научный журнал по геофизике Геомагнетизм и аэрономия ISSN: 0016-7940

ДВОРНИКОВ В.М., КРАВЦОВА М.В., СДОБНОВ В.Е. — 2013 г.

Предложена модель модуляции космических лучей (КЛ) за счет изменения их энергии в регулярных электромагнитных полях межпланетной среды различной природы. В рамках развиваемой концепции получено аналитическое выражение для жесткостного спектра КЛ, позволяющее описывать наблюдаемые вариации интенсивности протонов в интервале энергий от единиц МэВ до десятков ГэВ за каждый час наблюдений. Изложена методика определения параметров модельного спектра, отражающих электромагнитные характеристики межпланетной среды различной природы. По данным наземных и спутниковых измерений интенсивности КЛ исследованы вариации их жесткостного спектра, анизотропии и изменений планетарной системы жесткостей геомагнитного обрезания при различных проявлениях солнечной активности в гелиосфере. Дана интерпретация всему комплексу наблюдаемых явлений.

ИВАНОВ К.Г., ХАРШИЛАДЗЕ А.Ф. — 2013 г.

Исследована динамика абсолютных глобальных значений Ф потоков Крупномасштабного Открытого Магнитного Поля Солнца (КОМПС) в 2006–2012 гг. с шагом в один солнечный оборот по данным Wilcox Solar Observatory с помощью оригинального пакета программ моделирования магнитного поля Солнца ISOPAK. Определены опорные точки и продолжительности заключительного квазидвухлетнего интервала 23-го цикла (01.2006–05.2007, 17 месяцев), интервалов фаз минимума (05.2007–11.2009, 30 месяцев), роста (11.2009–05.2012, 30 месяцев) и начала фазы максимума (05.2012–01.2013) 24-го цикла. Показано, что абсолютные значения Ф резко уменьшились в началах фаз минимума, роста и максимума соответственно до значений (2; 1.25; 0.75) ? 1022 мкс. В течение всей фазы минимума КОМПС вращалось сврхквазитвердотельно, в западном направлении, по направлению вращения Солнца; с началом фазы роста произошла смена направления вращения на преимущественно восточное. Переплюсовка КОМПС в текущем 24-м цикле началась в мае–июне 2012 г. (CR 2123–2124) с прорыва на север полей южной полярности из южной полусферы Солнца. Подтверждается положение, что солнечный цикл – это непрерывная последовательность квазидвухлетних интервалов КОМПС. В частности, фазы минимума и роста – это интервалы, характеризующиеся противоположными направлениями вращения КОМПС соответственно сверхквазитвердотельным (скручиванием) и раскручиванием с одинаковыми, по крайней мере в 24-м цикле, продолжительностями.

КЛЕЙМЕНОВА Н.Г., КОЗЫРЕВА О.В., МАННИНЕН Ю. — 2013 г.

Обсуждаются результаты анализа цифровых высокочувствительных наземных наблюдений ОНЧ излучений, выполненных в северной Финляндии (L = 5.3) в мае–июне 2012 года. В это время был отмечен подход к магнитосфере Земли трех высокоскоростных потоков солнечного ветра, на переднем фронте которых отмечалась генерация длительных интенсивных дневных всплесков ОНЧ излучений в двух частотных полосах: выше и ниже кГц. На частотах выше кГц наблюдались ОНЧ шипения, временная структура которых часто состояла из квазипериодической последовательности отдельных более сильных пятен шумовых сигналов. Низкочастотную полосу представляли собой хоры, наложенные на интенсивные шипения на частотах ниже кГц. Высокочастотные (f > 2.5 кГц) волны были эллиптическими, преимущественно лево-поляризованными, а низкочастотные – право-поляризованными. Высказано предположение, что генерация высокочастотных ОНЧ шипений происходила на L < 5, а ОНЧ хоров на L > 5. Обсуждается возможный сценарий генерации и распространения наблюдаемых ОНЧ излучений.

