Еселевич В.Г., Еселевич М.В. «Особенности начальной стадии формирования быстрого коронального выброса массы 25 февраля 2014 г.» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 3-17 (2020)

Проведен анализ быстрого коронального выброса массы (КВМ) 25 февраля 2014 г. по изображениям в УФ-каналах 131, 211, 304 и 1700 A инструмента SDO/AIA и по данным наблюдений в линии Нα (6562.8 A) на телескопах обсерваторий Teide и Big Bear. Формирование КВМ 25.02.2014 связано с выбросом и последующим взрывообразным расширением магнитного жгута, возникшего вблизи поверхности Солнца, предположительно, вследствие процесса tether-cutting магнитного пересоединения. Возникший в результате такого «взрыва» импульс полного давления (теплового плюс магнитного) воздействует на вышележащие корональные арочные структуры, приводя к их слиянию и формированию ускоренно движущейся фронтальной структуры КВМ. Этот же импульс давления является причиной возникновения взрывной столкновительной ударной волны перед КВМ, скорость которой быстро уменьшается с расстоянием. На больших расстояниях R>7R₀ (R₀ – радиус Солнца) от центра Солнца перед КВМ регистрируется ударная волна другого типа – поршневая столкновительная ударная волна, скорость которой мало меняется с расстоянием. Нα R≥5R₀ происходит переход от столкновительной ударной волны к бесстолкновительной.

Боровик А.В., Жданов А.А. «Солнечные вспышки малой мощности в оптическом и рентгеновском диапазонах длин волн в 21–24-м солнечных циклах» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 18-25 (2020)

По данным в оптическом и рентгеновском диапазонах длин волн проанализирована вспышечная активность Солнца за 21–24-й циклы. Показано, что на протяжении последних четырех циклов активность Солнца постепенно снижалась. По отношению к 21-му циклу (самому активному за последние 50 лет) в 24-м цикле произошло в 4.4 раза меньше оптических крупных вспышек классов площади 2–4, в 8.2 раза меньше вспышек класса 1 и в 4.1 раза меньше малых вспышек (МВ) оптического класса S. Число вспышек рентгеновского класса Х уменьшилось в 3.7 раз, класса М – в 3.2 раза. Это подтверждает влияние вековых трендов активности Солнца на пиковые значения вспышечной активности в одиннадцатилетних циклах. Показано, что оптические вспышки малой мощности могут сопровождаться потоками протонов и всплесками рентгеновского излучения разной мощности, в том числе класса Х. В мягком рентгене диапазоны излучения для оптических МВ и вспышек высоких классов в значительной степени перекрываются. Подтверждено, что рентгеновское излучение солнечных вспышек возникает в среднем на 2 мин раньше оптического. Для оптических МВ и вспышек класса 1 максимум излучения в рентгеновском диапазоне наступает позже максимума излучения в оптическом диапазоне примерно на 1 мин, для вспышек классов 2–4 – на 2 мин.

Кузьменко И.В. «Корональные джеты как причина возникновения микроволновых отрицательных всплесков» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 26-32 (2020)

Исследована причина возникновения трех изолированных отрицательных радиовсплесков, зарегистрированных 10–11.04.2014 на ряде частот микроволнового диапазона по данным радиообсерватории Нобеяма, солнечной обсерватории Лермонт и Уссурийской астрофизической обсерватории. Такие всплески наблюдаются довольно редко и обычно связаны с поглощением радиоизлучения областей спокойного Солнца или радиоисточника веществом крупного эруптивного волокна. Анализ наблюдений солнечного события 10–11.04.2014 в различных спектральных диапазонах с использованием изображений, полученных по данным радиогелиографа в Нобеяме и космической обсерватории SDO/AIA, показал, что причиной всех трех депрессий радиоизлучения являлось затенение радиоисточника, расположенного на солнечном лимбе, веществом рекуррентных корональных джетов. Оценки параметров поглощающего вещества, выполненные с использованием разработанной ранее модели, подтвердили, что солнечное радиоизлучение поглощалось холодным веществом с температурой ∼10⁴ K, которое находилось в нижней части джетов.

