Веселовский И.С., Капорцева К.Б. «Роль усреднения при статистическом анализе солнечного ветра по данным космического аппарата DSCOVR за первый год работы» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 275-283 (2019)

Обсуждаются результаты статистического анализа данных о солнечном ветре вблизи орбиты Земли с космического аппарата DSCOVR за годовой период, начиная с августа 2016 г. Распределение солнечного ветра по температуре T в этот период носило бимодальный характер с двумя максимумами в районе 15 и 190 тыс. K (и со стандартным отклонением того же порядка величины, соответственно). Оно представимо в качестве суммы двух логнормальных распределений. Первый пик распределения по T дается холодной и медленной компонентой ветра, имеющей также близкие к логнормальным распределения по скорости V и плотности n (варьирующейся в широких пределах). Она занимает чуть более четверти по времени. Из остального ветра можно отдельно выделить быстрый и горячий (максимум распределения при 310 тыс. K) ветер, занимавший чуть менее четверти времени. Его распределения по V, T и n также близки к логнормальным. Оставшаяся доля ветра, около половины, имеет сложное и “изрезанное” распределение по скорости и двухпиковое по плотности. Сделан вывод, что усреднение данных о солнечном ветре играет ключевую роль при попытках его количественной классификации. Об этом свидетельствуют результаты, полученные с усреднением за 1 мин, 1 ч, 1 сутки и 1 неделю.

Нусинов А.А., Казачевская Т.В., Катюшина В.В. «Модель потоков далекого ультрафиолетового излучения Солнца» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 284-290 (2019)

Развит подход к созданию модели спектра далекого ультрафиолетового излучения Солнца в области длин волн, ответственной за диссоциацию молекулярного кислорода (115–242 нм). Модель основана на представлении о линейной зависимости потоков в излучения в интервалах шириной 1 нм от интенсивности в линии Лайман-альфа водорода (ее предполагается измерять фотометрами крайнего ультрафиолетового излучения на КА космического сегмента). Для каждого из этих интервалов получены коэффициенты линейной зависимости. Сравнение результатов модельных расчетов с наблюдениями показало, что погрешность модели не превышает 1–2%, что достаточно для целей расчета состояния термосферы.

Клейменова Н.Г., Маннинен Ю., Громова Л.И., Громов С.В., Турунен Т. «Всплески ОНЧ-излучений типа “авроральный хисс" на земной поверхности на L ∼5.5 и геомагнитные возмущения» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 291-300 (2019)

Исследованы геомагнитные условия во время появления на земной поверхности ОНЧ-излучений типа “авроральный хисс”, представляющих собой шумовые всплески на частотах выше 5–6 кГц. Работа основана на анализе данных наблюдений “авроральный хисс” в авроральных широтах северной Финляндии на ст. Каннуслехто (КАН, L∼5.5) во время зимних кампаний 2013–2018 гг. Показано, что всплески “аврорального хисса” наиболее часто наблюдаются в интервале 20–01 MLT при небольшой геомагнитной активности (Kp<3). Установлено, что всплески типичны для подготовительной фазы (growth phase) магнитосферной суббури, с началом суббури (break-up сияний) всплески внезапно прекращаются, по-видимому, за счет резкого возрастания поглощения ОНЧ-волн в ионосфере. Всплески часто сопровождаются генерацией геомагнитных пульсаций Pi2. Наблюдения ОНЧ показали, что в главную фазу магнитных бурь всплесков “аврорального хисса” на земной поверхности не наблюдается, однако они типичны для фазы восстановления бури. По модельным данным получено, что во время появления всплесков “аврорального хисса” ст. КАН обычно проецируется в приэкваториальную область аврорального овала или в зону диффузного высыпания более энергичных электронов, т.е. в более низкие широты, чем типичное положение полярных сияний в это время.

