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

ПАНАСЕНКО С.В., ЧЕРНОГОР Л.Ф. — 2007 г.

Приведены и проанализированы результаты магнитометрических наблюдений и радиофизических исследований нижней ионосферы в период сверхсильной геокосмической бури 7–10 ноября 2004 г. Обнаружено увеличение электронной концентрации, а также амплитуд ее апериодических и квазипериодических вариаций при высоком уровне магнитной активности. В отдельные интервалы времени наблюдалась взаимосвязь магнитных пульсаций Pc5–6 с короткопериодными (5–15 мин) волновыми возмущениями электронной концентрации в нижней ионосфере.

АЗИЗБАЕВ М.Р., ДАНИЛКИН Н.П., КОТОНАЕВА Н.Г. — 2007 г.

Рассмотрена региональная коррекция ионосферной модели IRI по данным спутникового радиозондирования с пилотируемой космической станции (ПКС) “Мир”. Используется интерполяционный метод кригинга применительно к данным наземного и спутникового радиозондирований. На основании полученных экспериментальных данных построены карты критических частот скорректированной модели IRI. Проведена численная оценка точности метода, а также оценка тесноты связи между реальными и скорректированными значениями, показавшие обоснованность полученных результатов.

ВОРОБЬЁВ В.Г., ЗВЕРЕВ В.Л. — 2007 г.

Исследования полярных сияний в южном полушарии на российских антарктических обсерваториях начались в 1957 г. в период 2-ой Комплексной антарктической экспедиции и практически непрерывно проводились до 1993 г. на протяжении более 3-х десятков лет. В этих исследованиях приняло участие большое число как наблюдателей полярных сияний, так и ученых, анализировавших полученные результаты. Огромный вклад в исследования полярных сияний в Антарктиде внесли сотрудники Арктического и Антарктического научно-исследовательского института Росгидромета (ААНИИ), Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН), Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ им. С.Н. Вернова (НИИЯФ МГУ), Полярного геофизического института РАН (ПГИ), Санкт-Петербургского государственного университета (С.-ПбГУ), Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ), Института космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера Сибирского отделения РАН (ИКФИА СО РАН) и другие. В настоящей работе представлен обзор основных результатов исследований полярных сияний в Антарктиде, которые были получены российскими учеными.

ВОВК В.Я., ЕГОРОВА Л.В. — 2007 г.

Рассмотрены ежемесячные значения индексов Южной атмосферной осцилляции (SOI) и соответствующие значения чисел Вольфа, геоэффективных солнечных вспышек, магнитных AE-индексов, а также среднесуточные значения южной компоненты межпланетного магнитного поля (Bz ММП) и данные ветровых характеристик на антарктических станциях Восток, Ленинградская и Русская. Показано, что резкому уменьшению значений индексов SOI, соответствующему началу Эль-Ниньо (ENSO), за один–два месяца предшествует увеличение на 20% среднемесячных чисел Вольфа. В теплые годы Южной атмосферной осцилляции наблюдается линейная связь между индексами SOI и числом геоэффективных солнечных вспышек с коэффициентами корреляции p < –0.5. Показано, что изменению генерального направления приземного ветра на аномальное на указанных выше станциях в теплые годы предшествует увеличение среднесуточных значений Bz ММП за один–два дня. Увеличение значений индексов SOI за один–два месяца предваряется значительным ростом среднемесячных значений магнитных AE-индексов.

ХОРОШЕВА О.В. — 2007 г.

Обобщаются результаты исследований зависимости сдвига к Земле магнитосферных границ от мощности магнитных бурь. Обсуждается эффект насыщения магнитосферы, резкое замедление сдвига границ при росте мощности кольцевого тока выше некоего критического уровня. Обсуждается геоэффективность параметров солнечного ветра.

ВАНИНА-ДАРТ Л.Б., ДАНИЛОВ А.Д. — 2007 г.