Сетов А.Г., Кушнарев Д.С., Васильев Р.В., Медведев А.В. «Длительные наблюдения солнечного потока в 2011–2019 гг. на Иркутском радаре некогерентного рассеяния (ИРНР)» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 33-39 (2020)

Иркутский радар некогерентного рассеяния (ИРНР), представляющий собой вытянутую рупорную антенну, работает в метровом диапазоне (154–162 МГц) с лучом 0.5×20° и частотным принципом сканирования, позволяющим наклонять луч на 30° на юг. Помимо активных измерений состояния ионосферы и мониторинга космических объектов, на радаре регулярно проводятся пассивные радиоастрономические наблюдения. С мая по август Солнце проходит через сектор сканирования радара и может находиться в максимуме диаграммы направленности около двух часов. Известная форма диаграммы направленности и высокая чувствительность приемного тракта позволяют в это время проводить откалиброванные измерения солнечного потока в единицах sfu (solar flux units). Мы разработали новый подход к калибровке, применимый ко всем архивным пассивным данным ИРНР. В статье представлены длительные наблюдения (2011–2019 гг.) солнечного потока в мае и в летнее время. Описана методика проведения измерений, представлены значения среднесуточного солнечного потока за этот период пассивных наблюдений и проведено сравнение с индексом солнечной активности F10.7 и измерениями солнечного потока в австралийской обсерватории Learmonth на частоте 245 МГц. Показано, что среднесуточный поток за период наблюдения на частоте ∼161 МГц в основном принимает значения от 5 до 10 sfu.

Данилова О.А., Птицына Н.Г., Тясто М.И., Сдобнов В.Е. «Возмущенная магнитосфера 7–8 ноября 2004 г. и вариации жесткости обрезания космических лучей: широтные эффекты» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 40-47 (2020)

Мы изучили особенности широтного поведения жесткости обрезания космических лучей, а также их чувствительности к B_z- и B_y-компонентам межпланетного магнитного поля и индексам геомагнитной активности Dst и Kp во время различных фаз магнитной бури 7–8 ноября 2004 г. Жесткости обрезания рассчитаны двумя методами: спектрографической глобальной съемки по наблюдательным данным регистрации космических лучей мировой сети станций и методом, в котором траектории частиц космических лучей вычисляются численно в модельном магнитном поле магнитосферы. Найдено, что чувствительность наблюдательных жесткостей обрезания к Dst меняется с широтой (пороговой жесткостью станций наблюдения) в антифазе с изменениями чувствительности к B_y. Во время восстановительной фазы бури корреляция Dst с B_y существенно больше, чем с B_z, а корреляция K_p больше с B_z, чем с B_y. Показано, что преимущественный вклад в развитие токовых систем, определяющих эволюцию Dst на восстановительной фазе бури, вносит B_y-компонента.

Потапов А.С., Гульелми А.В., Довбня Б.В. «Ультранизкочастотные эмиссии диапазона 0.1–3 Гц в приполярных областях» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 48-55 (2020)

Рассмотрены характеристики двух типов излучений в высокочастотной части УНЧ-диапазона (0.1–3 Гц) – серпентинной эмиссии (SE) и дискретных диспергированных сигналов (DS). Они наблюдаются в полярных шапках с помощью индукционных магнитометров. Поскольку в настоящее время эти инструменты в высоких широтах практически отсутствуют, анализ проведен на основе записей 1968–1971 гг., полученных на близких к геомагнитным полюсам ст. «Восток» и «Туле». Показано, что появление DS жестко привязано к магнитной силовой линии, проходящей через станцию наблюдения, с острым пиком частоты появления в местный магнитный полдень. В то же время сезонный ход частоты появления DS имеет основной пик местным летом и дополнительный – местной зимой. С учетом полученного нами ранее результата о возбуждении, по крайней мере, части DS в области форшока, можно предположить, что падающие на магнитопаузу волновые пакеты проникают на внешние силовые линии преимущественно в околополуденной области и распространяются вдоль этих линий в обе стороны, попадая в конце концов на поверхность земли в приполярных областях. В отличие от DS частота появления SE не имеет ни суточного, ни сезонного хода. Мы проверили и косвенно подтвердили выдвинутую ранее гипотезу о возбуждении SE циклотронной неустойчивостью протонов в солнечном ветре, промоделировав вариации частоты ионно-циклотронных волн при разных уровнях возмущенности межпланетной плазмы и сравнив результаты с наблюдавшимися в сходных условиях вариациями частоты SE. Сделан вывод о необходимости возобновления непрерывных наблюдений УНЧ-излучений с помощью индукционных магнитометров, установленных в полярных шапках вблизи проекций каспов и около геомагнитных полюсов.

Моисеев А.В., Стародубцев С.А., Мишин В.В. «Особенности возбуждения и распространения по азимуту и меридиану длиннопериодных Pi3 колебаний геомагнитного поля 8 декабря 2017 г.» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 56-72 (2020)