Сафаргалеев В.В., Терещенко П.Е. «Пульсации герцового диапазона на фазе восстановления магнитной бури 7–8.09.2017 г. и связь их динамики с изменениями параметров межпланетной среды» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 301-315 (2019)

Форма и динамика необычного возмущения в диапазоне геомагнитных пульсаций Рс1, зарегистрированного наземными индукционными магнитометрами в предутренние часы (03–06 MLT) 11 сентября 2017 г. на поздней фазе восстановления сильной магнитной бури, проанализированы в контексте изменений параметров межпланетной среды. Пульсации наблюдались в авроральной и субавроральной зонах, а также в средних широтах, и имели сложную структуру в виде мультиплетных “жемчужин” (диапазон частот 1–1.5 Гц) и двух серий узкополосных всплесков (диапазон частот 2–3 Гц) с периодом следования ∼5 и ∼20 мин. Пульсации в виде серии всплесков являются редким событием и регистрируются преимущественно в дневные часы. Сопоставление динамики пульсаций Рс1 с параметрами межпланетной среды проводилось с использованием данных спутников DSCOVR и THEMIS. Изменение несущей частоты и интенсивности мультиплетных жемчужин явилось откликом на скачок плотности плазмы солнечного ветра. Серия всплесков с периодом следования ∼5 мин могла быть инициирована одновременным усилением скорости солнечного ветра и By-компоненты межпланетного магнитного поля, наблюдавшимся спустя ∼40 мин после скачка плотности. Всплески с периодом следования ∼20 мин мы связываем либо с откликом магнитосферы на кратковременный экскурс дневной магнитопаузы к Земле, либо с колебаниями близкого периода в переходной области перед фронтом возмущения плотности. Получены оценки частоты, периода следования и амплитуды пульсаций.

Фейгин Ф.З., Клейменова Н.Г., Хабазин Ю.Г., Малышева Л.М. «Необычные геомагнитные пульсации РС1 в сентябре 2017 года» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 316-324 (2019)

Представлены результаты анализа необычного события в частотном диапазоне геомагнитных пульсаций Pc1, обнаруженного в конце 24-го цикла солнечной активности. Это событие зарегистрировано 11 сентября 2017 года на поздней фазе восстановления сильной магнитной бури, которая произошла 07–08 сентября 2017. Динамический спектр пульсаций представлял собой каскад коротких “скачущих” серий “жемчужин” с уменьшающейся центральной частотой. На земной поверхности Рс1 пульсации наблюдались в раннем утреннем секторе с подобными сложными динамическими спектрами одновременно в большом интервале широт, от средних до авроральных. На скандинавском профиле индукционных магнитометров наибольшая амплитуда Рс1 пульсаций отмечалась на самой низкоширотной обсерватории профиля в NUR (L=3.3). Представлены аналитические выражения, позволяющие объяснять изменения центральной частоты и ширины спектра Рс1 пульсаций. Показано, что понижение центральной частоты спектра Рс1 пульсаций от 2.5 Гц до 1.1 Гц может быть результатом перемещения плазмопаузы от L∼3.3 до L∼4.2. Предложена интерпретация, основанная на нелинейном процессе распада ЭМИЦ волны на ЭМИЦ волну меньшей частоты и ионный звук.

Довбня Б.В., Клайн Б.И., Куражковская Н.А. «Влияние суббуревой активности на формирование шумовых УНЧ-излучений в диапазоне частот 0–7 Гц» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 325-332 (2019)

Приведены результаты исследования одновременных наблюдений среднеширотных шумовых ультранизкочастотных излучений в диапазоне частот 0–7 Гц и возмущений в ночном секторе аврорального овала. Для анализа использованы данные наблюдений магнитного поля на среднеширотной обс. Борок (L=2.8) и одноминутные данные AL-индекса. Показано, что в герцовом диапазоне преимущественно в летний сезон наблюдаются совместно два вида шумового ультранизкочастотного излучения, один из которых имеет вид диффузного пятна, другой характеризуется наличием резонансных спектральных структур, обусловленных влиянием ионосферного альвеновского резонатора. Диффузные пятна, в основном, регистрируются в вечернем секторе магнитосферы и предшествуют наблюдению резонансных спектральных структур, которые регистрируются преимущественно вблизи полночи. Cопоставление интервалов наблюдений диффузных пятен с динамикой AL-индекса показало, что в 80% случаев диффузные пятна формируются на фоне развития суббуревой активности на ночной стороне Земли. Установлено, что в доминирующем числе случаев временнaя задержка между началом суббуревых возмущений и началом наблюдения диффузных пятен составляет ∼60 мин. Предполагается, что формирование диффузных пятен связано с особенностями динамики инжектируемых протонов из хвоста магнитосферы во время суббурь и появлением плазмосферных плюмов в вечернем секторе.

