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

БАЛАБИН Ю.В., ВАШЕНЮК Э.В., ГВОЗДЕВСКИЙ Б.Б., ГЕРМАНЕНКО А.В. — 2014 г.

Исследованы вариации интенсивности рентгеновского излучения в приземном слое атмосферы во время осадков в Апатитах и на Шпицбергене. На основе комплексной системы мониторинга радиационного фона обнаружены вариации рентгеновского излучения. Выявлена их связь с метеорологическими процессами в нижней атмосфере. Получены энергетические спектры рентгеновского излучения в хорошую погоду и при выпадении осадков. В них отсутствуют характеристические линии, присущие радионуклидам. Проведенные дополнительные исследования позволяют заключить, что основной причиной возрастания рентгеновского излучения во время осадков является тормозное излучение энергичных электронов, дополнительно ускоренных электрическими полями внутри дождевых облаков.

БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ Д.В. — 2014 г.

Рассмотрена 51 магнитная буря за последний полупериод перехода от минимума к максимуму солнечной активности. Для анализа привлекались ионосферные (fоF2) и магнитные (Х-компонента) данные по обс. Соданкюля, Финляндия, а также значения Кр – индексов магнитной активности. Изучалась зависимость вариаций критической частоты foF2 перед, во время каждой бури и после нее. Обнаружено, что для всех анализируемых бурь имеет место главный эффект (ГЭ). Суть его состоит в том, что за несколько дней до начала активной фазы бури возникает первый максимум в значениях foF2, затем во время активной фазы имеет место минимум foF2 и далее после активной фазы снова образуется второй максимум. Выявлено пять основных наиболее часто встречающихся типов вариаций foF2 во время бурь. Однако наблюдаются особые случаи (30%), для которых ГЭ существует, но он смещается вправо по временной оси на несколько дней. Обнаружено наличие “памяти” (инерционности) у ионосферы от 8–9 ч до 2-х сут. Установлено, что предвестником магнитных бурь можно считать появление первого максимума ГЭ. Подобный предвестник потенциально может быть использован для прогнозирования начала развития магнитосферных бурь, что важно для проблем космической погоды.

АНУФРИЕВ Г.С. — 2014 г.

Проведена реставрация информации о древних (до 600 млн лет назад) солнечных потоках протонов и гелия на основе изотопных исследований гелия и неона в образцах лунного грунта из колонок, доставленных автоматическими станциями “Луна-16” и “Луна-24” в 1970 и в 1976 гг. Исследования последних лет показали существование долговременных вариаций климата, нашедших объяснение в рамках солнечно-земных связей. Однако одновременно с влиянием Солнца на Землю существует влияние “космоса” в виде облучения космическими лучами и в виде воздействия на Землю потока космической пыли и метеоритов (в том числе очень крупных на ранней стадии развития Земли). Поэтому прямым подтверждением проявления солнечно-земных связей может служить наличие долговременной изменчивости солнечных корпускулярных потоков. Возможность установить такие связи появляется на основе выявленных вариаций потоков солнечного ветра с возрастом от современного уровня до уровня 600 млн лет назад.

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

Исследованы суточные вариации электропроводности, напряженности электрического поля и метеорологических величин в приземной атмосфере во время солнечных событий в период 21–31 октября 2003 г. Показано, что электропроводность и напряженность электрического поля проявляют сильную зависимость от температуры и влажности воздуха. Обнаружено увеличение электропроводности в течение двух дней накануне геомагнитной бури 29–30 октября в результате действия СКЛ и уменьшение ее во время Форбуш-понижения ГКЛ с соответствующим ростом напряженности электрического поля. Обнаружено аномальное повышение температуры и влажности воздуха в процессе развития солнечной активности, что привело к образованию облаков различных форм, включая кучево-дождевые, сопровождаемые грозовыми процессами и ливнями. Совпадение по времени нарушения регулярных метеорологических процессов с последовательностью солнечных вспышек и усилением излучения в полосе ближнего ультрафиолета, видимой и инфракрасной частях спектра, позволяет рассматривать их в качестве источника дополнительного притока энергии в нижнюю атмосферу.