Изучаются Pi3-пульсации с периодом T=15–30 мин, которые регистрировались 8 декабря 2017 г. на наземных станциях в полуночном секторе магнитосферы на широтах конвекционных электроструй DP2 токовой системы. Установлено, что Pi3 особенно хорошо выражены в предполуночном секторе с амплитудой до 300 нТл и длительностью до 2.5 ч. Амплитуда пульсаций быстро спадала с уменьшением широты от 72 до 63°. Событие регистрировалось в условиях устойчивой магнитосферной конвекции. В B_z-компоненте межпланетного магнитного поля, направленной к югу, в интервале пульсаций регистрировались иррегулярные колебания, в том числе и в диапазоне Pi3, соответствующие медленным магнитозвуковым волнам, не сопровождавшимся заметными вариациями динамического давления Pd. По наземным геомагнитным наблюдениям обнаружено азимутальное распространение пульсаций со скоростью 0.6–10.6 км/c на восток и на запад от полуночного меридиана. Анализ динамики пульсаций по меридиану выявил их распространение к экватору со скоростью 0.75–7.87 км/c. В проекции на магнитосферу скорости близки по величине к наблюдаемым скоростям распространения суббуревых инжекций электронов. В магнитосфере в утреннем секторе во время наземных пульсаций регистрировались геомагнитные пульсации с преобладающей компрессионной компонентой. Сделан вывод, что распространение колебаний геомагнитного поля в данном событии определялось динамикой инжекций частиц под действием крупномасштабного электрического поля магнитосферной конвекции, вызывающего движение плазмы к Земле, вследствие пересоединения в хвосте магнитосферы. Мелкомасштабные колебания в магнитосфере являлись вторичными, возбужденными проникшими из солнечного ветра колебаниями.

Алпатов В.В., Беккер С.З., Козлов С.И., Ляхов А.Н., Яким В.В., Якубовский С.В. «Анализ прикладных моделей ионосферы для расчета распространения радиоволн и возможность их использования в интересах радиолокационных систем. II. Отечественные модели» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 73-81 (2020)

Из ионосферных моделей, разработанных в институтах России (СССР), выбираются те, которые могут быть использованы в интересах загоризонтных декаметровых и надгоризонтных сантиметровых, дециметровых и метровых радиолокационных средств (РЛС). Таких моделей оказалось только три: детерминированная модель ИЗМИРАН и ИПГ Росгидромета, детерминированная модель ИСЗФ СО РАН и ИДГ РАН, вероятностно-статистическая модель ИДГ РАН. Дается краткое описание этих моделей и проводится их анализ на соответствие требованиям, изложенным в [Аксенов и др., DOI: 10.12737/szf-61202008]. Показывается, что вероятностно-статистические модели могут удовлетворить всем требованиям и их разработка должна быть одним из основных направлений в ионосферном моделировании в интересах РЛС.

Пономарчук С.Н., Пензин М.С. «Инверсия ионограмм возвратно-наклонного зондирования в параметры квазипараболического ионосферного слоя» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 82-87 (2020)

Представлена схема инверсии переднего фронта сигнала возвратно-наклонного зондирования (ВНЗ) в параметры квазипараболического профиля электронной концентрации на основе сравнения экспериментальных и вычисленных минимальных задержек рассеянных сигналов и соответствующих дальностей до границы освещенной зоны. Входными параметрами являются частотные зависимости минимального группового пути распространения сигналов, полученные в результате обработки и интерпретации ионограмм ВНЗ. Для фиксированной частоты зондирования пара параметров ионосферы – критическая частота и высота максимума слоя F2 – определяется как точка пересечения двух кривых, являющихся решениями задачи минимизации функционалов невязки для минимального группового пути и дальности до границы освещенной зоны. Определение параметров ионосферы по данной схеме инверсии на сетке частот зондирования позволяет построить двумерное распределение электронной концентрации в направлении возвратно-наклонного зондирования.

Юсупов К.М., Мэтьюз Дж.Д., Маруяма Т., Акчурин А.Д.., Толстиков М.В., Шерстюков О.Н., Филиппова Е.А., Сафиуллин А.С. «Амплитудные вариации отраженного сигнала при вертикальном зондировании ионосферы на средних широтах» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 88-98 (2020)

Обсуждаются основные типы квазипериодических вариаций амплитуд отраженного сигнала при вертикальном зондировании ионосферы на средних широтах. Исходными экспериментальными данными являются ионограммы вертикального зондирования, полученные ионозондом «Циклон». Ионозонд расположен в Казани (55°N, 49°E) и в стандартном режиме позволяет получать одну ионограмму в минуту. При анализе используются методы визуализации большого потока ионограмм в виде итоговых сводных карт состояния ионосферы (A-, H-, A_s-карты). В работе приводятся характерные примеры квазипериодических вариаций амплитуд отраженного сигнала на ионограммах и на А-картах при различных типах многолучевых биений (поляризационных и вследствие рассеяния сигнала на ионосферных неоднородностях). Частотные свойства таких биений используются для оценки разницы действующих высот отражения между модами различной поляризации с высокой точностью, что позволяет уточнять форму профиля электронной концентрации нижней части ионосферы. Обнаружено редкое для среднеширотного E_s-слоя явление – биения двух О-мод с разными действующими высотами отражений. Приведены также особенности квазипериодических вариаций амплитуд отраженного сигнала на следах транзиентного E≪sub>s-слоя. Рассмотрены возможные причины появления таких биений