Сидорова Л.Н., Филиппов С.В. «Ветровая подготовка генерации экваториальных плазменных "пузырей”» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 333-339 (2019)

Согласно теоретическим выводам зональные западные термосферные ветры оказывают ключевое влияние на процесс генерации экваториальных плазменных “пузырей”. С целью проверки этого предположения проведен сравнительный анализ долготного распределения экваториальных плазменных “пузырей” и долготного профиля отклонений скорости зонального западного термосферного ветра. Для анализа были взяты данные о плазменных “пузырях” (спутник ISS-b, ∼1100 км), усредненные по двум полушариям в период весеннего равноденствия. Используемые ветровые характеристики (спутник CHAMP, ∼400 км) рассматривались как медианные значения, полученные в период равноденствия в интервале (15–21 LT), охватывающем время подготовки и период генерации экваториальных плазменных “пузырей”. Выявлено, что указанные характеристики имеют детальное подобие и высокую степень корреляции (R≈0.76). Получено новое подтверждение теоретического положения (модель Kudeki) о ключевом влиянии зональных западных термосферных ветров на процесс генерации экваториальных плазменных “пузырей”.

Баннов С.Г., Житлухин А.М., Моторин А.А., Ступицкий Е.Л., Холодов А.С., Черковец В.Е. «Динамика плазменного сгустка на начальной и последующей стадии движения в разреженном газе» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 340-363 (2019)

Выполнены физические и подробные численные исследования генерации плазменных сгустков высокой удельной энергии с помощью плазменной пушки. Рассчитаны параметры плазменного сгустка на выходе из плазменного ускорителя и при распространении в ионосфере (h>200 км) на значительные расстояния (≈100 км). Представлен специальный численный алгоритм по определению результатов воздействия разреженного высокоскоростного газового потока (v∼5·10⁷ см/с) на поверхность кристаллических и аморфных твердых тел.

Безлер И.В., Ишин А.Б., Конецкая Е.В., Тинин М.В. «Эффект анизотропии ионосферных неоднородностей при регистрации сбоев фазовых измерений ГНСС» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 364-373 (2019)

При прохождении сигнала глобальной навигационной спутниковой системы через анизотропную случайно неоднородную ионосферу появляются фазовые и амплитудные флуктуации (мерцания). При этом проявляется двойное влияние магнитного поля Земли: не только на показатель преломления ионосферной плазмы, но и на форму ионосферных неоднородностей, обусловливая их “вытянутость” вдоль силовых линий. Это наблюдается в пространственно-временном распределении сбоев измерений, связанных с фазовыми мерцаниями. Ранее была показана зависимость плотности сбоев сопровождения фазы несущей частоты системы GPS от угла между лучом спутник–приемник и направлением магнитного поля на высоте ионосферы в возмущенных условиях. В настоящей статье эти исследования дополнены сравнением с измерениями в спокойных условиях и исследованиями ракурсных зависимостей плотности сбоев в системе GPS. Кроме того, проведенное численное моделирование эффекта анизотропии ионосферных неоднородностей не только показало хорошее качественное согласие с экспериментальными данными, но и позволило определить факторы, маскирующие эффекты анизотропии.