АСТАПОВ И.И., БАРБАШИНА Н.С., ДМИТРИЕВА А.Н., КОКОУЛИН Р.П., КОМПАНИЕЦ К.Г., ПЕТРУХИН А.А., ШУТЕНКО В.В., ЯШИН И.И. — 2013 г.

Интенсивность потока атмосферных мюонов зависит от множества факторов: энергетического спектра первичных космических лучей, состояния гелиосферы, магнитосферы и атмосферы Земли. Широкоапертурный мюонный годоскоп УРАГАН (Москва, Россия, 55.7° N, 37.7° E, 173 м н. у. м.) дает возможность исследовать не только вариации интенсивности потока мюонов, но и временные изменения параметров его углового распределения, для анализа которых используется вектор локальной анизотропии, а также его проекции, которые проявляют различную чувствительность к параметрам процессов модуляции как первичных космических лучей в гелиосфере и магнитосфере Земли, так и вторичных космических лучей при прохождении их через земную атмосферу. Вектор локальной анизотропии является суммой единичных векторов (направлений реконструированных треков мюонов), нормированной на количество треков. В работе представлены результаты анализа долговременных вариаций среднечасовых значений проекций вектора локальной анизотропии, полученных на основе данных годоскопа УРАГАН в течение 2007–2011 гг.

АБУНИН А.А., АБУНИНА М.А., БЕЛОВ А.В., ЕРОШЕНКО Е.А., ОЛЕНЕВА В.А., ЯНКЕ В.Г. — 2013 г.

В межпланетном пространстве существуют выделенные направления, определяемые скоростью солнечного ветра и положением силовых линий межпланетного магнитного поля, что приводит к неоднородному распределению фаз и амплитудно-фазовой взаимозависимости первой гармоники анизотропии космических лучей. Для исследования долгопериодных изменений анизотропии космических лучей использованы характеристики первой гармоники анизотропии, определенные за каждый час методом глобальной съемки по данным мировой сети нейтронных мониторов в период 1957–2010 гг. За каждый год этого периода получены долготные распределения векторной анизотропии космических лучей и взаимосвязь ее амплитуды и фазы. Результаты ясно демонстрируют изменения анизотропии, обусловленные магнитным солнечным циклом и циклом солнечной активности. Исследованы также распределения анизотропии при различных скоростях солнечного ветра. Выделяются и обсуждаются периоды со специфическим поведением анизотропии космических лучей. Полученные изменения анизотропии космических лучей согласуются с конвективно-диффузионной моделью анизотропии.

СИДОРОВА Л.Н., ФИЛИППОВ С.В. — 2013 г.

Идея экваториального происхождения плазменных областей пониженной концентрации Не+ (или субпровалов) подвергнута новой проверке. Для этого проведен детальный сравнительный анализ долготных вариаций вероятности их наблюдения в разных полушариях с вариациями вероятности наблюдения экваториальных неоднородности F-области (EFI), экваториального F-рассеяния (RFS, EFS) и экваториальных плазменных “пузырей” (EPB). С поправкой на сезонную зависимость и особенности хода магнитного поля в разных полушариях сделан вывод о сходстве долготных статистических характеристик субпровалов и экваториальных ионосферных неоднородностей F-области. Указано, что получено еще одно свидетельство общности природы вышеназванных явлений. Еще раз подтверждено, что области пониженной концентрации Не+ (или субпровалы) правомерно связывать с плазменными “пузырями” экваториального происхождения, наблюдаемыми на высотах верхней ионосферы в концентрации Не+.

МЕДВЕДЕВА И.В., СЕМЕНОВ А.И., ШЕФОВ Н.Н. — 2013 г.

На основе данных многолетних исследований температуры мезопаузы по ее гидроксильному (ОН) излучению на различных наземных станциях северного полушария, а также данных измерений температуры со спутника UARS WINDII, получены сведения о ее долготных изменениях. В глобальном долготном распределении температуры выявлены ее максимумы на долготах Евразии и Северной Америки и минимумы над Тихим и Атлантическим океанами. Среднедолготные значения температуры имеют отчетливые сезонные изменения. На фоне средней глобальной вариации температуры, отображающей рельеф земной поверхности, существуют локальные нестационарные крупномасштабные неоднородности в виде максимумов и минимумов температуры до 30 К относительно среднего значения температуры, которые коррелируют с изменениями их размеров, достигающих десятки градусов долготы и широты, что соответствует нескольким тысячам километров.