Михалев А.В. «Проявление солнечной активности и динамики атмосферы в вариациях интенсивности эмиссий ночного неба 557.7 и 630.0 нм в 24-м солнечном цикле» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 99-104 (2020)

Выполнен анализ вариаций интенсивности эмиссий атомарного кислорода [OI] 557.7 и 630 нм в 2011–2019 гг. Использовались данные наблюдений, полученные в Геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН. Интенсивности эмиссий сопоставлялись с атмосферными, солнечными и геофизическими параметрами. Получены высокие коэффициенты корреляции между среднемесячными и среднегодовыми значениями интенсивности эмиссии 630.0 нм и индексов солнечной активности F10.7, что указывает на определяющую роль солнечной активности в вариациях этой эмиссии в анализируемый период. В вариациях эмиссии 557.7 нм в большей степени проявляется корреляция с квазидвухлетними колебаниями зонального ветра в стратосфере (индекс QBO.U30). Обсуждаются причины слабой зависимости интенсивности эмиссии 557.7 нм от солнечной активности в текущем 24-м солнечном цикле.

Яковлева О.Е., Кушнаренко Г.П., Кузнецова Г.М. «Атмосфера над Норильском ниже 200 км в условиях минимума и максимума солнечной активности» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 105-109 (2020)

Получены оценки сезонных изменений относительных величин основных газовых составляющих термосферы [O]/[N₂] и [O₂]/[O] в год максимума солнечной активности. Для оценок использовались методика авторов и результаты измерений Норильским дигизондом (69.4°N, 88.1°E) на высотах ионосферного слоя F1 (120–200 км) в спокойных и возмущенных геомагнитных условиях. Отношения [O]/[N₂] и [O₂]/[O] в год максимума солнечной активности сравнивались с соответствующими величинами для Норильска в период длительного минимума (2007–2009 гг.). Обнаружено, что относительное содержание атомарного кислорода увеличивается в условиях максимума более чем на 35% зимой и осенью в спокойные и возмущенные дни. Весной и летом атмосфера на 20% обогащается молекулярным кислородом и в спокойные, и в возмущенные дни максимума относительно минимума.

Кушнаренко Г.П., Яковлева О.Е., Кузнецова Г.М. «Оценка отношений основных нейтральных составляющих термосферы в 2014–2017 гг. на высотах слоя F1 над Иркутском» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 110-114 (2020)

Получены оценки сезонных вариаций основных газовых составляющих термосферы [O]/[N₂] и [O₂]/[O] за период 2014–2017 гг. Для расчетов использовались известная авторская методика и результаты измерений электронной концентрации с помощью Иркутского дигизонда (52°N, 104°Е) на высотах 120–200 км в условиях разной геомагнитной активности. Получено, что во время геомагнитных возмущений во все сезоны рассматриваемого периода увеличивается относительное содержание молекулярной компоненты нейтральной составляющей термосферы и уменьшается атомарной. В сравнении с 2014 г. значения [O₂]/[O] увеличиваются к 2017 г. в спокойных и возмущенных геомагнитных условиях: летом и весной – до 30% и 20% соответственно, зимой и осенью – до 10%. Значения [O]/[N₂] уменьшаются к 2017 г. в спокойные и возмущенные дни в среднем на 15%. Подтвердилось предположение о том, что летом в спокойных геомагнитных условиях относительное содержание молекулярного кислорода [O₂]/[O] увеличивается при понижении уровня солнечной активности.

Коробцев И.В., Цуккер Т.Г., Мишина М.Н., Горяшин В.Е., Еселевич М.В. «Наблюдения космического мусора в области орбит глобальных навигационных спутниковых систем» Солнечно-земная физика, 6, № 3, с. 115-123 (2020)

Проблема количества и характеристик космического мусора в области орбит глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) представляет существенный интерес с точки зрения безопасности эксплуатации этих систем. Неоднократно предпринимавшиеся попытки поиска фрагментов космического мусора в данной области орбит не приводили к каталогизации таких объектов. Только в 2018 г. было обнаружено восемь космических объектов, не относящихся к действующим или нефункционирующим космическим аппаратам или элементам их запуска. Фотометрические и траекторные наблюдения на оптических телескопах являются практически единственным источником информации о характеристиках таких объектов. В работе изложены краткие сведения об особенностях конструкции и технических характеристиках нового телескопа АЗТ-33ВМ. Описана методика определения параметров орбит некаталогизированного космического мусора по оптическим измерениям. Представлены результаты фотометрических наблюдений космического объекта, обнаруженного в области орбит глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС.