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

ГРИГОРЕНКО Е.И., ЛЫСЕНКО В.Н., ПАЗЮРА С.А., ТАРАН В.И., ЧЕРНОГОР Л.Ф. — 2007 г.

Приведены результаты исследования поведения области F2 и внешней ионосферы во время магнитной бури 7–10 ноября 2004 г., которая явилась результатом наложения двух последовательных сильнейших магнитных возмущений (Kp = 8.7). Наблюдения проведены с помощью радара некогерентного рассеяния в Харькове. Зарегистрированы значительные эффекты отрицательного ионосферного возмущения, в том числе уменьшение электронной концентрации в максимуме слоя F2 в 6–7 раз и полного электронного содержания до высоты 1000 км в 2 раза, подъем слоя F2 ионосферы на 300 км ночью и на 150–180 км днем, необычный ночной нагрев плазмы с увеличением температуры ионов и электронов до 2000 и 3000 К соответственно, уменьшение относительной концентрации ионов водорода N(H+)/Ne до 3.5 раз за счет опустошения магнитной силовой трубки, проходящей над Харьковом. Во время главной фазы бури обнаружены эффекты, обычно присущие высокоширотной ионосфере, включая радиоаврору. Полученные результаты свидетельствовали о смещении крупномасштабных структур высокоширотной ионосферы (аврорального овала, главного ионосферного провала, горячей зоны и др.) на широты, близкие к широте радара в Харькове.

АФРАЙМОВИЧ Э.Л., ВОДЯННИКОВ В.В., ВОЕЙКОВ С.В., ГОРДИЕНКО Г.И., ЛИТВИНОВ Ю.Г., ПЕРЕВАЛОВА Н.П., ЯКОВЕЦ А.Ф. — 2007 г.

Представлены результаты исследования ионосферных эффектов солнечного затмения 29 марта 2006 г., полученные по данным измерений локальной электронной концентрации (ЭК) на станции вертикального зондирования ионосферы в Алма-Ате и измерений полного электронного содержания (ПЭС) на среднеазиатской сети двухчастотных приемников навигационной системы GPS. Уменьшение ЭК в максимуме F-слоя достигло примерно 28%, запаздывание минимального значения ЭК относительно момента максимальной фазы затмения – 11 мин, время релаксации 4 мин; длительность депрессии ЭК по уровню 0.5 составила 45 мин. Вблизи максимальной фазы затмения в ионосфере наблюдались динамические межслоевые образования. Зарегистрировано перемещающееся ионосферное возмущение (ПИВ), сгенерированное на фронте ударной волны при сверхзвуковом движении лунной тени. Период возмущения составил около 90 мин, горизонтальная проекция скорости 680 м/с; азимут волнового вектора (145°) совпадает с модельным значением нормали к фронту ударной волны.

БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ Д.В., КОРНИЕНКО В.А. — 2007 г.

Приведен анализ особенностей вариаций и структуры ионосферы над территорией северной Европы во время известной магнитосферной бури 10 января 1997 г. средствами наклонного обратного рассеяния (НОР). Аппаратура НОР, установленная вблизи С.-Петербурга, Горьковская (ААНИИ), представляет собой малый радар “БИЗОН”, данные которого сопоставлялись с данными радара CUTLASS, с GPS-наблюдениями TEC, а также с геофизическими данными высокоширотных обсерваторий Швеции, Финляндии и России. Подробно изучена локальная суббуря в интервале 14:51–16:55 UT, получены 52 ионограммы НОР. Идентифицированы типы отражений от полярной стенки главного ионосферного провала и узкого провала ионизации.

БЕРНГАРДТ О.И., ЗОЛОТУХИНА Н.А., ШПЫНЕВ Б.Г. — 2007 г.

Представлены результаты анализа данных наблюдений среднеширотного когерентного эха, зарегистрированного Иркутским радаром некогерентного рассеяния в течение 53 наблюдательных сеансов. Наблюдения имеют общую продолжительность 4358 ч и проводились с января 1998 г. по январь 2005 г. Выявленные в процессе анализа эхо-сигналы разделены по мощности на две группы: сильные (s) и слабые (w) эха. Обнаружено, что эхо-сигналы, обладающие характеристиками когерентного эха, наблюдаются во все часы местного времени и при разном уровне геомагнитной активности. Вероятность появления s-эха минимальна в околополуденные часы и максимальна в послеполуночно-утренние часы. Показано, что наиболее продолжительные и мощные когерентные эха наблюдаются в средних широтах во время сильных магнитных бурь при повышенном динамическом давлении солнечного ветра.

