Алтынцев А.Т., Мешалкина Н.С., Анфиногентов С.А., Жданов Д.А., Мышьяков И.И., Иванов Е.Ф., Чэнмин Т., Чжао У. «Процессы ускорения и переноса электронов в импульсной круговой ленточной вспышке» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 5-15 (2025)

Обсуждаются ускорение и перенос электронов в круговой вспышке SOL2024-03-25T06: 37:00 рентгеновского класса М4.4, отличающейся рекордно короткой длительностью импульса жестких излучений. Использованы радиоданные в диапазоне 0.1–40 ГГц, включая изображения вспышечной области в диапазоне частот Сибирского радиогелиографа. Микроволновое и жесткое рентгеновское излучения генерируются в окрестности магнитного домена при взаимодействии жгутов, видимых в области 1600 Å. Импульсная стадия заканчивалась коротким пиком длительностью менее 5 с, регистрируемым синхронно на 35 ГГц и в диапазоне 100–300 кэВ. После пика над жгутами поднимается длинная петля в ультрафиолетовом (УФ) излучении и появляется широкий выброс плазмы, направленный вдоль наблюдавшегося перед вспышкой внешнего шипа. Большие петли соединяют шип и удаленный источник. В удаленном на 215" основании наблюдался широкополосный микроволновый источник, задержка которого от пика в ядре вспышки составляет ∼5 с, а оценка скорости распространения электронов достигает трети скорости света. Отличительной особенностью излучения удаленного источника являлась высокая степень его круговой поляризации. Метровое излучение вспышки свидетельствует о заполнении вершин больших петель нетепловыми электронами с большими питч-углами. Впервые полученная совокупность пространственных, спектральных и поляризационных характеристик микроволновых источников обсуждается в контексте известных к настоящему времени результатов о природе круговых ленточных вспышек.

Рахманова Л.С., Рязанцева М.О., Хохлачев А.А., Ермолаев Ю.И., Застенкер Г.Н. «Особенности формирования турбулентного каскада в магнитослое в периоды ICME» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 16-25 (2025)

Крупномасштабные возмущения в межпланетном пространстве являются главной причиной глобальных возмущений внутри магнитосферы Земли. Как известно, перед магнитосферой располагается магнитослой – переходная область, в которой характеристики плазмы и магнитного поля, а также их вариации существенно отличаются от таковых в солнечном ветре. В частности, ранее было показано, что прохождение плазмы через магнитослой может существенно изменять характеристики каскада турбулентных флуктуаций солнечного ветра, причем характер изменений отличается для спокойных и возмущенных условий в межпланетной среде. В настоящей работе на основе анализа нескольких случаев взаимодействия межпланетных корональных выбросов массы (ICME) с магнитосферой проанализированы особенности формирования турбулентного каскада в магнитослое в эти периоды. Анализ проводился на основе сопоставления одновременных измерений вариаций магнитного поля в солнечном ветре и в дневном магнитослое спутниками Wind, Cluster, THEMIS и MMS в 2016-2017 гг.

Котова Г.А., Чугунин Д.В., Безруких В.В. «Влияние солнечной активности и параметров солнечного ветра на температуру и плотность плазмы в плазмосфере Земли» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 26-35 (2025)

По данным измерений на спутниках ИНТЕРБОЛ-1 и МАГИОН-5 проекта ИНТЕРБОЛ в 1995–2001 гг. проанализирована зависимость характеристик экваториальной плазмосферы от местного магнитного времени, а также от солнечной активности, динамического давления и плотности солнечного ветра. Плотность протонов в годы минимума солнечного цикла в среднем выше, чем в годы максимума, что, вероятно, является следствием изменения массового состава плазмы в плазмосфере. Дневные и ночные температуры протонов возрастают с увеличением потока ультрафиолетового излучения Солнца, по крайней мере, в годы максимума солнечного цикла. Плотность и тепловое давление плазмосферной плазмы увеличиваются с ростом динамического давления и/или плотности невозмущенного солнечного ветра, что, возможно, связано с перестройкой электрического поля конвекции в магнитосфере.

Макаров Г.А. «Влияние межпланетных параметров на показатель степени симметрии кольцевого тока» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 36-41 (2025)

Исследуется влияние межпланетных факторов на степень симметрии магнитосферного кольцевого тока. Рассматриваются геомагнитные индексы SYM-H, ASY-H и межпланетные параметры за период 1981–2015 гг. Показателем степени симметрии кольцевого тока является отношение SYM-H/ASY-H. Анализ проводится по среднегодовым значениям геомагнитных и межпланетных параметров. Такой подход позволяет выделить крупномасштабные закономерности. Была рассмотрена связь показателя степени симметрии кольцевого тока и индексов SYM-H и ASY-H с величиной В межпланетного магнитного поля (ММП), северо-южной компонентой Bn ММП и скоростью V солнечного ветра. Был сделан вывод, что свойства магнитосферных кольцевых токов отражаются этими индексами более адекватно при учете смещений их значений, чем без учета смещений. Получено, что при учете смещения значений ASY-H симметричный кольцевой ток примерно в два раза превалирует над асимметричным для средних условий в солнечном ветре: V<550 км/с, B<10 нТл, |Bn|<2 нТл. При спокойном состоянии солнечного ветра (V<450 км/с, B<5.5 нТл, |Bn|<0.7 нТл) показатель степени симметрии кольцевого тока увеличивается. Установлено, что при увеличении абсолютных значений межпланетных параметров V, B, Bn индекс симметричного кольцевого тока SYM-H растет сильнее, чем индекс асимметричного кольцевого тока ASY-H.

Данилова О.А., Птицына Н.Г., Сдобнов В.Е. «Геомагнитное обрезание космических лучей во время магнитной бури 23–24 марта 2023 г.: связь с параметрами солнечного ветра и геомагнитной активностью с учетом широтных эффектов» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 42-49 (2025)

Жесткости геомагнитного обрезания (геомагнитные пороги) во время сильной магнитной бури 23–24 марта 2023 г. были рассчитаны: 1) методом спектрографической глобальной съемки по наблюдательным данным регистрации космических лучей мировой сетью станций (Rсгс); 2) численно траекторными расчетами в модельном магнитном поле магнитосферы (Rэфф). Жесткость геомагнитного обрезания определялась для девяти разноширотных станций космических лучей. Были рассчитаны корреляции вариаций геомагнитных порогов ΔRсгс и ΔRэфф с электромагнитными и динамическими параметрами солнечного ветра и индексами геомагнитной активности Dst и Kp. Выявлено, что геомагнитные пороги, вычисленные двумя методами, наиболее сильно коррелируют с Dst и электромагнитными параметрами солнечного ветра. Сколько-нибудь существенной корреляции с динамическими параметрами не наблюдается. Анализ показал, что реакция ΔRсгс на контролирующие магнитные параметры и Dst меняется с широтой станции наблюдения: корреляция достигает наибольших значений на средних широтах и значительно падает к экватору. Корреляции ΔRэфф, вычисленные с помощью модели, не показывают широтной зависимости.

Гололобов П.Ю., Григорьев В.Г., Герасимова С.К. «Исследование динамики энергетического спектра солнечно-суточных вариаций космических лучей в 20-25 циклах солнечной активности методом скрещенных мюонных телескопов» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 50-55 (2025)