РОЛДУГИН В.К. — 2013 г.

Исследовано 36 случаев геомагнитных пульсаций Рс5 на геостационарном спутнике GOES-8 за 2001 г. с амплитудой в несколько нТл и длительностью около часа. Из них 22 случая были тороидальными, а 14 – полоидальными. Все эти пульсации были сопоставлены с геомагнитными наблюдениями в обс. Poste-de-la-Baleine (PBQ), расположенной вблизи проекции спутника. Было установлено, что частота пульсаций на Земле и в магнитосфере не всегда совпадает. Обнаружено, что у полоидальных колебаний наблюдается небольшая амплитуда на Земле и большая в магнитосфере, а у тороидальных – наоборот. Амплитуда наземных пульсаций больше зависит от величины азимутальной, чем радиальной компоненты поля в магнитосфере.

БЛАГОВЕЩЕНСКАЯ Н.Ф., БОРИСОВА Т.Д., ИВАНОВА И.М., РИЕТВЕЛЬД М.Т. — 2013 г.

Работа посвящена исследованиям процессов взаимодействия ионосферы и магнитосферы Земли, при возбуждении искусственных возмущений в F-области авроральной ионосферы нагревным стендом EISCAT/Heating. Эксперимент проводился в дневное время при ступенчатом изменении эффективной мощности излучения стенда. Одновременными измерениями методом ракурсного рассеяния радиоволн и наземными магнетометрами зарегистрированы волновые возмущения с периодами (130–140) с, соответствующими пульсациям Рс4. Вариации сдвига доплеровской частоты были коррелированны с изменениями мощности стенда. При анализе использованы результаты измерений радаром некогерентного рассеяния радиоволн на частоте 930 МГц (г. Тромсе) и численных расчетов. Показано, что ионосферная скорость дрейфа мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородностей была модулирована магнитосферными волнами Альвена. Рассмотрена возможность воздействия мощного КВ радиоизлучения на амплитуду альфвеновской волны за счет модификации коэффициента отражения ионосферных торцов магнитосферного резонатора и генерации исходящей альфвеновской волны над областью локального усиления ионосферной проводимости.

КАЛИНИН Ю.К., ЩЕЛКАЛИН А.В. — 2013 г.

Проанализированы решения задачи о поле точечного источника в сферически слоистой среде. Для модели в виде трехслойного волновода использовано решение в форме интеграла Ватсона. Рассмотрение особенностей на плоскости переменной интегрирования позволило приближенно представить интеграл как суперпозицию трех волн. Две из них связаны с взаимодействием первичной сферической волны с нижней выпуклой и верхней вогнутой границами раздела. Третья волна связана с попеременным воздействием с обеими границами. Четвертая волна обусловлена взаимодействием первичной волны со случайными неоднородностями внешней среды – ионосферы. Здесь моделирование осуществлено на основе уравнений Грина. Рассмотренные уникальные данные самолетных измерений напряженности поля наземного источника свидетельствуют об эффективности моделирования загоризонтного распространения декаметровых волн на основе суперпозиции всех четырех названных волновых пакетов.

КОРСУНОВА Л.П., МИХАЙЛОВ Ю.М., СМИРНОВ С.Э., ХЕГАЙ В.В. — 2013 г.