Анализируется зависимость от геомагнитной активности коэффициента корреляции r(h, fo) между стратосферным параметром h(100) и критической частотой foF2, выделенная по данным двух солнечных циклов (1979–1989 гг. и 1990–2000 гг.). Показано, что характер зависимости r(h, fo) от ограничений по геомагнитному индексу Ap одинаков в обоих циклах, но зависит от времени суток и уровня солнечной активности для данного года. Обнаружено также, что существует значительное различие в абсолютных величинах r(h, fo) между двумя циклами.

КИЧИГИН Г.Н., СТРОКИН Н.А. — 2007 г.

Для описания структуры околоземной ударной волны (УВ) предложена теоретическая модель, в рамках которой во фронте УВ исследован процесс серфотронного ускорения частиц (серфинг). Подробно рассмотрена наиболее сложная геометрия ударного фронта, в которой предполагается произвольная ориентация относительно плоскости фронта векторов магнитного поля и скорости падающего на фронт потока плазмы. Полученные из теории предельные энергии протонов, ускоренных за счет серфинга во фронте околоземной УВ, дают значения, согласующиеся с наблюдениями.

ВЕРЕТЕНЕНКО С.В., ДЕРГАЧЕВ В.А., ДМИТРИЕВ П.Б. — 2007 г.

Исследованы долгопериодные изменения циклонической активности в умеренных и субполярных широтах Северной Атлантики по данным архива приземного давления MSLP (Climatic Research Unit, UK) за 1874–1995 гг. Обнаружено, что в холодное полугодие (период наиболее интенсивного формирования и развития внетропических циклонов) в исследуемом регионе наблюдаются колебания приземного давления с периодами, близкими к основным периодам солнечной активности 80 и 11 лет. Полученные результаты позволяют предположить, что солнечная активность и связанные с нею вариации галактических космических лучей являются одним из факторов, влияющих на интенсивность циклонических процессов в умеренных широтах во временных масштабах от 10 до 100 лет.

ИВАНОВ К.Г., ХАРШИЛАДЗЕ А.Ф. — 2007 г.

Определяется место солнечно-земной экстрабури 22–25 августа 2005 г. в циклической динамике и структуре крупномасштабного открытого магнитного поля Солнца, а также в ряду экстрабурь 23-го цикла. Установлено, что она принадлежит к группе из шести последних экстрабурь этого цикла, возникших на специфическом третьем интервале фазы спада – интервале четырехсекторной структуры, вращавшейся квазитвердотельно. Показано, что внутри этой структуры имели место конвергентные движения фотосферных источников открытых полей, активная секторная граница и формирование узкого долготного сектора с комплексом активности, ответственным за серию из четырех экстрабурь января–сентября 2005 г. Обнаружено, что все экстрабури сопровождались значительными (до 1021 мкс) изменениями потоков открытого поля . Буря 22–25 августа сопровождалась ростом магнитного потока в соответствующем секторе (с дуплетом солнечных вспышек) и быстрым расширением сектора до размеров, существовавших в начале этого интервала (сентябрь 2004 г.).

ИВАНОВ К.Г., ХАРШИЛАДЗЕ А.Ф. — 2007 г.