БАБИЧ Л.П., ДОНСКОЙ Е.Н., РЮССЕЛЬ-ДЮПРЕ Р.А. — 2007 г.

Развита эффективная техника численного моделирования методом Монте-Карло кинетики лавины релятивистских убегающих электронов (УЭ) и ее собственного тормозного излучения в плотном газе во внешнем электрическом поле, основанная на последовательных генерациях УЭ, размножающихся электронным ударом, и тормозного излучения, являющегося источником следующего поколения УЭ. Техника особенно эффективна в случаях малых перенапряжений относительно релятивистского минимума силы трения 218 кэВ/(м атм). Показано, что характерное время усиления лавины несколько меньше времени, полученного в предыдущих исследованиях. Выполнено численное моделирование лавины в воздухе для = 1.5. Показано, что процессы генерации вторичных УЭ тормозным излучением дают существенный вклад в скорость развития лавины. Несмотря на участие фотонов лавина концентрируется в относительно небольшом объеме, вне которого оказывается 1 электронов, что является указанием на актуальность механизма обратной связи в развитии восходящих атмосферных разрядов.

БЕЛИКОВИЧ В.В., ВЯХИРЕВ В.Д., КАЛИНИНА Е.Е. — 2007 г.

Приведены результаты исследования D-области ионосферы в весенний период 2004 и 2005 гг. методами частичных отражений и рассеяния радиоволн на искусственных периодических неоднородностях. Найдено, что в этот период высотный профиль электронной концентрации имеет локальный минимум на высоте 75км, который отсутствует в летнее время. Обсуждаются причины появления минимума.

БАБИЧ Л.П., БОЧКОВ Е.И., КУЦЫК И.М. — 2007 г.

Вычислена объемная скорость генерации вторичных электронов, порождаемых космическим излучением в атмосфере Земли и способных ускоряться в электрическом поле грозового облака, как функция высоты над уровнем моря. Полученную функцию рекомендуется использовать в качестве источника при численном моделировании пробоя атмосферы в грозовых полях с участием лавин релятивистских убегающих электронов. Показано, что ионизация атмосферы космической частицей с энергией 1016 эВ недостаточна для инициирования молнии.

КУЗЬМИН И.А., РАСПОПОВ О.М., ХАРИН Е.П. — 2007 г.

Кратко излагается история организации и проведения крупнейших международных научных проектов: I Международного полярного года (1882–1883 гг.), II Международного полярного года (1932–1933 гг.) и Международного геофизического года (1957–1958 гг.), а также их значимость для развития геофизических исследований в нашей стране.

ИВАНОВ-ХОЛОДНЫЙ Г.С., МОГИЛЕВСКИЙ Э.И., ЧЕРТОПРУД В.Е. — 2007 г.

По методике Хигучи на скользящем годовом интервале определена фрактальная размерность (ФРХ) изменений полного потока излучения Солнца L по данным Nimbus-7 (1978–1992), а также параметров солнечной активности (чисел Вольфа W, солнечного радиоизлучения F10.7) и ионосферы (индекса f2 – нормированной к полудню критической частоты ионосферного слоя F2). Установлено, что оценки ФРХ существенно меняются во времени. В этих изменениях обнаруживаются квазидвухлетние вариации (КДВ), проявляющиеся сходным образом у всех рассматриваемых процессов. Примечательно, что все фрактальные КДВ находятся в фазе с КДВ самого потока излучения Солнца L и почти в противофазе с КДВ исходных (отфильтрованных) индексов W, F10.7 и f2. Наличие КДВ как в самих солнечных процессах, так и в их ФРХ, и несовпадение первых со вторыми по фазе, свидетельствуют о двухкомпонентной структуре КДВ. Полученные результаты указывают также на надежность анализа скользящих годовых оценок ФРХ солнечных и ионосферных процессов при изучении вариаций этих процессов.

КЛЕЙМЕНОВА Н.Г., КОЗЫРЕВА О.В. — 2007 г.