Регистрируемая наземными детекторами интенсивность космических лучей (КЛ) испытывает солнечно-суточные вариации (ССВ), связанные с существованием в околоземном космическом пространстве анизотропного углового распределения КЛ. Долговременные наблюдения показывают, что ССВ обнаруживают зависимость от цикла солнечной активности, испытывая периодические 11- и 22-летние вариации. Такое поведение ССВ связано с изменением характера распространения галактических КЛ в гелиосфере при изменениях ее состояния в цикле солнечной активности. С другой стороны, указанное явление может быть частично обусловлено изменением величины сноса КЛ геомагнитным полем, связанное с изменениями энергетического спектра ССВ. Данная работа посвящена изучению динамики энергетического спектра ССВ в циклах солнечной активности. Решение этой задачи представляет определенные сложности, связанные с особенностями наземной регистрации КЛ и чувствительностью детекторов к изменениям состояния окружающей среды. Для этого используется подход, основанный на применении скрещенных мюонных телескопов, позволяющий обойти эти сложности. С этой целью проводится анализ данных измерений мюонных телескопов «Якутск», «Нагоя», «Сао-Мартиньо» и «Хобарт» за 1972–2022 гг. Показано, что в минимумах солнечной активности в периоды положительной полярности общего магнитного поля Солнца наблюдается значительное смягчение спектра ССВ КЛ. Полученные результаты обсуждаются.

Стародубцев С.А. «МГД-волны в области предфронта межпланетной ударной волны 10 мая 2024 г.» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 56-64 (2025)

Сообщается об изучении динамических изменений турбулентной составляющей ММП от спокойного периода 7 мая 2024 г. до момента прихода межпланетной ударной волны (МУВ) во второй половине 10 мая 2024 г. Для достижения поставленной цели к анализу привлечены одноминутные данные прямых измерений параметров межпланетной среды на космических аппаратах (КА) АСЕ, DSCOVR и WIND. Методами спектрального анализа изучается эволюция спектров мощности флуктуаций модуля ММП и МГД-волн на инерционном участке спектра турбулентных флуктуаций СВ на частотах ∼2.5·10^–4–8.3·10^–3 Гц. Определен вклад альфвеновских, быстрых и медленных магнитозвуковых волн в наблюдаемый спектр мощности флуктуаций модуля ММП, измеряемого на каждом из трех КА, и установлены спектры мощности МГД-волн этих типов. Показано, что мощность спектров флуктуаций модуля ММП и МГД-волн более чем на порядок величины возрастает по мере приближения МУВ в точке ее регистрации на КА. Сделан вывод, что это является следствием генерации МГД-волн потоками штормовых частиц – космических лучей (КЛ) с энергиями ∼1 МэВ, наблюдающихся в области перед фронтом МУВ. На основе анализа совокупности всех данных измерений сделано предположение, что значительный рост потоков КЛ низких энергий (∼1 МэВ) и уровня турбулентности солнечного ветра может привести к изменению направления ММП в области, примыкающей к фронту МУВ.

Моисеев А.В., Попов В.И., Мишин В.В., Пенских Ю.В. «Особенности распространения в системе магнитосфера-ионосфера компрессионных длиннопериодных колебаний, проникающих из межпланетной среды» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 65-76 (2025)