2014

ВЕСЕЛОВСКИЙ И.С., МЯГКОВА И.Н., ШУГАЙ Ю.С., ЯКОВЧУК О.С. — 2014 г.

Во время минимума 23-го цикла солнечной активности в 2009 году наблюдалось общее понижение потока релятивистских электронов во внешнем радиационном поясе Земли почти на три порядка величины. Возможной причиной такого поведения была очень низкая геомагнитная активность при экстремально слабом межпланетном поле в этот период времени. Это понижение сменилось ростом потоков релятивистских электронов на два порядка величины в течение нескольких месяцев после минимума в числе пятен на Солнце в начале 2010 года.

ПОМОЗОВ Е.В. — 2014 г.

Квазистационарное электрическое поле в атмосфере Земли в используемой модели получается как решение уравнения электропроводности. Характеристики проникновения электрического поля от поверхности Земли в ионосферу зависят как от проводимости атмосферы, так и от проводимости ионосферы. Учет ионосферы выполнен с помощью специального условия на верхней границе атмосферы. Рассмотрено влияние приземного слоя пониженной атмосферной проводимости на проникновение электрического поля с поверхности Земли в ионосферу.

ПЕРЦЕВ Н.Н., ПОГОРЕЛЬЦЕВ А.И., САВЕНКОВА Е.Н. — 2014 г.

На основе расчетов с использованием модели общей циркуляции средней и верхней атмосферы исследована роль нормальных атмосферных мод в возникновении и развитии событий внезапных стратосферных потеплений (ВСП). Анализ влияния фазы квазидвухлетних колебаний на динамику внетропической стратосферы показал, что при восточной фазе этих колебаний ситуация для возникновения событий ВСП более благоприятная, а сами события ВСП более интенсивные по сравнению с западной фазой. Сделан вывод, что основные нормальные атмосферные моды могут регистрироваться в поле температуры на высотах мезопаузы при наземных измерениях оптическими методами.

АНТОНОВА Е.Е., ВОВЧЕНКО В.В. — 2014 г.

Проведен анализ нелинейного возмущения поля диполя осенесимметричным распределением давления плазмы в предположении выполнения условия магнитостатического равновесия при конечных значениях плазменного параметра в области максимума давления. Получены распределения изолиний постоянного значения BZ компоненты магнитного поля и объема магнитной силовой трубки в плоскости экватора. Показано, что при конечном давлении плазмы образуются локальные минимумы и максимумы магнитного поля. Образование локальных максимумов и минимумов приводит к формированию не окружающих Землю контуров Bmin = const, где Bmin – минимальное значение магнитного поля на магнитной силовой линии. При этом изменяется направление градиента объема магнитной силовой трубки. Определена конфигурация возникающих продольных токов. Обсуждена применимость полученных результатов для объяснения ряда наблюдаемых эффектов в магнитосфере Земли.

ЖБАНКОВ Г.А., КАРПАЧЕВ А.Т., ТЕЛЕГИН В.А. — 2014 г.

Рассмотрены дополнительные, сильно удаленные (до 2000 км), следы отражений радиосигнала на ионограммах спутника “Интеркосмос-19”, полученных в экваториальной ионосфере. Они, как правило, начинаются на частотах, несколько ниже частот отсечки основных следов, что указывает на неоднородность с пониженной концентрацией плазмы. В экваториальной ионосфере такой неоднородностью является волновод, вытянутый вдоль силовой линии магнитного поля. Траекторные расчеты подтверждают предположение о волноводном распространении радиоволн и позволяют определить типичные параметры волновода: Ne 10%, диаметр 15–20 км. Поскольку стенки волновода гладкие, дополнительный след всегда регистрируется четко, даже тогда, когда основные следы полностью размывались сильной диффузностью. Обычно наблюдается один дополнительный след (Х-компоненты радиосигнала) и только иногда фиксировался еще один, кратный ему. Волноводы могут наблюдаться на всех высотах внешней экваториальной ионосферы в диапазоне геомагнитных широт ±40°. Формирование волноводов обычно связано с образованием в ночной экваториальной ионосфере неоднородностей разных масштабов, которые приводят к появлению других дополнительных следов и F-рассеяния.

ЕРМОЛАЕВ Ю.И. — 2014 г.