Проведен анализ данных ежечасных измерений ряда ионосферных параметров в Петропавловске-Камчатском за 1998–2002 гг., для которых ранее были обнаружены предвестники землетрясений в вертикальной компоненте приземного атмосферного квазистатического электрического поля (Еz) – аномальные отрицательные “бухты” в Еz. В ряде случаев одновременно с аномальными отрицательными “бухтами” в Еz наблюдался аномально высокий спорадический слой Es, отвечающий критериям идентификации его как ионосферного предвестника землетрясения. Со всеми такими случаями были сопоставлены землетрясения разной мощности со значительным временным запаздыванием после появления предвестника (более 5 сут). Представлены эмпирические зависимости, связывающие время упреждения предвестником момента землетрясения, магнитуду землетрясения и расстояние от пункта наблюдения до эпицентра по всей совокупности имеющихся данных (в том числе и для одновременных измерений параметров Es и Ez). Показано, что эти зависимости близки к полученным ранее для долгосрочных предвестников землетрясений в наземных геофизических полях в этом же сейсмоактивном регионе. Приведены оценки времен упреждения этими предвестниками моментов землетрясений на границах зон подготовки.

ВЛАСОВ А.А., ДУБЯГИН С.В., КАУРИСТИ К., КЛЕЙМЕНОВА Н.Г., КОЗЫРЕВА О.В., УСПЕНСКИЙ М.В. — 2013 г.

Приводятся результаты анализа комплекса явлений, развивавшихся в вечернем и утреннем секторах магнитосферы и ионосферы в двух событиях (18 января и 19 февраля 2008 г.). Использованы данные наблюдений в хвосте магнитосферы на спутниках THEMIS и наземных наблюдений в утреннем (комплекс инструментов MIRACLE) и ночном (сеть наземных инструментов проекта THEMIS) секторах. Событиям с умеренными суббурями ночного сектора, в утреннем секторе предшествовали интенсивные геомагнитные пульсации Рс5, режим которых менялся в ходе развития авроральных возмущений. Суббури сопровождались диполизациями в хвосте магнитосферы на расстояниях Re и внезапными скачкообразными потоками -кэВ электронов. Потоки появлялись через несколько минут после брейкапа одновременно на трех центральных спутниках THEMIS, разнесенных между собой до Re. По данным ASC камеры в NAL (три кадра/мин) и сети ASC камер THEMIS начало авроральных активизаций в ночном и утреннем секторах происходило одновременно. Обсуждаются возможные причины внезапного затухания или усиления Рс5 пульсаций.

КОЖЕНКОВА О.А., МОТОРИН А.А., СТУПИЦКИЙ Е.Л. — 2013 г.

Определен начальный состав четырехкомпонентного плазменного сгустка высокой удельной энергии и определены его характеристики в процессе разлета. Показано, что взаимодействие частиц при высокой энергии носит кулоновский характер и это взаимодействие не в состоянии обеспечить одинаковую скорость компонент с различными атомными массами уже в самом начале разлета сгустка, что приводит к их радиальной стратификации.

ЛАЗУТИН Л.Л. — 2013 г.

По измерениям энергичных электронов на низковысотном спутнике SERVIS-1 впервые исследована связь быстрых возрастаний интенсивности электронов с энергией >0.3 МэВ с магнитосферными суббурями. Наряду с известным процессом радиальной диффузии, регистрируемой на фазе восстановления, измерены возрастания за время не больше 1.5 часов на главной фазе шести магнитных бурь в канале 0.3–1.7 МэВ и в трех из них – в канале 1.7–3.4 МэВ. Анализ магнитограмм авроральной зоны показал, что возрастания происходят в момент активизации магнитосферной суббури. Сделан вывод, что возрастания вызываются радиальной инжекцией электронов импульсным электрическим полем, индуцированным во время суббуревых активизаций. Показано, что импульсная инжекция является одним из основных механизмов пополнения электронных радиационных поясов во внутренней магнитосфере и в сочетании с умеренной радиальной диффузией отвечает за появление в магнитосфере после магнитных бурь больших потоков энергичных электронов (“киллеров”).

ОГУРЦОВ М.Г. — 2013 г.

Произведен анализ имеющихся данных о числах солнечных пятен, выведенных из телескопических наблюдений. Показано, что неопределенность в данных о числах групп солнечных пятен для XVII–начала XIX веков близка к 30%, а в отдельные годы достигает фактора 2 и более. Это означает, что указанные данные содержат ограниченные сведения об активности Солнца в XVII–XVIII веках, и для ее изучения в указанную эпоху необходимо привлекать сторонние источники, в первую очередь, данные палеоастрофизики. Только начиная с середины XIX века, информация, полученная на основании инструментальных наблюдений, становится достаточно точной для надежных количественных оценок.

