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

АГРАНАТ И.В., БОГДАНОВ В.В., ДРУЖИН Г.И., КУБЫШКИН А.В., САННИКОВ Д.В., СИВОКОНЬ В.П., ЧЕРНЕВА Н.В. — 2014 г.

Анализ экспериментальных данных, полученных на обс. Паратунка (53.02° N, 158.65° E; L = 2.3), выявил необычную форму вистлеров, в которой присутствуют симметричные, относительно вистлера, спектральные линии. Показано, что такая форма, вероятнее всего, обусловлена амплитудной модуляцией вистлеров электромагнитными импульсами длительностью около 1 с и частотой заполнения 1.1 кГц. Высказано предположение, что излучателем таких импульсов может быть авроральный электроджет, модифицированный нагревным излучением стенда HAARP (62.30° N, 145.30° W; L = 4.2).

БЕЛОВ А.В., ГУЩИНА Р.Т., ЕРОШЕНКО Е.А., ОБРИДКО В.Н., ПАОРИС E., ШЕЛЬТИНГ Б.Д. — 2014 г.

Последние годы дали нам возможность исследовать долговременное поведение интенсивности космических лучей (КЛ) в необычно глубоком минимуме солнечной активности (СА) между 23-м и 24-м циклом и во время фазы роста СА в 24-м цикле, самом низком цикле в эпоху регулярных наземных наблюдений КЛ c 1951 г. В период необычно затянувшегося минимума СА в вариациях КЛ наблюдался максимум интенсивности КЛ, величина которого зависит от энергии частиц: плотность КЛ в указанный период (2009 г.) превышает значения предыдущих максимумов КЛ в 19-м–23-м циклах для частиц малых энергий (наблюдаемых на КА и в стратосфере) и средних энергий (наблюдаемых на нейтронных мониторах). После 2009 г. модуляция КЛ на фазе роста СА в течение трех лет (2010–2012 гг.) значительно слабее, чем модуляция в соответствующих периодах роста СА предыдущих циклов. Рассмотрены возможные причины этой аномалии в вариациях КЛ, которые связываются с величиной остаточной модуляции КЛ в минимуме между 23-м и 24-м циклами и поведением характеристик СА в этот период. Сделана оценка вклада в модуляцию КЛ различных характеристик магнитного поля Солнца и индексов, учитывающих спорадическую солнечную активность.

КРЮЧКОВ Е.И., ФЕДОРЕНКО А.К. — 2014 г.

По данным измерений на спутнике Dynamic Explorer 2 исследованы особенности распространения акустико-гравитационных волн (АГВ) в многокомпонентной верхней атмосфере. В интервале высот 250–400 км в волновых вариациях концентраций отдельных сортов атмосферных газов наблюдаются амплитудно-фазовые различия. С помощью предложенного в работе подхода регистрируемые в разных газах вариации АГВ разделены на составляющие, обусловленные упругим сжатием, адиабатическим расширением и высотным фоновым распределением. На основе анализа этих составляющих дано объяснение наблюдаемых в разных газах амплитудно-фазовых различий. Показано, как можно использовать этот эффект для определения направления движения волны, вертикального смещения элемента объема, частоты волны и пространственного распределения плотности волновой энергии.

ПИЛЬГАЕВ С.В., РОЛДУГИН А.В., РОЛДУГИН В.К. — 2014 г.

Исследовано поведение водородной эмиссии H в обс. Баренцбург во время вторжения высокоэнергичных солнечных протонов и внезапного импульса (SI) 22 января 2012 г. Интенсивность эмиссии определялась спектрометром, дающим изображение спектра дуги меридиана. Показано, что начало свечения эмиссии H совпадает с SI и вызвано вторжением протонов солнечного ветра через касп.

И ЛАРКИНА В., МИХАЙЛОВ Ю.М., МИХАЙЛОВА Г.А. — 2014 г.

