Кобанов Н.И., Челпанов А.А. «Наблюдательные характеристики колебательно-волновых процессов в пятне и его окрестностях. Сложности наблюдений и интерпретации» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 4-11 (2024)

Обобщается опыт, полученный авторами в разные годы при исследовании колебательных процессов в солнечных пятнах, включая тень, полутень и ближайшие окрестности. В работе анализируется ряд факторов, затрудняющих адекватное определение некоторых характеристик распространяющихся колебаний, что может приводить к неправильной интерпретации. На примере бегущих волн полутени показано, что их распространение в строго горизонтальном направлении, сопровождаемое при этом понижением частоты, является кажущимся. Эффект вызван тем, что разные колебания распространяются вдоль разных линий магнитного поля с постепенно увеличивающимся наклоном. Это заключение справедливо и для трехминутных колебаний в хромосфере тени пятна. Изменение наклона полос на полутоновых диаграммах пространство–время, используемых для определения скорости распространения колебаний вдоль корональных петель, вызвано проекционным эффектом, а не реальным изменением скорости. Авторы предлагают использовать вспышечную модуляцию амплитуды собственных колебаний среды для устранения неопределенностей, возникающих при измерении фазовой разности одноименных сигналов, по которой судят о скорости распространения волновых возмущений в солнечной атмосфере.

Строкин Н.А. «Ионная активность в квазинейтральных токовых слоях и плазме разрядов в скрещенных электрическом и магнитном полях» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 12-20 (2024)

В рамках краткого обзора выполнен тематический анализ и приведена информация о четырех, обнаруженных в эксперименте плазменных эффектах, в которых проявилось неожиданное поведение ионной компоненты и для которых нет принятой интерпретации. 1. Ионы с наибольшими для квазинейтрального токового слоя энергиями зарегистрированы в О-точке (острове), причем направление их движения противоположно электрическому полю в Х-точке. 2. В плазме разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях (E×BB разряд) генерируется большое количество ионов с энергиями, значительно превышающими энергии, эквивалентные разрядному напряжению. 3. Обнаруженная область эффективной ионизации – анодный слой – при росте давления скачком перемещается из одной области плазмы в другую, что сопровождается скачком плотности ионов до 16 раз. Увеличение индукции магнитного поля приводит, наоборот, к скачку анодного слоя в обратном направлении с падением плотности ионов в 3–4 раза. 4. На функциях распределения ионов в ~@E×~@BB разряде выделяются скачки плотности ионов в узких диапазонах энергий, источниками которых являются локальные пространственные зоны в разрядном промежутке, где магнитное поле практически постоянное. Относительные амплитуды изомагнитных скачков составляют от ∼30 до 80% полного тока ионов на выделенной энергии. Учет аномального поведения ионов в плазме квазинейтральных токовых слоев и разрядов в скрещенных электрическом и магнитном полях позволит лучше понять процессы в космической плазме, физику коронального нагрева и формирования солнечного ветра.

Колпак В.И., Могилевский М.М., Чугунин Д.В., Чернышов А.А., Моисеенко И.Л. «Перенос аврорального километрового радиоизлучения посредством каналов с пониженной плотность на границе плазмосферы» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 21-30 (2024)

Представлены результаты регистрации аврорального километрового радиоизлучения (АКР) вблизи плазмопаузы на спутнике ERG (Arase). Апогей орбиты спутника находится вблизи плоскости эклиптики на широтах ±30°. Согласно общепринятой точке зрения, в этих областях наблюдение АКР невозможно, поскольку оно экранируется плазмосферой. Одновременные регистрация АКР и измерение локальной плотности плазмы на спутнике ERG (Arase) позволили определить, что АКР в приэкваториальных областях наблюдается в плазменных каналах – неоднородностях плотности плазмы, вытянутых вдоль силовых линий магнитного поля. Излучение от источников, расположенных в авроральной магнитосфере, переносится этими каналами в приэкваториальную область. В работе анализируются условия захвата АКР в каналы с пониженной плотностью плазмы и распространения в них. В приближении геометрической оптики проведено моделирование условий захвата и распространения излучения. Результаты вычислений показывают, что предложенная схема захвата АКР в плазменные каналы может объяснить результаты измерений, свидетельствующие о переносе излучения из авроральной области магнитосферы в приэкваториальную.