По спутниковым и наземным наблюдениям изучены свойства Pi3-пульсаций с периодом ∼30 мин в системе магнитосфера-ионосфера. По данным наземных магнитных станций в предполуденном секторе магнитосферы, выявлено распространение пульсаций по азимуту с дневной стороны на ночную со скоростью 3–9 км/с в полосе исправленных геомагнитных широт Φ′=76–79°. Вдоль меридиана сигнал распространялся к полюсу со скоростью 0.5–5 км/с. Анализ спектров сигналов на станциях, расположенных вдоль разных меридианов, позволил выявить три максимума: первый, не зависящий от широты на частоте 0.55 мГц, и два широтнозависимых максимума на частотах 0.82 и 0.96 мГц, соответственно на более высокой и более низкой широтах. Первый максимум соответствует УНЧ-волнам, проникающим из солнечного ветра, два других – магнитосферным резонансам. Эквивалентная токовая система (ЭТС) во время регистрации пульсаций была рассчитана двумя способами: методом сферических элементарных токовых систем и с помощью техники инверсии магнитограмм. Анализ ЭТС, полученных обоими методами, показал их удовлетворительное согласие. ЭТС во время пульсаций в дополуденном секторе представляла собой большой вихрь, состоящий из более мелких, которые распространялись в ионосфере вдоль линии раздела море–суша, т. е. преобладало распространение по меридиану к полюсу со скоростями, близкими к скоростям распространения пульсаций. Согласно карте распределения продольных токов в ионосфере, широтный максимум западной электроструи лежит на широтах максимума ЭТС (на юге большого вихря) на границе между областями втекающих и вытекающих продольных токов (области 1 и 2), где наблюдаются резонансы силовых линий. Полученная ЭТС соответствует токовой системе DP2 c преобладающей западной электроструёй в дополуденном и ночном секторах. Анализ спутниковых данных показал следующее: в солнечном ветре УНЧ-волны в диапазоне Pi3-пульсаций распространялись со скоростью 186.4 км/с, что значительно ниже скорости движения среды, достигавшей 550 км/c. Такая скорость объясняется тем, что волны распространяются в сторону Солнца и сносятся солнечным ветром к Земле. В магнитосфере пульсации с преобладающей компрессионной компонентой распространяются с ночной стороны на дневную со скоростью 90–110 км/с. По задержкам в наступлении максимумов дифференциальных потоков энергичных электронов были выявлены скорости распространения этих УНЧ-волн 20–40 км/с. Сделан вывод, что пульсации в данном событии были обусловлены как внешним (колебаниями в солнечном ветре), так и внутренним источниками (магнитосферным резонатором, который мог быть возбужден в том числе и суббурей). При этом динамика тонкой структуры большого вихря (малых вихрей) в магнитосфере в целом совпадает по скорости и направлению распространения с геомагнитными пульсациями.

Белова А.О., Мягкова И.Н. «Прогнозирование потоков электронов на круговой полярной орбите: отбор предикторов» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 77-87 (2025)

Исследовалась связь вариаций потоков электронов с энергиями >0.7 и >2 МэВ внешнего радиационного пояса Земли на круговой полярной орбите с параметрами солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, а также с геомагнитными индексами и логарифмом потока электронов внешнего радиационного пояса Земли на геостационарной орбите с целью выяснения возможности их прогнозирования. Был проведен отбор оптимальных входных признаков при прогнозировании потоков электронов на низких полярных орбитах, что актуально в рамках обеспечения радиационной безопасности будущих космических миссий. Рассматривались интегральные и максимальные потоки электронов указанных энергий за сутки. На основе линейной регрессии получены прогнозы с горизонтом 1 и 2 дня на интервале 2 месяца 2020 г. для максимальных и интегральных потоков за сутки.

Бахметьева Н.В., Григорьев Г.И., Жемяков И.Н., Калинина Е.Е., Лисов А.А. «Отклик ионосферы на воздействие на нее необыкновенной радиоволной при зондировании возмущенной области на частоте, близкой к нагревной» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 88-99 (2025)

Представлены результаты экспериментов по воздействию на ионосферу Земли мощным высокочастотным радиоизлучением среднеширотного нагревного стенда СУРА (56.1° N, 4° E). Возмущение в ионосфере создавалось радиоволной необыкновенной поляризации в условиях, когда обыкновенная компонента мощной волны не отражалась ионосферой. Зондирование возмущенной области осуществлялось пробной радиоволной той же поляризации на частоте выше частоты нагрева на 228–400 кГц. Во время воздействия на ионосферу с высоты отражения мощной радиоволны принимался слабый рассеянный сигнал с амплитудой на 40–60 дБ ниже амплитуды сигнала зеркального отражения от F-области. Это означает, что искусственное возмущение плотности плазмы происходило в области отражения мощной радиоволны необыкновенной поляризации. Обсуждаются возможные причины возникновения возмущения.

