и минимумами/максимумам ежедневных значений индексов F10.7 и ap.

Ларюнин О.А., Куркин В.И., Бернгардт О.И., Салимов Б.Г., Подлесный А.В. «Аномальные ионосферные отражения по данным Иркутского ЛЧМ-ионозонда за 2012–2016 гг .» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 110-113 (2019)

Ионограммы вертикального зондирования зачастую содержат следы отражений, которые не могут быть отнесены ни к какому из типов спорадического слоя Es и классифицируются как аномальное отражение. На основе данных вертикального зондирования на средних широтах (г. Иркутск) за 2012–2016 гг. исследованы морфологические особенности аномальных ионосферных отражений, которые отображаются на ионограммах на действующих высотах 130–200 км. Выявлены характерные суточные и сезонные вариации, а также вариации от года к году.

Кандиева К.К., Анискина О.Г., Погорельцев А.И., Зоркальцева О.С., Мордвинов В.И. «Влияние осцилляции Маддена–Джулиана и квазидвухлетнего колебания на динамику внетропической стратосферы» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 114-124 (2019)

Для исследования влияния осцилляции Маддена–Джулиана и квазидвухлетнего колебания в экваториальной стратосфере на динамические процессы во внетропической стратосфере использована модель циркуляции средней и верхней атмосферы. Источник нагрева осцилляции Маддена–Джулиана в тропической области задавался в виде модулированного по долготе волнового возмущения с зональным волновым числом m=2 и периодом Т=45 сут, перемещающегося на восток с фазовой скоростью ∼5 м/с. Ансамблевые расчеты проводились раздельно для западной и восточной фаз квазидвухлетнего колебания. Анализ полученных результатов показал, что оба явления существенно влияют на циркуляцию зимней внетропической стратосферы, разрушение полярного вихря и внезапные стратосферные потепления, причем характер влияния зависит от сочетания их фаз. Хорошая согласованность результатов моделирования с данными реанализа подтверждает полученные результаты.

Рябова С.А. «Особенности вековой вариации геомагнитного поля на среднеширотных обсерваториях “Михнево" и “Бельск”» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 1, с. 125-136 (2019)

Проанализированы данные наблюдений вариаций геомагнитного поля, полученные на среднеширотной Геофизической обсерватории “Михнево” Института динамики геосфер Российской академии наук, Россия, Московская область, поселок Михнево (координаты: 54.959°N; 37.766°E) и на станции международной магнитной сети INTERMAGNET геофизической обсерватории “Бельск” Геофизического института Польской академии наук, Польша, г. Бельск (координаты: 51.837°N, 20.792°E) в период 2008–2016 гг. По среднесуточным значениям исследован долговременный тренд, связанный с вековым изменением магнитного поля Земли. В северной горизонтальной компоненте магнитного поля выявлена годовая вариация. Оценена достоверность выпущенной в декабре 2014 последней версии модели International Geomagnetic Reference Field (IGRF-12) для описания вариаций главного магнитного поля на обсерваториях “Михнево” и “Бельск”. Выделены джерки 2011 г. и 2014 г.