Иванов В.Е., Дашкевич Ж.В. «Влияние концентрации NO на отношение I557.7/I427.8 в полярных сияниях» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 31-36 (2024)

Методом численного моделирования исследовано влияние концентрации окиси азота на отношение интенсивностей эмиссий 557.7 и 427.8 нм I_557.7/I_427.8 в полярных сияниях, вызванных потоками высыпающихся электронов. Показано, что отношение испытывает сильную зависимость от концентрации NO. По результатам модельных расчетов отношение уменьшается с 7 до 2 при увеличении концентрации NO в максимуме ее высотного профиля [NO]_max от 10⁷ до 10⁹ см^–3, что находится в удовлетворительном согласии с экспериментальными данными. Показано также, что влияние окиси азота на величину отношения осуществляется через канал возбуждения эмиссии 557.7 нм, а именно, диссоциативной рекомбинации иона молекулярного кислорода O⁺₂+e_th путем дезактивации иона в столкновительной реакции с окисью азота O⁺₂+NO.

Янчуковский В.Л., Калюжная М.А., Хисамов Р.З. «Интенсивность нейтронной компоненты космических лучей и влажность воздуха» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 37-43 (2024)

В настоящее время коррекция данных нейтронных мониторов осуществляется только на барометрический эффект. Однако нельзя исключать также воздействие изменений влажности воздуха на интенсивность нейтронной компоненты космических лучей (КЛ), регистрируемой нейтронными мониторами. В связи с этим были выполнены непрерывные измерения влажности и температуры воздуха при наблюдениях за вариациями интенсивности КЛ с помощью нейтронного монитора в Новосибирске. Анализ результатов наблюдений метеорологических параметров и интенсивности КЛ в Новосибирске, а также данных мировой сети нейтронных мониторов позволил выявить вариации интенсивности нейтронной компоненты, вызванные изменениями влажности воздуха. Сделанные оценки эффекта влажности свидетельствуют о необходимости его регулярного учета в данных нейтронного монитора. Для этого наряду с измерениями атмосферного давления следует проводить регулярные измерения влажности и температуры воздуха.

Вяткин А.Н., Зоркальцева О.С., Мордвинов В.И. «Влияние Эль-Ниньо на параметры средней и верхней атмосферы над Восточной Сибирью по данным реанализа и моделирования в зимний период» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 44-52 (2024)

Одним из наиболее важных климатообразующих явлений в системе океан–атмосфера является Эль-Ниньо Южное Колебание (ЭНЮК), проявляющееся с разной интенсивностью практически во всех регионах земного шара. Центральные районы Евразии наиболее удалены от тропиков Тихого океана – областей зарождения ЭНЮК. Существуют разные точки зрения относительно характера влияния ЭНЮК на эти регионы. В работе по модельным расчетам и данным реанализа оценивается влияние ЭНЮК на верхнюю атмосферу Северного полушария и, в частности, на верхнюю атмосферу Восточной Сибири. Результаты анализа показали, что крупномасштабные структуры отклика атмосферы на ЭНЮК в Северном полушарии по данным моделирования и реанализа схожи, однако районы Восточной Сибири находятся на периферии основного сигнала, где наблюдаются значительные различия в оценках эффектов Эль-Ниньо и Ла-Нинья от одного случая к другому. В январе наибольшее влияние ЭНЮК оказывает на среднюю атмосферу полярных регионов Северного полушария. Над Евразией и Восточной Сибирью отклик атмосферы на ЭНЮК оказался слабым или отсутствовал.

Денисенко В.В. «Влияние рельефа на атмосферное электрическое поле» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 53-58 (2024)

Измерения электрического поля хорошей погоды в горной местности подвержены влиянию рельефа и поэтому нуждаются в дополнительной калибровке для включения в глобальную картину поля. Для этого предлагается решать трехмерную задачу электропроводности атмосферы в области между поверхностью земли и ионосферой. В качестве примера рассмотрена окрестность Ключевской сопки. С ростом высоты плоскогорий плотность тока хорошей погоды над ними возрастает, а напряженность электрического поля уменьшается. Одномерная модель электропроводности атмосферы для рельефа с крутыми склонами неприменима. Сравнение суточно-сезонных диаграмм, построенных по данным круиза VII Карнеги и данным Томской обсерватории, показало сходство вариаций напряженности электрического поля хорошей погоды в таких разных местах на Земле. Над морем поле примерно вдвое меньше, чем над низменной сушей в те же моменты времени.