Караханян А.А., Молодых С.И. «Метеорологический отклик на изменение электрического потенциала ионосферы, обусловленного возмущенным солнечным ветром» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 100-107 (2025)

Электрический потенциал (ЭП) ионосферы используется в качестве характеристики солнечного воздействия для определения тропосферного отклика во время мощных возмущений. Проведено сопоставление расчетов ЭП, выполненных по версиям 2001 и 2005 г. модели Веймера. Выявлены различия в пространственном распределении ЭП во время мощных геомагнитных бурь в рассмотренных моделях. Представлено поведение аномалий ЭП и контраста ЭП, усредненных для высокоширотной области. Контраст ЭП представляет собой разность аномалий ЭП, усредненных по областям одного знака. Обнаружено, что изменения аномалий ЭП различаются в разных версиях модели, тогда как вариации контраста ЭП, рассчитанные по разным версиям, ведут себя синхронно во время возмущений. Корреляционный анализ изменений усредненного контраста ЭП с вариациями геомагнитного индекса PC показал, что обе характеристики можно использовать в качестве индикатора солнечной активности для изучения изолированных мощных магнитных бурь. Во время возмущений увеличение контраста ЭП сопровождается ростом контраста метеопараметров, особенно контраста верхней облачности.

Medvedev A., Zherebtsov G., Perevalova N. «Chinese-Russian Joint Research Center on space weather: results and prospects» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 108-124 (2025)

We present an overview of the history, the main scientific results and prospects of the Chinese-Russian Joint Research Center on Space Weather. The Chinese-Russian Joint Research Center was established by the Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS (ISTP SB RAS) and National Space Science Center CAS (NSSC CAS) in 2000. The center deals with fundamental issues in modern solar-terrestrial physics, such as quantitative description of the processes in complex interconnected system Sun – interplanetary medium – magnetosphere – ionosphere – atmosphere, assessment of capabilities of predicting interactions within this system, development of effective models for forecasting the state of the atmosphere and near-Earth space. Over the 24-year period, the Joint Research Center has united more than 10 scientific institutes in Russia and China; about 60 scientific projects have been implemented, and more than 400 joint scientific articles have been published. Joint efforts of Russian and Chinese researchers allowed obtaining important results in study of physical processes in near-Earth space. The Chinese-Russian Joint Research Center has proven its usefulness and continues studying the Sun, solar-terrestrial relations, and near-Earth space. The future work of the Joint Research Center will be closely linked to the implementation of major unique projects in China and Russia: the International Meridian Circle Program (IMCP) led by NSSC CAS, and the National Heliogeophysical Complex of the Russian Academy of Sciences (NHC RAS) led by ISTP SB RAS. We describe these projects in this paper

Степанов А.В., Зайцев В.В. «Неустойчивость Рэлея–Тейлора как триггер солнечных вспышек» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 125-131 (2025)

Обзор работ авторов посвящен фундаментальной роли неустойчивости Рэлея–Тейлора (НРТ) как триггера вспышечного энерговыделения. Исследованы два случая НРТ: вблизи оснований корональной магнитной петли и в ее вершине. В первом случае требуется предварительный нагрев хромосферной плазмы, который может быть вызван джоулевой диссипацией в частично ионизированной плазме при сопротивлении Каулинга. НРТ в вершине петли обусловлена расположенным над ней протуберанцем. Определены условия развития НРТ как триггера вспышки в этих двух случаях. Показано, что НРТ возбуждает сверхдрайсеровское электрическое поле в хромосферных основаниях петли. Этим можно объяснить громадное количество ускоренных во вспышке частиц. Неустойчивость Рэлея–Тейлора является также причиной появления быстрых (∼10 c) предвестников вспышек

Demidov M., Wang X.F., Sun Y.Z., Deng Y.Y. «Observations of solar large-scale magnetic fields with a new chinese telescope constructed for the International meridian circle program (IMCP)» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 132-136 (2025)