На примере бури октября 2003 г. формулируется положение о пяти фазах солнечно-гелиосферной бури. Первая – медленные (между оборотами Солнца) конвергентные движения фотосферных источников крупномасштабных открытых полей Солнца (КОП) с генерацией активных областей (АО) между ними. Вторая – накачка магнитной энергии с подстройкой нулевых линий фотосферного магнитного поля в AO к конфигурации секторных (субсекторных) границ КОП. Третья – дестабилизация AО с упорядочиванием комплекса спорадических явлений около взаимно параллельных нулевой линии АО и фрагментов ближайшей границы КОП. Четвертая – распространение возмущений в околосолнечном пространстве с упорядочиванием относительно границ КОП. Пятая – распространение коронального выброса массы (СМЕ) во внутренней гелиосфере при параллельности аксиальной оси магнитного облака в СМЕ границе КОП и нулевой линии в АО. Для обоснования этой динамики применительно к буре 28–30 октября используются оригинальные результаты моделирования КОП и ряд существенных результатов известных углубленных исследований отдельных сторон этой бури. Приводятся конкретные содержания и особенности каждой фазы этой бури. Особенностью первой фазы, предопределившей пространственно-временные масштабы и интенсивностью бури, было смещение от северного полюса к югу всего отрицательного магнитного потока КОП ( 5 ? 1022 мкс) с обтеканием среднеширотного препятствия и зональными конвергентными движениями КОП. Подтверждено предположение о подстройке конфигурации АО (вторая фаза) и упорядочивании возмущений (третья–пятая фазы) в этой буре около субсекторной границы между КОП одинаковой полярности. Отмечается почти одновременное возникновение импульсной фазы вспышки в АО 0486, корональных волн и диммингов вдоль субсекторной границы и юго-западной “перемычки” КОП, соединявшей АО 0486 и 0484 (наложение 3-й и 4-й фаз). Подтверждается двухкомпонентная структура возмущения: СМЕ типа – гало с осью вдоль субсекторной границы КОП и яркий локальный выброс магнитоплазмы из области над юго-западной “перемычкой” КОП.

КОРОТКОВ В.К. — 2007 г.

По данным регистрации нейтронных кратностей в нейтронном мониторе ст. “Магадан” спектрографическим методом определены параметры спектра вариаций жесткости космических лучей и вариации жесткости геомагнитного обрезания для Форбуш-понижений и возрастаний интенсивности, связанных с регистрацией на уровне наблюдения солнечных космических лучей. Результаты анализа показывают увеличение показателя спектра при его представлении в степенном виде для Форбуш-понижений и его уменьшение для возрастаний интенсивности. В анализируемых случаях жесткость геомагнитного обрезания уменьшается как для возрастаний интенсивности, так и для Форбуш-понижений.

БАЗАРЖАПОВ А.Д., КАРАВАЕВ Ю.А., МИШИН В.М., САЙФУДИНОВА Т.И., САПРОНОВА Л.А., СОЛОВЬЕВ С.И., ФЁРСТЕР М. — 2007 г.

На основе данных ACE/WIND и техники инверсии магнитограмм ТИМ2 исследован интервал 00.00–14.00 UT супер-бури 20.11.2003 г. Вычислены распределения в ионосфере электрического потенциала и токов, плотности продольных токов, джоулева тепла. Получены оценки переменной длины хвоста магнитосферы, переменных мощностей, поступающих в магнитосферу, ионосферу и кольцевой ток. Описаны избранные интервалы супер-бури, в которых удалось идентифицировать режимы возмущения, создаваемые взаимодействием переменного динамического давления солнечного ветра и эффектов ММП. Среди выделенных режимов – спонтанные суббури, два типа управляемых откликов на изменения ММП или динамического давления солнечного ветра Pd, нулевые события при одновременных скачках ММП и Pd, и ранее неизвестный режим насыщения ионосферного электрического поля при перераспределении поступающей в магнитосферу энергии между ионосферой и кольцевым током.

КИМ В.П., ЛЕГЕНЬКА А.Д., ХЕГАЙ В.В. — 2007 г.

По данным ряда европейских станций сети наземного вертикального зондирования ионосферы проведено исследование возможных сейсмо-ионосферных эффектов перед двумя сильными землетрясениями в Италии, имевшими место вблизи ст. “Рим” (7.01.1962 г., магнитуда M = 6.0 и 5.04.1998 г., M = 5.3). Анализ поведения критических частот foF2 для землетрясения, произошедшего 7.01.1962 г., позволил рассмотреть одновременно по единой методике как эффекты, возникающие в период подготовки землетрясения в спокойной геомагнитной обстановке, так и вызванные магнитной бурей, которая началась 10.01.1962 г. Показано, что выделенные предвестниковые сейсмо-ионосферные эффекты двух рассмотренных землетрясений, имеющих величины магнитуд 6.0 и менее, локализованы в области с эпицентральным расстоянием порядка 400 км, в то время как возмущения, вызванные магнитной бурей, имеют планетарный характер. Амплитуда сейсмо-ионосферных возмущений foF2 гораздо меньше по сравнению с максимальными вариациями, обусловленными магнитной бурей, однако по абсолютной величине она более чем в 1.5 раза превышает стандартное отклонение от месячной медианы.