Платов Ю.В., Кучми С., Николайшвили С.Ш. «Эмиссионные слои атмосферы по фотографическим наблюдениям с борта МКС» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 374-379 (2019)

Материалы фотографических и видео наблюдений, полученные астронавтом Тома Песке (Thomas Pesquet – Европейское космическое агентство) во время 51-й экспедиции на МКС, содержат ряд цветных изображений эмиссионных и рассеивающих слоев земной атмосферы в ночных и сумеречных условиях. На снимках над лимбом Земли отчетливо видны звезды различных созвездий, что дает возможность производить точное определение геометрических параметров эмиссионных слоев и условий их освещенности Солнцем. Предложена модель, объясняющая голубое свечение тонкого слоя атмосферы вблизи горизонта в результате рэлеевского рассеяния солнечного света в нижних слоях атмосферы.

Петров В.Г. «Предстоящая инверсия магнитного поля и возможные изменения структуры магнитосферы» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 380-382 (2019)

По данным модели IGRF-12 проанализировано изменение глобальной структуры внутренних источников магнитного поля Земли. Наряду с уменьшением дипольного магнитного момента происходит быстрый рост мультипольных моментов. Это подтверждает теоретическую модель инверсии магнитного поля как постепенное уменьшение дипольного поля при сохранении, в общем, его направления и усиление мультипольных моментов. Палео- и археомагнитные данные показывают, что этот процесс происходит уже ≈2.5 тыс. лет и многократно повторялся в прошлом. Уменьшение дипольного магнитного момента приводит к приближению магнитопаузы к Земле и полному исчезновению магнитосферы через ≈1.5 тыс. лет.

Агаян С.М., Соловьев А.А., Богоутдинов Ш.Р., Николова Ю.И. «Регрессионные производные и их применение в изучении геомагнитных джерков» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 383-392 (2019)

Построены новые математические конструкции регрессионного сглаживания дискретных временных рядов, заданных на нерегулярной сетке. Разработанный метод использован для изучения трендов векового хода за период 1991–2015 гг. по данным наблюдений трех компонент магнитного поля на пяти выбранных геомагнитных обсерваториях сети ИНТЕРМАГНЕТ. Обнаруженные смены трендов совпали по времени с измерениями джерков классическими методами, что свидетельствует о применимости метода регрессионных производных в геофизических задачах.

Бикташ Л.З. «Влияние потока полной солнечной радиации на климат Земли» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 393-399 (2019)

Представлены результаты анализа вариаций потока полной солнечной радиации в 17–24-м циклах солнечной активности и их связи с глобальным потеплением климата. Рассмотрено влияние галактических космических лучей и вулканической активности на климат. Показано, что температура Земли в 17–20-м циклах испытывала вариации в соответствии с ходом солнечной активности без наблюдаемого тренда: температура росла с ростом солнечной активности и спадала в солнечных минимумах. Глобальное потепление началось в 1976 г. в 21-м цикле солнечной активности. С учетом наблюдаемого тренда в 21–24-м циклах солнечной активности, изменения глобальной температуры Земли, так же как и в 17–20-м циклах, были связаны с циклическими вариациями потока полной солнечной радиации. Галактические космические лучи, изменяя прозрачность атмосферы на фоне понижений потока полной солнечной радиации, дополнительно способствовали увеличению температурных минимумов. Сильные вулканические извержения сопровождались 1–2-х годичными понижениями температуры, которые не нарушали циклического процесса изменения климата Земли. В отсутствие трендов в космофизических факторах, влияющих на климат, процесс постепенного роста средней годовой температуры Земли в 21–24-м циклах солнечной активности объясняется антропогенным фактором.

Черногор Л.Ф. «Возможность генерации квазипериодических магнитных предвестников землетрясений» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 3, с. 400-408 (2019)

Предложен механизм генерации квазипериодических магнитных предвестников землетрясений, в основе которого лежат нагрев воздуха над готовящимся землетрясением, всплывание нагретых “пузырей”, генерация акустико-гравитационных волн, модуляция акустико-гравитационных волн ионосферной токовой струи и генерация квазипериодических колебаний геомагнитного поля. По оценкам амплитуда магнитного предвестника может изменяться от десятых долей до единиц нТл в диапазоне периодов колебаний ∼10–1000 с.