КАПУСТИНА О.В., МИХАЙЛОВА Г.А., СМИРНОВ С.Э. — 2013 г.

2.0–2.5 ч. На восходе Солнца в спектрах мощности напряженности поля интенсивность этих колебаний заметно возрастает, и одновременно усиливаются колебания в полосе периодов Т < 1 ч. Вариации аргумента взаимных спектров этих параметров показали, что колебания в полосе периодов 2.0–2.5 ч вызваны удаленными источниками выше динамо-области ионосферы, а колебания в полосе периодов 0.5–1 ч – источниками в нижней атмосфере. Предложен возможный механизм генерации этих колебаний, связанный с вихревым движением конвективных ячеек, зарождающихся на восходе Солнца в пограничном слое атмосферы. х вариаций напряженности электрического поля в приземной атмосфере и горизонтальной компоненты геомагнитного поля, наблюдаемых одновременно в обс. “Паратунка” ( = 52°58.3 N; = 158°14.9E) в сентябре 1999 г. Рассмотрены периоды суток, включающие в себя восход и заход Солнца, а также ночное время. Показано, что в течение суток в спектрах мощности этих параметров присутствуют колебания с периодами Т 2.0–2.5 ч. На восходе Солнца в спектрах мощности напряженности поля интенсивность этих колебаний заметно возрастает, и одновременно усиливаются колебания в полосе периодов Т < 1 ч. Вариации аргумента взаимных спектров этих параметров показали, что колебания в полосе периодов 2.0–2.5 ч вызваны удаленными источниками выше динамо-области ионосферы, а колебания в полосе периодов 0.5–1 ч – источниками в нижней атмосфере. Предложен возможный механизм генерации этих колебаний, связанный с вихревым движением конвективных ячеек, зарождающихся на восходе Солнца в пограничном слое атмосферы.

ОНИЩЕНКО О.Г., ПОХОТЕЛОВ О.А. — 2013 г.

Исследуется проблема стабилизации Рэлей-Тэйлоровской (РТ) неустойчивости эффектами конечного ларморовского радиуса ионов в плазме c криволинейным магнитным полем. Для этой цели используется кинетическое описание желобковых волн, генерируемых РТ неустойчивостью с произвольной (по отношению к ионному ларморовскому радиусу) длиной волны. Показано, что возмущения с характерным масштабом порядка ларморовского радиуса ионов вносят существенный вклад в инкремент неустойчивости и модифицируют известные классические условия стабилизации.

ГОЛИЦЫН Г.С., СЕМЕНОВ А.И., ШЕФОВ Н.Н. — 2013 г.

DOI: 10.7868/S0016794013030073 Список литературы

ЛУНЮШКИН С.Б., МИШИН В.В., МИШИН В.М., ПУ З. — 2013 г.

Впервые описаны следующие особенности суббури в полярной ионосфере и хвосте, включая его дальнюю часть: (1) когерентные изменения мезомасштабных вихрей и продольных токов магнитосферно-ионосферной (М-И) системы; (2) неустойчивость короткого замыкания токов ионосферной части М-И системы; (3) сосуществование Y- и X-токов, как необходимых элементов М-И системы. Эти новые блоки сценария суббури принципиально важны для понимания основных процессов в среднем/ближнем хвосте.

АБУРДЖАНИЯ Г.Д., ХАРШИЛАДЗЕ О.А., ЧАРГАЗИЯ Х.З. — 2013 г.

В работе изложено теоретическое исследование особенностей генерации и интенсификации внутренних гравитационных волновых структур в разных атмосферно-ионосферных областях, обусловленных присутствием зональных локальных неоднородных ветров (сдвиговых течений). Разъяснена модель среды и получена исходная замкнутая система уравнений для изучения как линейной, так и нелинейной динамики внутренних гравитационных волн (ВГВ) при их взаимодействии с геомагнитным полем в диссипативной ионосфере (как для D, Е, так и F областей).