One of the very important international events in space science that has happened recently is the launch of the International Meridian Circle Program (IMCP). A key element of IMCP is a quite new instrument – the Solar Full-disk Multi-layer Magnetograph (SFMM) installed at Gan Yu Solar Station (GYSS) of the Purple Mountain Observatory (Jiangsu Province). The main objective of this telescope is to provide data on distribution of magnetic fields across the solar surface, which is necessary for prediction of some space weather (SW) parameters since this information is actually the low boundary condition for corresponding numerical simulations. There are plans to construct a network of such telescopes (similar to GONG or to ngGONG), so it is very important to test how reliable the measurements of weak large-scale magnetic fields (LSMF) are with these instruments. It is just LSMF, not strong magnetic fields in active regions (which are relatively easy to measure), that determines the structure of the heliosphere. To do this, using first observations with SFMM at GYSS, is the main purpose of this study. After a brief description of the instrument and some methodical issues, we present the results of comparison of SFMM observations with the Wilcox Solar Observatory (WSO) data. WSO measurements of LSMF are the most reliable in the world, and the results of such comparison are extremely important. We have found out that the correlation coefficient is high enough (≈0.70) if we consider the whole range of measured strengths, but it is lower (≈0.57) if the consideration is rerstricted only to relatively weak (|B|≤10.0 G) fields. Note that there is a significant difference between regression coefficients (R) for these two cases: R≈5.1 in first case and only R≈1.8 in the second one. The reason of this is still unclear and will be the subject of future investigations.

Богомолов А.В., Богомолов В.В., Июдин А.Ф., Калегаев В.В., Мягкова И.Н., Оседло В.И., Свертилов С.И., Яшин И.В. «Мониторинг явлений космической погоды с использованием группировки наноспутников «Созвездие-270» Московского университета» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 137-148 (2025)

В настоящее время реализуется космический проект «Созвездие-270» Московского университета. Он подразумевает развертывание группировки наноспутников формата кубсат. К настоящему времени запущено 20 спутников, 9 из них продолжают функционировать на околоземной орбите, в ближайшее время будет запущен еще один. Специально для использования в экспериментах на борту малых космических аппаратов формата кубсат разработаны приборы, обеспечивающие измерения потоков и спектров заряженных частиц, – в первую очередь, электронов релятивистских и субрелятивистских энергий, а также гамма-квантов. Наряду с космической группировкой создается сеть наземных приемных станций. Многоспутниковая группировка дает ряд преимуществ при изучении динамических процессов в околоземном космическом пространстве. В частности, она позволяет проводить одновременные измерения потоков заряженных частиц с использованием однотипных приборов в разных точках околоземного космического пространства. Такие измерения дают уникальную информацию о потоке субрелятивистских электронов, включая изменения, обусловленные высыпаниями электронов, что имеет большое значение для понимания механизмов ускорения и потерь захваченных и квазизахваченных электронов радиационных поясов Земли (РПЗ). Обсуждаются различные недавние проявления космической погоды, связанные с повышенной вспышечной активностью Солнца. Среди таких эффектов – заполнение полярных шапок частицами солнечных космических лучей, динамические процессы во внешнем РПЗ во время магнитных бурь, быстрые изменения потоков электронов из-за высыпаний.

Moiseev A., Gololobov A., Ievenko I., Korsakov A., Petuhov I., Starodubtsev S. «Space weather research in Yakutia» Солнечно-земная физика, 11, № 3, с. 149-159 (2025)

The article reports on the studies of various manifestations of space weather (SW) on Earth, conducted by SHICRA SB RAS at the network of geophysical stations located in Yakutia. It is noted that the Institute researchers study various phenomena occurring in the solar wind and Earth's magnetosphere such as magnetic clouds, Forbush effects, magnetic storms, substorms and associated subauroral glow, as well as high-latitude impulses in the dayside magnetosphere and sudden phase anomalies in the lower ionosphere. In addition to the data from the network of stations in Yakutia, data from other domestic and foreign stations, as well as direct measurements of the parameters of the interplanetary medium and magnetosphere, carried out on various spacecraft, are used to study these phenomena. The paper also describes physical models of magnetic clouds in the solar wind, high-latitude disturbed ionosphere, and methods for short-term forecasting of SW based on cosmic ray (CR) measurements developed at SHICRA SB RAS.