Приведены наиболее значимые, в том числе ранее не известные, результаты многолетних экспериментальных исследований сигналов и излучений в КНЧ- и ОНЧ-диапазонах в наземных и спутниковых наблюдениях. Показана возможность их использования для диагностики параметров и состояния приземной плазмы.

ВОДЯННИКОВ В.В., ГОРДИЕНКО Г.И., ЛИТВИНОВ Ю.Г., ЯКОВЕЦ А.Ф. — 2014 г.

По данным вертикального зондирования ионосферы в Алма-Ате (76°55 E, 43°15 N), проведенного в 2002–2012 гг., исследована реакция параметров F2-слоя ионосферы, включающих высоту максимума и основания слоя, его полутолщину и электронную плотность на ряде фиксированных высот, на различные типы ночных увеличений электронной плотности в максимуме F2-слоя (NmF2). Продемонстрированы примеры записей комбинации увеличений, обусловленных различными механизмами. Установлено подобие реакции параметров F2-слоя на ночные увеличения, обусловленные подъемом слоя и потоком плазмы из протоносферы, и прохождением крупномасштабных перемещающихся ионосферных возмущений. Отмечены трудности при идентификации этих двух явлений в случае их одинаковой продолжительности. Показано различие в реакции параметров F2-слоя на увеличения, вызванные подъемом слоя и потоком плазмы из протоносферы и проявлением летней среднеширотной аномалии ионосферы.

НЕКРАСОВ А.К., ФЕЙГИН Ф.З. — 2014 г.

Проведены аналитические и численные исследования нелинейной модификации магнитосферной плотности плазмы вблизи дневной границы магнитосферы вследствие действия пондеромоторной силы, индуцированной ультранизкочастотными (УНЧ) геомагнитными пульсациями. Получено выражение для пондеромоторной силы, отличающееся от предыдущих аналогичных результатов. Показано, что хорошо известная формула Питаевского для магнитного момента является неполной. Рассмотрено действие пондеромоторной, гравитационной и центробежной сил на модификацию магнитосферной плазмы в двухдипольном геомагнитном поле по модели Антоновой и Шабанского [1968].

АЛЕКСЕЕВ И.И., БЕЛЕНЬКАЯ Е.С., БЛОХИНА М.С., ГРИГОРЯН М.С., КАЛЕГАЕВ В.В., ПАРУНАКЯН Д.А. — 2014 г.

В рамках актуального вопроса о влиянии скачка давления солнечного ветра на возмущения в магнитосфере Земли особое место занимают события с большими градиентами скорости и плотности. В работе рассматривается вызванное ими изменение тока на дневной магнитопаузе и соответствующее усиление магнитного поля в низкоширотной магнитосфере. Исследуется переходный процесс, сопровождающий перестройку магнитосферы под влиянием возмущения параметров солнечного ветра. Получено аналитическое выражение, позволяющее оценить увеличение северной компоненты низкоширотного магнитного поля магнитосферы в переходной токовой системе (“переходном кольцевом токе”) в зависимости от начальных значений скорости и плотности солнечного ветра и их возмущений.

КИРИЛЛОВ А.С. — 2014 г.

Проведен расчет относительных констант скоростей образования О2(b1 , v = 1 4) при неупругом взаимодействии электронно-возбужденных атомов N(2D) с молекулами кислорода О2(X3 , v= 0). Показано, что увеличение равновесных расстояний между атомами кислорода в образуемой при взаимодействии квазимолекуле NO2 существенным образом сказывается на росте рассчитываемых относительных скоростей образования О2(b1 , v>1). Полученные коэффициенты используется при расчете относительных населенностей О2(b1 , v= 1 4) на высотах 110 км (Т = 250 К) и 150 км (Т = 500 К) полярной ионосферы. Проведено сравнение рассчитанных населенностей с результатами имеющихся в научной литературе экспериментальных измерений по интенсивностям свечения полос Атмосферной системы и получено удовлетворительное согласие для нижних высот.