Анализируются данные непрерывных наблюдений КНЧ излучений (полярных хоров) на антарктической обс. Южный Полюс (South Pole, = –74.02°) за 1997–1999 гг., а также во время суперсильных магнитных бурь октября и ноября 2003 г. Установлено, что усиление полярных хоров наблюдается, как правило, во время начальной и восстановительной фаз магнитной бури при положительных значениях вертикальной компоненты межпланетного магнитного поля (Bz ММП > 0). В таких условиях обс. Южный Полюс находится в области замкнутых силовых линий. Найдено, что в главную фазу бури, после поворота Bz ММП к югу и начала интенсивной суббури в ночной стороне авроральной зоны, в обс. Южный Полюс генерация полярных хоров резко прекращается. Вероятно, это происходит потому, что за счет расширения полярной шапки данная обсерватория оказывается в области проекции открытой магнитосферы.

БАТКОВА Л.А., БОЯРСКИХ В.Г., ДЕМИНА И.М. — 2007 г.

Результаты многолетних экспедиционных исследований пространственной структуры компонент главного магнитного поля Земли, выполненных на уникальной немагнитной шхуне “Заря”, хранились в СПбФ ИЗМИРАН в аналоговом виде, что делало, практически, невозможным их широкое использование. В течение ряда последних лет сотрудниками СПбФ ИЗМИРАН был выполнен перевод всей полученной в ходе рейсов “Зари” магнитной информации в цифровой вид, разработан и осуществлен проект специализированной базы данных, включающей результаты магнитных съемок на акватории океанов. В данной работе содержится краткое описание рейсов “Зари” в океанах, представлена структура базы данных и разработанный пользовательский интерфейс.

БАРХАТОВ Н.А., ЛЕВИТИН А.Е., РЕВУНОВ С.Е. — 2007 г.

Предлагается методика определения пространственного положения полярной шапки, аврорального овала и субавроральной зоны высокоширотного пространства по геомагнитным данным Гренландской цепочки магнитных станций. Принадлежность конкретной станции к одной из зон определяется по результатам работы самообучающейся классификационной искусственной нейронной сети типа слоя Кохонена. Входными параметрами для расчета служат амплитудно-частотные спектры и матрицы вейвлет-коэффициентов анализа данных сети магнитных наблюдений.

ИВАНОВ К.Г. — 2007 г.

Исследуется корреляция между циклическими (11-летними) вариациями геомагнитной активности и тропического циклогенеза в завершившемся 23-м цикле солнечной активности (1996–2006 гг.). В качестве характеристик используются суммарное за каждый год число полусуточных интервалов со средними значениями планетарного ap-индекса 40, с одной стороны, и ежегодное число циклонов, безотносительно к их интенсивности, с другой. Коэффициенты корреляции r рассчитаны для каждого из следующих четырех основных регионов циклогенеза: Атлантика, Северо-Восток и центр Тихого Океана, Северо-Запад Тихого Океана и акватории океанов и морей Южного полушария. Подтверждается полученный ранее по данным за 1996–2005 гг. [Иванов, 2006] вывод о наличии корреляции между магнитными бурями и тропическими циклонами в Атлантике. Обнаружено, что величина коэффициента линейной корреляции изменялась от региона к региону от положительной до отрицательной и равнялась соответственно r = 0.55; 0; – 0.50 и – 0.50.

ОГУРЦОВ М.Г. — 2007 г.

Произведен статистический анализ современных данных о концентрации 14C и 10Be в природных архивах. Установлено, что извлечение информации о колебаниях солнечной активности на длинных (несколько тысячелетий и более) и, особенно, кратких (до 30 лет) временных шкалах при помощи радиоуглеродных данных затруднительно. В то же время космогенный радиоуглерод является источником ценных сведений о вековых (от 30 лет до нескольких столетий) вариациях активности Солнца. Показано, что бериллиевые ряды несут достоверные сведения о кратковременных, вековых и, вероятно, тысячелетних изменениях солнечной активности. Более того, концентрация 10Be в полярном льду может оказаться пригодной и для изучения внутренней динамики активности Солнца. Сделан вывод о большей перспективности бериллиевых данных по сравнению с радиоуглеродными с точки зрения палеоастрофизики Солнца.

АБУРДЖАНИА Г.Д., КЕРЕСЕЛИДЗЕ З.А., ХАНТАДЗЕ А.Г., ЧХИТУНИДЗЕ М.С. — 2007 г.

Исследованы модельные уравнения, описывающие динамику солнечного ветра и межпланетного магнитного поля в переходной области на дневной стороне магнитосферы Земли. Крупномасштабная структура течения вблизи критической точки магнитосферы определяется в приближении застойной зоны Чаплыгина, отождествляемой с фокальной частью переходной области. Показано, что в случае пространственной неоднородности распределения магнитного поля в замагниченной плазме могут генерироваться магнитоградиентные волны (МГВ), являющиеся новой особой ветвью ультранизкочастотных электромагнитных колебаний магнитосферного резонатора. Определены характерные частоты, периоды, фазовые скорости, длины волн и амплитуды магнитных пульсаций МГВ.