КИМ А.Г., КУШНАРЕВ Д.С., МЕДВЕДЕВ А.В., ПЕТЬКО П.В., ПОТЕХИН А.П., РАТОВСКИЙ К.Г., ШПЫНЕВ Б.Г. — 2007 г.

Работа посвящена сравнению вариаций электронной концентрации, измеренных на радаре некогерентного рассеяния, дигизонде DPS-4 и ЛЧМ-ионозонде. Основные закономерности в расхождениях объясняются влиянием ионосферных неоднородностей различного масштаба. Значительные утренние градиенты электронной концентрации приводят к тому, что ионозонды дают завышенные значения по сравнению с радаром некогерентного рассеяния. Возмущения электронной концентрации, измеряемые различными инструментами, могут носить коррелированный и некоррелированный характеры. Некоррелированные возмущения объясняются интенсивными среднемасштабными ионосферными неоднородностями. Коррелированные возмущения обусловлены крупномасштабными неоднородностями. Наблюдение таких возмущений может быть использовано для определения скорости и направления перемещения возмущения.

ПИЛИПЕНКО В.А., РОДЖЕР А., ЧУГУНОВА О.М., ЭНГЕБРЕТСОН М. — 2007 г.

Исследовались геомагнитные пульсации диапазона Pc3–4 в высоких широтах Антарктики в период местного лета. Методом проверки гипотезы о равенстве признака в двух распределениях выявлена статистическая связь вероятности возникновения Pc3 и Pc4 пульсаций с параметрами солнечного ветра (СВ) и межпланетного магнитного поля (ММП). Обнаружены различные зависимости вероятности появления высокоширотных Pc3 и Pc4 от величины и ориентации ММП, плотности и скорости СВ и показано, что эти зависимости остаются неизменными в диапазоне геомагнитных широт от 66° до 87°. Установлено, что вероятность наблюдения Pc3 при малых (20–50°) конусных углах ММП ( = cos–1(Bx/ | B | )) в 1.5 раза выше среднестатистической и зависит от величины ММП. Это подтверждает гипотезу о том, что источник Pc3 – турбулентная область перед магнитосферной квазипараллельной отошедшей ударной волной. В противоположность этому, вероятность возникновения Pc4 слабо зависит от конусного угла ММП и максимальна при 0° и 90°. С ростом отрицательных значений Bz вероятность генерации в диапазоне Pc4 увеличивается, а в диапазоне Pc3 имеет тенденцию к уменьшению. Впервые обнаружено, что зависимость вероятности появления Pc4 от часового угла ММП ( = tg –2(B/Bz)) одинакова в областях проекций замкнутых и открытых силовых линий, а для Pc3 она различна. В области проекций закрытых силовых линий вероятность появления Pc3 растет при Bz < 0 и By > 0 (условие, при котором наблюдается сдвиг каспа на утреннюю сторону) и при By < 0 и Bz > 0 (что характерно для образования низкоширотного пограничного плазменного слоя), а в области проекций открытых силовых линий – при By < 0 и Bz < 0 (что приводит к образованию высокоширотного пограничного плазменного слоя). На основании обнаруженных закономерностей сделан вывод, что источники генерации высокоширотных Pc3 и Pc4различны.

ИГНАТЬЕВ В.М., НИКОЛАШКИН С.В. — 2007 г.

