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

ГИНЕВА В.Х., ДАШКЕВИЧ Ж.В., ДЭСПИРАК И.В. — 2014 г.

Характеристикой энергии высыпающихся частиц, вызывающих полярные сияния, может служить отношение различных эмиссий атомов и молекул верхних слоев атмосферы. Известно, что во время развития суббури спектр высыпающихся электронов становится жестче. Для оценки жесткости спектра высыпающихся электронов мы использовали отношение интенсивности красной линии I6300 к зеленой линии I5577. Параметр I6300/I5577 был использован для грубой оценки энергии электронов в дугах полярных сияний, наблюдающихся в разных частях авроральной выпуклости – на полярном краю выпуклости и внутри нее. По данным зенитного фотометра и камер всего неба высокоширотных обсерваторий Баренцбург и Longyearbyen (LYR) во время зимнего сезона 2007–2008 гг. и в январе 2006 г. были проанализированы вариации красной и зеленой линий эмиссий в дугах полярных сияний во время суббурь. Показано, что среднее значение отношения эмиссий I6300/I5577 для дуг внутри авроральной выпуклости выше, чем для дуг на полярном краю выпуклости. Это означает, что высыпания наиболее энергичных электронов наблюдаются в дугах на полярном краю суббуревой авроральной выпуклости .

ДЕМИНА И.М. — 2014 г.

В данной работе рассмотрена кинематика источника главного магнитного поля Земли (ГМПЗ), локализованного нами ранее вблизи границы ядро–мантия под Карибским регионом. Выбор этого источника обусловлен тем, что, во-первых, его траектория за рассматриваемый 110-ти летний интервал пересекает границу ядро–мантия, а во-вторых, Карибский регион относится к зонам, так называемых, “кладбищ” литосферных плит, и имеется большое количество работ, в которых неоднородности строения нижней мантии в этом регионе исследовались методами сейсмической томографии. Проведенное нами сравнительное исследование неоднородностей строения нижней мантии и траектории источника ГМПЗ говорит в пользу того, что в данном регионе остатки древних литосферных плит не только достигают границы ядро–мантия, но и могут проникать в жидкое ядро на глубину до 300 км. “Кладбища” литосферных плит занимают значительные по размерам области. Если образуемые остатками древних литосферных плит топографические неоднородности границы ядро–мантия достигают по глубине величин порядка нескольких сот километров, то они могут оказывать значительное влияние на кинематику отдельных структурированных течений в жидком ядре, вызывая тем самым наблюдаемые на поверхности Земли изменения пространственной структуры вековых вариаций ГМПЗ.

ДАНИЛКИН Н.П., ЖБАНКОВ Г.А., ЖУРАВЛЕВ С.В., КОТОНАЕВА Н.Г. — 2014 г.

Представлено дальнейшее развитие метода трансионосферного радиозондирования ионосферы в диапазоне ее плазменных частот. Новизна заключается в том, что в рассмотрение включены траектории радиоволн с отражением от Земли. Проведено моделирование трансионосферного радиозондирования в условиях неоднородной ионосферы при наличии в ней неоднородностей средних размеров с построением возможных траекторий, а также получением и анализом соответствующих трансионограмм.

ДАНИЛОВ А.Д., КОНСТАНТИНОВА А.В. — 2014 г.

Высказывается предположение, что обнаруженные отрицательные тренды критической частоты слоя F2 вызваны уменьшением (отрицательным трендом) концентрации атомного кислорода в термосфере. Такое уменьшение может быть вызвано усилением турбулентности в районе турбопаузы (100–120 км). Приводятся аргументы в пользу того, что усиление турбулентности действительно происходит и вызывается усилением проникновения на высоты турбопаузы внутренних волн.

РУЖИН Ю.Я., СОРОКИН В.М., ЯЩЕНКО А.К. — 2014 г.

Предложен механизм возмущения полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы во время усиления сейсмической активности. Показано, что пространственное распределение возмущения ПЭС определяется совместным действием двух факторов: нагрева ионосферы электрическим током и дрейфа плазмы в электрическом поле этого тока. Его характер зависит от соотношения между этими процессами. Ток возникает в глобальной электрической цепи при появлении в приземных слоях атмосферы ЭДС, которая связана с динамикой инжектируемых в атмосферу заряженных аэрозолей. Развитая модель позволяет рассчитывать пространственное распределение ПЭС в ионосфере при заданном горизонтальном распределении концентрации заряженных аэрозолей на поверхности Земли.

ГЕТМАНОВ В.Г., СИДОРОВ Р.В. — 2014 г.