АCКЕРОВ А.Б., ОБРИДКО В.Н. — 2007 г.

Изучено распределение магнитного поля солнечного ветра вблизи Земли и сопоставлено с тем, что ожидалось по классической модели. Показано, что двухвершинность распределения значений межпланетного магнитного поля, обнаруженная ранее, не является артефактом усреднения, а отражает реальную структуру магнитного поля внутри сектора. При этом более часто встречается магнитное поле полярности, соответствующее ведущему пятну северного полушария. С увеличением активности растет не только модуль магнитного поля, но и по отдельности поля каждой полярности. Расстояние между пиками на гистограмме магнитного поля вблизи Земли увеличивается с 6 нТл до 10 нТл. В попеременном усилении пиков наблюдается квази-22-летний цикл, в напряженности поля каждой полярности – 11-летний, а в отношении пиков к частоте встречаемости нулевых значений – квазидвухлетний (2.6 ± 0.3 года). Приблизительно в 25% случаев классическая модель нарушается.

ВОЛКОВ М.А., РОМАНОВА Н.Ю. — 2007 г.

Выполнены расчеты магнитосферно-ионосферной конвекции для открытой модели магнитосферы с эллипсоидальной формой магнитопаузы в приближении однородного межпланетного магнитного поля (ММП). В работе предполагается, что в результате эффекта экранировки ММП магнитопаузой внутрь магнитосферы проникает лишь 0.1 его часть. Моделирование конвекции проведено для случаев, когда Bz компонента ММП направлена к югу, а By компонента к западу или востоку. В качестве модели магнитосферы использовалась модель Tsyganenko 96. Модельные расчеты сопоставлялись с данными ионных дрейфов в ионосфере. Некоторое несоответствие между экспериментальными и расчетными данными обнаружилось для случая By > 0 в картине конвекции на дневной стороне ионосферы, что проявилось в размерах “языка” конвекции и в положении горловины конвекции на дневной стороне. Показано, что учет азимутально-неоднородной магнитосферной проводимости, а именно понижение ее на дневной стороне, дает картину конвекции, согласующуюся с результатами наблюдений.

ГОЛОВКОВ В.П., ЗВЕРЕВА Т.И., ЧЕРНОВА Т.А. — 2007 г.

Описывается простой метод получения пространственно-временной модели главного магнитного поля по данным высокоточных спутниковых съемок. На первом этапе данные спутника CHAMP за суточный интервал разлагаются по сферическим гармоникам с постоянными коэффициентами. Таким образом, на интервале съемки продолжительностью несколько лет получается набор среднесуточных сферических гармонических моделей. На втором этапе коэффициенты этого набора используются в качестве исходных данных для разложения по естественным ортогональным составляющим (ЕОС). Показано, что ряд ЕОС быстро сходится, а точность пространственно-временной модели главного магнитного поля Земли на рассматриваемом интервале времени оказывается не хуже, чем у моделей, полученных традиционными методами.

БАБИЧ Л.П. — 2007 г.

Выполнен анализ результатов экспериментов, в которых обнаружено усиление потока нейтронов в атмосфере в корреляции с электромагнитными импульсами грозовых разрядов. Анализируются механизмы ускорения заряженных частиц и ядерные реакции, которые могут отвечать за генерацию нейтронов. Показано, что вероятность реакций ядерного синтеза в канале молнии, который традиционно рассматривается как источник нейтронов в грозовой атмосфере, крайне мала. Генерация нейтронов в грозовых электрических полях связывается с фотоядерными реакциями в гигантских восходящих атмосферных разрядах, обусловленными тормозным излучением релятивистских убегающих электронов.

ОСЕПЯН А.П., ТЕРЕЩЕНКО В.А., ТЕРЕЩЕНКО В.Д. — 2007 г.

На основе теоретической модели ионной химии рассмотрено воздействие сильной солнечной вспышки на изменение ионного состава и электронной плотности D-области полярной ионосферы. Установлено хорошее соответствие модельных профилей электронной концентрации Ne(h) с экспериментальными данными, найденным методом частичных отражений во время вспышки. Показано, что уменьшение эффективного коэффициента рекомбинации, наблюдаемое во время возмущений, объясняется уменьшением относительного содержания быстро рекомбинирующих сложных ионных связок.