АЛЕШИН И.М., АЛПАТОВ В.В., БУДНИКОВ П.А., БУРГУЧЕВ С.С., ВАСИЛЬЕВ А.Е., КОРЯГИН В.Н., МОЛОДЦОВ Д.А., ПЕРЕДЕРИН Ф.В., ХОЛОДКОВ К.И. — 2014 г.

Приведено описание службы, обеспечивающей оперативное построение трехмерной модели ионосферы по данным наземных приемников сигналов глобальных навигационных систем спутникового позиционирования (ГНСС). Высокое разрешение получаемого образа в значительной степени обусловлено использованием данных ГНСС-станций сети Института прикладной геофизики Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). Сбор, передача и хранение данных осуществляется с использованием специально разработанного формата и его реализации в виде SQL-структур. Построение трехмерной модели ионосферы осуществляется методом высокоорбитальной радиотомографии. Приведено подробное описание работы всех компонент системы от устройства пункта регистрации до процедуры построения трехмерного распределения плотности электронов и публикации в сети Интернет карты полного электронного содержания. Получаемый в автоматическом режиме трехмерный образ ионосферы сравнивается с результатами измерений ионозонда, вычислений методом двумерной низкоорбитальной томографии и усредненной моделью ионосферы.

ИГНАТЬЕВ В.М. — 2014 г.

Рассмотрен случай появления аномальных (нетепловых) контуров зеленой эмиссии кислородных атомов, зарегистрированных с помощью спектрометра Фабри–Перо в полярных сияниях, у которых обнаруживается эффект быстрого уменьшения интенсивности в крыльях их диссоциативного компонента. На основании анализа этих измеренных контуров найдено, что характерное время рекомбинации молекулярного иона кислорода O на высотах 200–400 км составляет 5 7 c. По-видимому, эти молекулярные ионы возникают в ограниченной по горизонтали области авроральной ионосферы в результате ионизации локализованным в пространстве потоком мягких электронов с энергией 0.02–0.4 кэВ, проникающим до высот 200 км. Оценка потока этих электронов дает значение 1010 1013 электрон см-2 с-1. Они создают избыточную концентрацию n(O ) 5.6?105 см-3.

БЕККЕР С.З., КОЗЛОВ С.И., ЛЯХОВ А.Н. — 2014 г.

Обоснована необходимость разработки вероятностно-статистических моделей ионосферы для расчета распространения радиоволн широкого диапазона частот, относящихся, по сути, к новому типу ионосферного моделирования. Рассмотрены основные принципы построения таких моделей, которые разделяются на чисто статистические и детерминированно-вероятностные. Приведены примеры разработки моделей и отмечены некоторые трудности при их создании.

АЛИССАНДРАКИС К., ГОРГУЦА Р.В., МАРКЕЕВ А.К., СОБОЛЕВ Д.Е., ФОМИЧЕВ В.В., ХИЛЛАРИС А., ЧЕРНОВ Г.П. — 2014 г.

Проанализированы записи радиоизлучения Солнца, полученные на спектрографе ИЗМИРАН (25–270 МГц) для события солнечной вспышки 12 февраля 2010 г. Отмечено, что в трех больших группах всплесков III типа наблюдалась разнообразная тонкая структура на фоне невысокого континуума. Согласно данным радиогелиографа Нансэ, источники всех трех групп всплесков располагались в одной активной области 11046 и их излучение сопровождалось всплесками в мягком рентгеновском диапазоне (космический аппарат GOES): в 07:21 UT С7.9, в 09:40 UT В9.6 и в 11:25 UT М8.3. После первой группы всплесков наблюдались классические волокна (fiber bursts) в сочетании с обратно дрейфующими волокнами с необычным дугообразным дрейфом. После третьей (самой мощной) группы наблюдались стабильные секундные пульсации и медленно дрейфующие волокна. Мгновенная полоса частот у них на порядок превышала полосу частот классических волокон, а частотный дрейф был в несколько раз меньше. Более сложные волокна наблюдались в самой слабой группе в интервале 09:40:30–09:42:00 UT. Они представляли собой узкополосные ( 0.5 МГц) волокна, периодически повторяющиеся в небольшой полосе частот (5–6 МГц) в течение нескольких секунд. Особенностью данного явления является также присутствие множества хаотически дрейфующих ансамблей волокон, пересекающихся и накладывающихся друг на друга. Предполагается, что появление таких структур может быть связано с существованием множества мелких ударных фронтов за передним краем коронального выброса массы.