Рассмотрена совместная фильтрация 1-секундных наблюдений на системе векторного и скалярного магнитометров, обеспечивающая снижение погрешностей в оценках компонент векторов напряженности геомагнитного поля. Предложена постановка задачи совместной фильтрации данных на основе использования аппроксимационных кусочно-линейных моделей; разработан алгоритм фильтрации с повышенным быстродействием. Представлены результаты совместной фильтрации 1-секундных наблюдений. Оценены погрешности предложенной фильтрации на основе статистического моделирования.

ДОМНИН И.Ф., ЕМЕЛЬЯНОВ Л.Я., ЛЯШЕНКО М.В., ЧЕРНОГОР Л.Ф. — 2014 г.

Представлены результаты наблюдений эффектов частного солнечного затмения (СЗ) 4 января 2011 г. (фаза 0.78) в геокосмосе над Харьковом по данным радара некогерентного рассеяния. Эффекты СЗ наблюдались в вариациях концентрации электронов, температур электронов и ионов, вертикальной компоненты скорости движения плазмы в широком диапазоне высот (190–420 км). Проведены теоретические расчеты параметров тепловых и динамических процессов в ионосфере во время СЗ. Показано, что СЗ привело к существенным изменениям в динамическом и тепловом режимах геокосмоса. Представленные результаты хорошо согласуются с результатами анализа эффектов СЗ в геокосмической плазме, которые имели место над Харьковом в 1999–2008 гг.

БОГДАНОВ М.Б. — 2014 г.

Проведено сопоставление рядов среднесуточных значений приземного давления атмосферы для метеостанций Де-Билт и Лугано с вычтенными линейными трендами и сезонными гармониками и ряда потока галактических космических лучей (ГКЛ) на ст. Юнгфрауйох с вычтенным скользящим средним за 200 сут. С использованием метода наложения эпох показано, что в обоих пунктах форбуш-понижения сопровождаются ростом давления. Спектральный анализ позволяет заключить, что между рассматриваемыми рядами существует отличная от нуля когерентность практически во всем диапазоне частот, начиная от 0.02 сут-1 и вплоть до частоты Найквиста 0.5 сут-1. Используя изменения потока ГКЛ как зондирующий сигнал, получены амплитудно-частотные характеристики реакции давления. Для обеих станций они качественно согласуются друг с другом и свидетельствуют о том, что реакция атмосферы может быть описана линейной динамической системой второго порядка, имеющей широкий резонанс с максимумом на частоте 0.15 сут-1.

ГАВРИЛОВ Н.М., КОВАЛЬ А.В., ПОГОРЕЛЬЦЕВ А.И., САВЕНКОВА Е.Н. — 2014 г.

Разработанная авторами параметризация динамического и теплового воздействия стационарных орографических волн, генерируемых рельефом земной поверхности, включена в модель общей циркуляции средней и верхней атмосферы. Выполнено численное моделирование общей циркуляции в тропосфере и стратосфере и исследовано влияние на меридиональную и вертикальную скорость, оказываемое стационарными орографическими волнами, которые распространяются вверх от земной поверхности. Показано, что учет динамического и теплового воздействия этих волн в численной модели приводит к изменениям меридиональной циркуляции и связанных с ней потоков озона до 20–30% на высотах максимума озонового слоя.

МЕДВЕДЕВА И.В., СЕМЕНОВ А.И., ШЕФОВ Н.Н. — 2014 г.

Выполнен анализ данных наземных и спутниковых измерений в видимой и ближней инфракрасной областях спектра интенсивности эмиссии континуума (непрерывного излучения) верхней атмосферы. Данные получены на геофизических станциях, расположенных в различных частях земного шара, и с борта орбитального космического корабля “Мир”. Выявлены закономерности спектрального распределения интенсивности эмиссии континуума и ее вариации для различных гелио-геофизических условий.

МЕДВЕДЕВА И.В., СЕМЕНОВ А.И., ШЕФОВ Н.Н. — 2014 г.

Используя полученные в лабораториях скорости фотохимических реакций между молекулами окиси азота и невозбужденной и возбужденной молекулами озона, выполнен расчет абсолютной интегральной интенсивности инфракрасных компонент эмиссии континуума. Показано, что высотное распределение интенсивности непрерывного спектра излучения верхней атмосферы (континуума) в инфракрасной области спектра охватывает диапазон высот средней атмосферы от 10 до 15 км. Сопоставление рассчитанных значений интенсивности континуума с результатами ее спектрофотометрических наземных измерений в ближней инфракрасной области спектра позволило уточнить коэффициент скорости реакции молекул окиси азота с озоном, ответственной за возникновения эмиссии континуума в ИК области спектра.

КРАСОВСКИЙ В.Л. — 2014 г.