В работе обсуждается положение места образования периодических вариаций плотности солнечного ветра с учетом наблюдения изменения в противофазе плотностей протонов и альфа-частиц [Viall et al., 2009]. Принимая во внимание, что альфа-частицы двигаются быстрее протонов, наблюдаемые вариации должны были образоваться на расстояниях не более 0.02 а.е. от точки наблюдения.

ГРОМОВА Л.И., ДРЕМУХИНА Л.А., ЛЕВИТИН А.Е., ПТИЦЫНА Н.Г. — 2014 г.

Представлены результаты модельного расчета магнитного возмущения, зафиксированного в обсерватории Колаба (Индия) в период исторической гигантской магнитной бури 1–2 сентября 1859 года. Расчет демонстрирует возможность генерации наблюдаемой необычайно быстрой двухчасовой главной фазы этой бури с отрицательной амплитудой H-компоненты вектора геомагнитного поля –1600 нТл и необычайно быстрой полуторачасовой начальной фазой восстановления поля от максимума до амплитуды –110 нТл. При расчете использовались модели магнитосферных токовых систем: кольцевой ток (DR), ток на магнитопаузе магнитосферы (DCF), токовая система хвоста магнитосферы (DT) и высокоширотная токовая система (DP). Природа необычной временной динамики зарегистрированного геомагнитного возмущения связана с возможным быстрым и значительным по величине смещением высокоширотных токов в сторону экватора во время главной фазы анализируемой гигантской бури и таким же быстрым перемещением их обратно на начальной фазе восстановления поля. Необычайно большая амплитуда зафиксированного геомагнитного возмущения могла быть вызвана суммарным вкладом указанных магнитосферных токовых систем в период генерации бури в результате взаимодействия магнитосферы с веществом солнечного плазменного выброса во время гигантской солнечной вспышки, предшествующей буре.

КЛЕЙМЕНОВА Н.Г., КОЗЫРЕВА О.В. — 2014 г.

мГц. Глобальные пульсации внезапно прекратились после резкого уменьшения динамического давления солнечного ветра и соответствующего расширения магнитосферы. Полученные результаты были сопоставлены с временнй динамикой положения и формы плазмопаузы. мГц. Глобальные пульсации внезапно прекратились после резкого уменьшения динамического давления солнечного ветра и соответствующего расширения магнитосферы. Полученные результаты были сопоставлены с временнй динамикой положения и формы плазмопаузы. й динамикой положения и формы плазмопаузы.

ПЧЕЛКИН В.В. — 2014 г.

На основе результатов трехлетних измерений, выполненных в высокоширотной магнитной обсерватории Ловозеро, получен и проанализирован годовой ход ряда амплитудных характеристик шумового электромагнитного поля в районе частот первого шумановского резонанса, в частности, – среднего значений модуля горизонтальной магнитной компоненты и параметров функции распределения шумовых импульсов по амплитудам. Установлено летнее увеличение среднего и медианного значений магнитной компоненты шумов грозового происхождения и отсутствие годовой вариации у показателя степенной зависимости, эмпирически описывающей распределение амплитуд шумовых сигналов. Сопоставлением результатов спутниковых наблюдений с измерениями магнитной компоненты показана связь сезонного (зима–лето северного полушария) возрастания среднего значения модуля горизонтальной магнитной компоненты поля с сезонным увеличением числа молниевых разрядов в глобальном масштабе.

КАЛИНИН М.С., КРАЙНЕВ М.Б. — 2014 г.

Предложено осесимметричное транспортное уравнение для галактических космических лучей, являющееся следствием трехмерного по пространственным координатам уравнения, в котором трехмерность обусловлена только наличием в гелиосфере токового слоя произвольной формы. Особенность предложенного уравнения заключается в учете источника, связанного с вариациями трехмерной интенсивности ГКЛ. Уравнение может быть использовано для описания процессов модуляции ГКЛ в гелиосфере.

ЛЕОНТЬЕВ А.Ю., ЛИЗУНОВ Г.В. — 2014 г.