КЛАЙН Б.И., КУРАЖКОВСКАЯ Н.А. — 2014 г.

По данным наблюдений среднеширотной обсерватории “Борок” экспериментально исследованы особенности суточной и сезонной вариации различных характеристик двух групп геомагнитных пульсаций Pi2 (наблюдаемых во время магнитосферных суббурь и в их отсутствие) и геофизических условий их возбуждения. Показано, что динамика частоты появления суббуревых и несуббуревых всплесков Pi2, их амплитуды, длительности и межпиковых интервалов в зависимости от локального времени и сезона во многом идентична. Обнаружено, что суббуревые всплески Pi2 преимущественно наблюдаются при направлении межпланетного магнитного поля (ММП) к Солнцу и положительном направлении электрического поля солнечного ветра Ey, а несуббуревые при направлении ММП от Солнца и отрицательном направлении Ey. Выявлены принципиальные различия в суточной и сезонной вариации показателя , характеризующего наклон функции распределения амплитуд всплесков Pi2 двух групп. Обнаружено, что величина показателя существенно зависит от Ey и долготы ММП . Предполагается, что турбулентность плазменного слоя хвоста магнитосферы, находящегося в метастабильном состоянии, является определяющим в развитии процессов пересоединения и возбуждении последовательности как суббуревых, так и несуббуревых всплесков пульсаций Pi2.

ЛАЗУТИН Л.Л. — 2014 г.

Исследуются случаи смещения в высокие широты внешней границы электронного пояса, свидетельствующие о расширении к полюсу зоны квазизахвата ночной магнитосферы. Показано, что эти события вызываются суббуревой активностью, которая, смещаясь в высокие широты, может приводить к развитию так называемых суббурь полярной шапки. Показано, что высокоширотные всплески энергичных электронов могут генерироваться в такого рода суббурях аналогичным образом тому, как это происходит в классических суббурях авроральной зоны.

ВОДЯННИКОВ В.В., ГОРДИЕНКО Г.И., ЛИТВИНОВ Ю.Г., ЯКОВЕЦ А.Ф. — 2014 г.

Проанализированы параметры осцилляций меридионального термосферного ветра во время прохождения крупномасштабных перемещающихся ионосферных возмущений, полученных на основе ночных наблюдений F-области ионосферы, проведенных в Институте ионосферы (Алма-Ата, 76°55 E, 43°15 N) в 2000–2007 гг. с помощью цифрового ионозонда. Обработка данных ионосферного зондирования позволила получить временные вариации электронной концентрации N(t) на фиксированных высотах и вариации высоты максимума hmF и основания hbotF F-области. За указанный период было проведено 1166 сеансов наблюдения, и 581 сеанс характеризовался волновой активностью. Для анализа были выбраны сеансы с относительной амплитудой вариаций N(t), превышающей 25%. Общее количество таких сеансов составило 63. Получено выражение для расчета амплитуд осцилляций меридионального ветра, исходя из измеренных величин амплитуд осцилляций высоты hbotF. Показано, что использование этого выражения для высоты hmF дает завышенные амплитуды осцилляций термосферного ветра. Из регрессионного выражения получены оценки величины диффузионного члена, являющегося причиной увеличенных амплитуд осцилляций hmF по сравнению с амплитудами осцилляций hbotF.

БЕЛЕНЬКАЯ Е.С., КАЛЕГАЕВ В.В., КАУЛИ С.У.Г. — 2014 г.