Сорокин А.Г., Добрынин В.А. «О регистрации атмосферного эффекта извержения вулкана Хунга-Тонга» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 59-67 (2024)

Приводятся результаты регистрации акустических волн, вызванных извержением вулкана Хунга-Тонга в южной части Тихого океана 15 января 2022 г., в Восточной Сибири на расстоянии около 11230 км от места извержения. Полученный акустический сигнал интерпретируется как совокупность атмосферных волн в широком диапазоне колебаний. По структуре сигнал подобен зарегистрированным ранее сигналам от мощных источников, таких как термоядерный взрыв на Новой Земле 1961 г. и взрыв Тунгусского метеорита 1908 г. Акустический сигнал предваряют три цуга низкочастотных затухающих колебаний. Мы предполагаем, эти три цуга колебаний связаны с тремя стадиями в извержении вулкана Хунга-Тонга: 1) разрушении о-ва Тонга и образованием подводной кальдеры; 2) выход горячей магмы из кальдеры на поверхность океана и выброс в атмосферу большого объема перегретого пара; 3) образование слоистой структуры из смеси перегретого пара, пепла и тефры на поверхности океана и образование эруптивной конвективной колоны. Последовательные фазы извержения могли способствовать возбуждению акустических колебаний в широком диапазоне периодов, включая волны Лэмба, внутренние гравитационные волны (ВГВ) и инфразвук. В работе сравниваются структуры акустических сигналов, зарегистрированных 15.01.2022 в Сибири на расстоянии более 11000 км и на Аляске на расстоянии более 9300 км от вулкана. На основе решения линеаризованного уравнения Кортевега–де Вриза дается оценка энергии, выделившейся при извержении вулкана.

Ташлыков В.П., Алсаткин С.С., Медведев А.В., Ратовский К.Г. «Метод эффективных вычитаний: работа с данными Иркутского радара некогерентного рассеяния» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 68-73 (2024)

Метод эффективных вычитаний заключается в последовательном чередовании длительностей излученных импульсов во время измерений методом некогерентного рассеяния. Получаемый таким путем выигрыш в пространственном разрешении позволяет осуществить надежную оценку профиля электронной концентрации методом фарадеевских замираний. Рассмотрен метод измерения электронной концентрации в результате обработки узкополосных сигналов Иркутского радара некогерентного рассеяния, а также предложен автоматизированный метод определения электронной концентрации для задачи, в которой нельзя пренебречь сверткой мощности рассеянного сигнала с формой зондирующего импульса. Обратная задача восстановления электронной концентрации рассматривается как задача нелинейной оптимизации, и для ее решения используется метод последовательного применения алгоритмов глобальной и локальной оптимизации. Представлено сравнение значений электронной концентрации, полученных в результате анализа сигналов различных длительностей импульса, и данных Иркутского ионозонда.

Коробцев И.В., Мишина М.Н., Караваев Ю.С., Еселевич М.В., Горяшин В.Е. «Фотометрические наблюдения и моделирование формы космического мусора на средневысотных орбитах» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 74-82 (2024)

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) ГЛОНАСС, GPS, Бэйдоу, Галилео используют круговые средневысотные околоземные орбиты с периодом около полусуток в диапазоне наклонений от 50 до 70°. Орбиты ГНСС являются важной эксплуатируемой областью околоземного космического пространства. Информация о присутствующем в этой области космическом мусоре (КМ) и его характеристиках крайне важна для оценок рисков и принятия мер по их предотвращению. В работе приводятся результаты фотометрических наблюдений объектов КМ в окрестностях орбит ГНСС с помощью 1.6-метрового телескопа АЗТ-33ИК Саянской солнечной обсерватории ИСЗФ СО РАН за период 2018–2023 гг. Показано распределение объектов КМ по плоскостям орбит ГНСС. Получены временные и фазовые зависимости видимого блеска всех измеренных объектов КМ. Построены средние кривые блеска КМ, определены периоды вращения объектов и их динамика. Приведены результаты моделирования кривой блеска, характерной для нескольких объектов КМ из области орбит ГНСС. Предложены форма космического объекта и параметры собственного вращения, которые соответствуют наблюдаемой кривой блеска.

Гетманов В.Г., Гвишиани А.Д., Соловьев А.А., Зайцев К.С., Дунаев М.Е., Ехлаков Э.В. «Распознавание геомагнитных бурь на основе матричных временных рядов наблюдений мюонного годоскопа УРАГАН с использованием нейронных сетей глубокого обучения» Солнечно-земная физика, 10, № 1, с. 83-91 (2024)

Решена задача распознавания геомагнитных бурь на основе матричных временных рядов наблюдений мюонного годоскопа УРАГАН с использованием нейронных сетей глубокого обучения. Проведен выбор варианта программного модуля нейронной сети, определены его параметры. Распознавание геомагнитных бурь рассмотрено с применением процедур бинарной классификации, сформировано правило принятия решений. Предложены оценки вероятностей правильных и ложных распознаваний. Экспериментально исследовано распознавание геомагнитных бурь; для назначенного Dst-порога Y_D0=–45 нТл получены приемлемые вероятности правильных и ложных распознаваний β=0.8212 и α=0.0047. Подтверждены эффективность и перспективность предложенного нейросетевого подхода.