В дополнение к известным расчетам концентрации и плотности тока, представлены результаты расчетов плотности энергии и плотности потока энергии заряженных частиц бесстолкновительной плазмы, возмущенной поглощающим телом сферической формы. Показано, что важным параметром задачи является внешний радиус сферического слоя, в котором возможно финитное движение частиц. Обсуждаются также следствия, вытекающие из уравнений для моментов функций распределения электронов и ионов.

ГРИГОРЬЕВ В.Г., ИСАКОВ Д.Д., СТАРОДУБЦЕВ С.А. — 2014 г.

По измерениям спектрографа космических лучей им. А.И. Кузьмина исследован энергетический спектр форбуш-понижений, наблюдавшихся на фазе роста 24-го цикла солнечной активности в 2010–2012 гг. Использованы данные регистрации нейтронного монитора 24-NM-64 и мюонных телескопов, установленных на уровнях 0, 7, 20 и 40 м водного эквивалента. Проведенный анализ показал, что на фазе роста 24-го цикла солнечной активности наблюдается более мягкий энергетический спектр, чем в предыдущем 23-м. Сделан вывод о существовании в текущем 24-м цикле более турбулентного межпланетного магнитного поля и о преобладании диффузионного механизма в формировании форбуш-понижений интенсивности космических лучей.

КАПУСТИНА О.В., МИХАЙЛОВА Г.А., СМИРНОВ С.Э. — 2014 г.

Выполнен спектральный анализ записей метеорологических (температура, влажность, давление атмосферы) и электрических величин (напряженность квазистатического электрического поля и электропроводность воздуха), наблюдаемых одновременно в обс. “Паратунка” во время солнечных событий в период с 21 по 31 октября 2003 г. Использованы также одновременные записи потоков рентгеновского излучения Солнца, галактических космических лучей и горизонтальной компоненты геомагнитного поля. Показано, что в спектрах мощности метеорологических величин в условиях “хорошей погоды” наблюдались колебания с периодом тепловых приливных волн (T 12 и 24 ч), обусловленные притоком теплового излучения Солнца. Во время сильных солнечных вспышек и геомагнитной бури 29–31 октября при наличии преобладающего компонента с T 24 ч в их спектрах появился дополнительный компонент с T 48 ч (период волн планетарного масштаба). В спектрах мощности электропроводности атмосферы и напряженности электрического поля с развитием солнечной и геомагнитной активностей наблюдались компоненты как тепловых приливных волн, так и волн планетарного масштаба, сильно изменяясь по интенсивности. В спектрах мощности потоков галактических космических лучей, сопровождающих сильные солнечные вспышки, преобладали компоненты с T 48 ч с появлением дополнительных более слабых по интенсивности компонентов с T 24 ч. Одновременное усиление компонентов с T 48 ч в спектрах мощности электропроводности и напряженности электрического поля указывает на тот факт, что во время сильных солнечных вспышек и геомагнитных бурь действующим ионизатором нижней тропосферы являются преимущественно галактические космические лучи. Выделенный период колебаний с T 48 ч в их спектрах, а также в спектрах рентгеновского излучения Солнца, по-видимому, вызван динамикой солнечной и геомагнитной активностей с этим временным масштабом.

ЧЕРНОГОР Л.Ф. — 2014 г.

Проведен анализ временных вариаций компонент геомагнитного поля в день падения метеорита “Челябинск” (15 февраля 2013 г.) и в контрольные дни (12 и 16 февраля 2013 г.). Для анализа выбраны магнитные обсерватории в г. Новосибирск, Алма-Ата, Киев и Львов. Расстояние R от места взрыва до обсерватории изменялось в пределах 1.2–2.7 тыс. км. Оказалось, что пролет и взрыв Челябинского космического тела сопровождались вариациями, в основном, горизонтальной компоненты геомагнитного поля. Вариации носили квазипериодический характер с периодом 30–40 мин, амплитудой 0.5–2 нТл для R 2.7–1.2 тыс. км соответственно и продолжительностью 2–3 ч. Горизонтальная скорость распространения волновых возмущений геомагнитного поля была близка к 260–370 м/с. Предложена теоретическая модель волновых возмущений. Согласно модели, волновые возмущения геомагнитного поля вызваны движением гравитационной волны, сгенерированной в атмосфере падающим космическим телом, и возникшими перемещающимися ионосферными возмущениями, которые модулировали ионосферный ток на высотах динамо-области. Расчетные значения амплитуд волновых возмущений составляли 0.6–1.8 нТл для R 2.7–1.2 тыс. км соответственно. Результаты наблюдений и оценок хорошо согласуются между собой. Возмущения уровня геомагнитного поля (геомагнитных пульсаций) в диапазоне периодов 1–1000 с оказались незначительным (менее 1 нТл).