На примере хорошо изученного события 10 января 1997 г. рассмотрен механизм, определяющий реакцию авроральной ионосферы на скачок динамического давления солнечного ветра при южном межпланетном магнитном поле. В этом событии все параметры солнечного ветра были постоянны, кроме скачка плотности плазмы, длившегося 22 мин. Сразу после прихода и во время скачка давления наблюдалось смещение к полюсу внутренний границы полярного овала при неизменном положении внешней границы. Рассчитано усиление тока магнитопаузы, вызванное повышением плотности плазмы солнечного ветра. Мы предполагаем, что усиленный ток магнитопаузы замыкается на фронте возмущенной области в магнитосфере поляризационным током, образуя “переходный кольцевой ток”, существующий во время действия скачка давления. Определено направленное на север магнитное поле этого “временного кольцевого тока”, совпадающее по порядку величины с полем, ответственным за наблюдаемый сдвиг к полюсу высокоширотной границы полярного овала.

КУЗНЕЦОВ В.Д., РУЖИН Ю.Я., СМИРНОВ В.М. — 2014 г.

Южноуральский метеороид, который упал в районе Челябинска 15 февраля 2013 г., несомненно является самым документированным в истории. Его прохождение через атмосферу зафиксировано видеозаписями, фотоснимками, визуально наблюдателями, инфразвуковыми микрофонами и сейсмографами на земле и спутниками на орбите. В работе приведены результаты анализа трансионосферного GPS зондирования окрестности взрыва Южноуральского метеороида, которые показали весьма слабый эффект в ионосфере. Обнаружена асимметрия возмущений в ионосфере относительно эпицентра взрыва. Проведено сравнение полученных сигналов как по форме, так и по амплитуде с известными случаями эффектов в ионосфере от наземных взрывов с диагностикой радиосредствами. Показано, что уверенная регистрация ионосферных эффектов в виде акустико-гравитационных волн (АГВ) при вертикальном зондировании и посредством технологий GPS для наземных взрывов зарядов весом 0.26–0.6 кт заставляет нас сомневаться в существующих оценках тротилового эквивалента (вплоть до 500 кт) для Челябинского события. Отсутствие эффектов в магнитном поле и в дальней зоне ионосферы на расстояниях 1500–2000 км от эпицентра взрыва суперболида также ставит вопрос о завышенном эквиваленте. Обсуждается возможный альтернативный вариант – суперпозиция цилиндрической баллистической волны (из-за гиперзвукового движения метеороида) и сферических ударных волн из-за нескольких моментов фрагментации (взрывов) суперболида – как результирующий источник АГВ воздействия на ионосферные слои.

СМИРНОВ В.М., СМИРНОВА Е.В. — 2014 г.

Используя навигационные системы GPS и ГЛОНАСС, выполнены одномоментные наблюдения влияния солнечной вспышки на ионосферу Земли северного и южного полушарий, включая полярную и экваториальную ионосферу. Показано, что скорость изменения полного электронного содержания хорошо согласуется с временным профилем солнечной вспышки. Получена экспериментальная зависимость градиента электронной концентрации от угла места наблюдения.

ГРУЗДЕВ А.Н. — 2014 г.

С применением спектрального, кросс-спектрального и регрессионного методов выполнен анализ влияния 11-летнего цикла солнечной активности на содержание озона в стратосфере и нижней мезосфере по данным спутниковых измерений с помощью приборов SBUV/SBUV2 в 1978–2003 гг. Выявлена высокая когерентность между содержанием озона и уровнем солнечной активности на масштабе солнечного цикла. В большей части этой области содержание озона изменяется примерно в фазе с солнечным циклом, однако в областях значительных градиентов отношения смеси озона в средней стратосфере фазовый сдвиг между озонными и солнечными колебаниями может быть значительным, вплоть до /2. Показано, что он может быть обусловлен динамическими процессами. Высотные максимумы чувствительности озона к 11-летнему солнечному циклу отмечены в верхней окрестности стратопаузы (50–55 км), в средней стратосфере (35–40 км) и нижней стратосфере (ниже 25 км). Максимальные изменения содержания озона в солнечном цикле, до 10% и более, отмечены в зимне-весенние периоды в полярных областях.