Представлены результаты измерений температуры эмиссии 557.7 нм [OI], проводившихся с декабря 2002 г. по март 2003 г. на оптическом полигоне Маймага, вблизи г. Якутска ( = 63°N, = 129.7°E) с помощью спектрометра Фабри-Перо. Измерения температуры проводились непрерывно в периоды безлунных и лунных ночей. Для анализа поведения доплеровской температуры эмиссии 557.7 нм во время локализованных по высоте стратосферных потеплений были привлечены данные по температурам стратосферы, высотно-временной разрез на уровнях 1, 2, 5, 10, 30, 50 и 70 гПа и карты изолиний горизонтального поля температуры для уровня 50 гПа, полученные из NOAA через интернет. В течение зимы 2002/2003 гг. наблюдались локализованные по высоте слабые стратосферные потепления, которые не проявляли признаков вертикального перемещения. С этой точки зрения интерес представлял, как ведет себя тепловой режим нижней термосферы в периоды локализованного стратосферного потепления. Показано, что в периоды локализованных по высоте стратосферных потеплений температурный режим нижней термосферы не испытывает никаких изменений. Средняя температура на фоне короткопериодических колебаний остается на уровне ее модельных значений.

АБРАМОВ В.И., БЫЧКОВ В.В., КАРАШТИН А.Н., КОМРАКОВ Г.П., ШЛЮГАЕВ Ю.В. — 2007 г.

Получено и исследовано распределение угла прихода мезосферных радиоэхо. Особое внимание уделено области высот в окрестности мезопаузы. Показано, что в этой области распределение углов прихода имеет максимум вблизи направления в зенит и является анизотропным. Вместе с тем средняя интенсивность радиоотражений существенно превышает уровень фона для любых углов прихода.

АБУРДЖАНИА Г.Д., ГУГУЧИА З.О., ХАНТАДЗЕ А.Г., ХАРШИЛАДЗЕ О.А. — 2007 г.

Исследованы генерация и дальнейшая динамика планетарных замагниченных волн Россби и инерционных волн во вращающейся диссипативной ионосфере в присутствии гладкого неоднородного зонального ветра (сдвигового течения). Замагниченные волны Россби обусловлены взаимодействием с пространственно-неоднородным геомагнитным полем и представляют собой ионосферные проявления обычных тропосферных волн Россби. Выявлен эффективный линейный механизм усиления и взаимной трансформации волн Россби и инерционных волн. Для сдвиговых течений операторы линейных задач являются несамосопряженными, а соответствующие собственные функции – неортогональными, и канонически-модальный подход мало пригоден при изучении таких движений. Необходимым становится применение так называемого немодального математического анализа, активно развиваемого в последние годы. Немодальный подход дает возможность выявить, что трансформация волновых возмущений в сдвиговых течениях обусловлена неортогональностью собственных функций задачи при линейной динамике. Тем самым появляются новая степень свободы системы и новый путь эволюции возмущений в среде.

АБУРДЖАНИА Г.Д., ГУГУЧИА З.О., ХАНТАДЗЕ А.Г., ХАРШИЛАДЗЕ О.А. — 2007 г.

На основе анализа численного решения системы уравнений, описывающей взаимодействие замагниченной волны Россби и инерционной волны с пространственно-неоднородным зональным ветром (сдвиговым течением) в D-, E- и F-областях ионосферы, выявлены особенности усиления и взаимной трансформации волновых мод в линейном режиме. Установлено, что присутствие в ионосферной среде геомагнитного поля, холловских и педерсеновских токов улучшает взаимодействие и взаимообмен энергией между волнами и сдвиговым течением.

АНТОНОВА Е.Е., ЕРМАКОВА Н.О. — 2007 г.

Приведены результаты анализа характеристик кинетических двойных слоев в случае каппа-распределений. Рассмотрены прямой классический двойной слой и двойные слои в ловушке. Показано, что введение в рассмотрение захваченных популяций частиц между ионосферой и скачком электростатического потенциала и между сопряженными скачками потенциала снимает ограничения налагаемые критериями Бома-Блока. Получена зависимость потоков частиц через двойной слой в ловушке, заменяющая критерий Ленгмюра классического двойного слоя. Обсуждена применимость полученных результатов к решению проблемы ускорения частиц в авроральной плазме. Получена зависимость тока, переносимого высыпающимися электронами магнитосферы от продольного скачка потенциала и характеристик каппа-распределения.