ДЭСПИРАК И.В., КЛЕЙМЕНОВА Н.Г., ЛЮБЧИЧ А.А. — 2014 г.

Все наблюдающиеся на высоких широтах суббуревые возмущения можно разделить на два типа – “полярные”, наблюдающиеся только на геомагнитных широтах выше 70° при отсутствии суббурь ниже 70° и “высокоширотные” суббури, перемещающиеся из авроральных (<70°) в полярные (>70°) геомагнитные широты. Целью исследования было сравнить условия в межпланетном магнитном поле (ММП) и солнечном ветре, при которых наблюдаются эти два типа суббурь. Для этой цели были использованы данные меридиональной цепочки магнитометров IMAGE и данные базы OMNI за 1995, 2000, 2006–2011 годы. Было исследовано 105 “полярных” и 55 “высокоширотных” суббурь. Показано, что “полярные” суббури наблюдаются при низкой скорости солнечного ветра после прохождения высокоскоростного рекуррентного потока, на поздней восстановительной фазе геомагнитной бури. “Высокоширотные” суббури, наоборот, наблюдаются при высокой скорости солнечного ветра, повышенных значениях Bz компоненты ММП, Ey компоненты электрического поля, температуры и давления солнечного ветра, во время прохождения мимо Земли высокоскоростного рекуррентного потока.

КАРАБАДЖАК Г.Ф., КУЗНЕЦОВ В.Д., ПАРРО М., ПЛАСТИНИН Ю.А., РУЖИН Ю.Я., ФРОЛОВ В.Л. — 2013 г.

Серия экспериментов по модификации ионосферы радионагревом в КВ диапазоне, проведенных на базе стенда “СУРА” совместно с оптическими измерениями на борту международной космической станции (МКС), показали эффективность таких воздействий на ионосферу при рабочей частоте стенда выше критической плазменной (для основного слоя F2 ионосферы). Эксперименты сопровождались поддержкой измерений средствами наземных обсерваторий, МКС, спутников Demeter и GPS. В работе приводятся результаты анализа всего комплекса данных. Проведены расчеты лучевого КВ радиотрассирования для эксперимента 02 октября 2007 г. и показано, что за счет рефракции на градиенте критических частот слоя F2 пучком стенда засвечивалась ионосфера (эффекты перераспределения и перефокусировки лучей) к северу от стенда вплоть до широт 60–62° N. В итоге получено, что результаты анализа наземных и спутниковых измерений (как в окрестности нагревного стенда, так и в магнитносопряженной области) свидетельствуют о возможности триггерирования суббури в экспериментах с нагревным стендом “СУРА”.

КИМ В.П., ЛЕГЕНЬКА А.Д., ХЕГАЙ В.В. — 2013 г.

По данным японских станций ионосферного зондирования Кокубунжи и Вакканай проведен анализ вариаций критической частоты foF2 перед сильными землетрясениями, произошедшими в Японии 9 и 11 марта 2011 г. с магнитудой М = 7.2 и 9.0 соответственно. Получено, что примерно за сутки до первого землетрясения наблюдались значительные положительные возмущения foF2. При этом на достаточно удаленной от эпицентров землетрясений ( 3300 км) контрольной ионосферной станции Иркутск за аналогичный период наблюдения значимых возмущений foF2 выявлено не было. Это дает основание предполагать, что наблюдавшиеся на ст. Кокубунжи и Вакканай эффекты увеличения foF2 возможно были обусловлены процессами, связанными с подготовкой землетрясения. Сейсмо-ионосферные проявления более мощного землетрясения 11 марта 2011 г., если они и были, маскируются эффектами геомагнитной бури.

ГИВИШВИЛИ Г.В., ЛЕЩЕНКО Л.Н. — 2013 г.

По данным вертикального зондирования на “ст. Москва” обнаружено существование аномальных ионосферных отражений, наблюдающихся на высотах 100–200 км и не “привязанных” к основному Ne(h)-профилю ионосферы. Приводятся морфологические характеристики таких отражений: суточные, сезонные и циклические зависимости вероятности их появления.

ИВАНОВ В.Ф., МЫСЛИВЦЕВ Т.О., ТРОИЦКИЙ Б.В. — 2013 г.

В работе обсуждаются возможности метода траекторных расчетов при решении задачи местоопределения источников КВ радиоизлучения. Зависимость электронной концентрации от координат задается моделью SPIM, корректируемой ионосферным индексом солнечной активности, который задается по картам полного электронного содержания. Предложен вариант построения региональной карты полного электронного содержания по данным измерений сигналов навигационных систем ГЛОНАСС/GPS. Показано, что метод траекторных расчетов в совокупности с корректируемой моделью ионосферы повышает точность местоопределения источников КВ радиоизлучения.