В условиях приближения геометрической оптики исследовано распространение атмосферных гравитационных волн (АГВ) в неизотермической, вязкой и теплопроводящей атмосфере Земли при наличии ветровых сдвигов. Построены параметрические диаграммы, устанавливающие области разрешенных частот и горизонтальных фазовых скоростей АГВ в зависимости от высоты. Показано, что в покоящейся атмосфере часть спектра АГВ распространяется в диапазоне высот от земной поверхности до ионосферного слоя F1 включительно. При этом АГВ от приземных источников затухают ниже 250 км, а волны, сгенерированные на высотах 300 км и выше, не достигают поверхности Земли из-за полного внутреннего отражения от основания термосферы. При наличии сильных термосферных ветров картина меняется. На встречном ветровом сдвиге диссипация АГВ уменьшается, в результате чего часть волнового спектра просачивается из нижней атмосферы на высоты F2-слоя.

МАКАРОВА Л.Н., НИКОЛАЕВА В.Д., ШИРОЧКОВ А.В. — 2014 г.

Работа посвящена изучению динамики авроральной ионосферы на уровне спорадического Es-слоя во время магнитосферных возмущений. Новый подход к этой проблеме, предложенный в работе, состоит в том, что используется геомагнитный индекс РС, который рассчитывается по магнитным данным в полярных шапках северного и южного полушарий и отражает геоэффективность межпланетного электрического поля. В работе показано, что вариации спорадической концентрации электронов в авроральном Es-слое с высокой степенью статистической достоверности могут быть связаны с изменениями индекса PC. Однако характер высыпаний спорадических частиц в ионосферу при высокой (РС > 2 мВ/м) и низкой (РС < 2 мВ/м) магнитной активности существенно отличается. Во время сильных магнитных возмущений и при усиленных электрических полях в межпланетном пространстве, интенсивность высыпания частиц из магнитосферы в E-область высокоширотной ионосферы определяется значением магнитного индекса PC. Во время слабой магнитной возмущенности основным фактором появления спорадической ионизации в Es-слое являются кратковременные импульсы увеличения значений РС-индекса, вызванные изменчивостью электрических полей в магнитосфере.

ШАЛИМОВ С.Л. — 2014 г.

Рассмотрены современные представления о формировании неоднородностей в плазме среднеширотной нижней ионосферы. Описаны экспериментальные и теоретические результаты, которые свидетельствуют о существовании анизотропных структур, развивающихся на высотах нижней ионосферы и обусловливающих появление сильных электрических полей, узких пиков радиоотражений, а также квазипериодических радиоотражений (регистрируемых посредством когерентных радаров). Проанализированы механизмы образования наблюдаемых неоднородностей и структур как в плазменной, так и в нейтральной компоненте нижней ионосферы.

КОТИКОВ А.Л., НИКОЛАЕВА В.Д., СЕРГИЕНКО Т.И. — 2014 г.

Представлены результаты сопоставления параметров продольных токов, восстановленных по наземным измерениям магнитного поля в Скандинавии (IMAGE), и ионосферной проводимости, рассчитанной по измерениям потоков высыпающихся электронов на спутнике DMSP-F13 для конкретных событий 6 и 8 декабря 2004 г. Кроме того, проведены расчеты ионосферной проводимости с использованием прямых измерений электронной концентрации радаром некогерентного рассеяния EISCAT. Для 6 декабря 2004 г. при наличии развитых ионосферных токов отмечается высокая корреляция между продольными токами, рассчитанными по данным спутника DMSP-F13, и продольными токами, рассчитанными по радарным измерениям. Сравнение продольных токов, восстановленных по предлагаемой методике, с токами, рассчитанными по вариациям магнитного поля на спутниках серии DMSP, подтверждает корректность разработанного алгоритма.

ИВАНОВ К.Г., ХАРШИЛАДЗЕ А.Ф. — 2014 г.

Рассмотрена динамика солнечно-земных связей лета 2012 г., на переходе от фазы роста к фазе максимума 24-го цикла. Четырехсекторная структура Крупномасштабного Открытого Магнитного Поля Солнца (КОМПС) усложняется за счет прорыва полей южной полярности на Северный полюс, начало переполюсовки. Рассмотрены четыре оборота с секторами А1, В1, С1, D0, ... , D4. В начале перехода (А1, А2) существовали четкие связи между КОМПС и метеопараметрами, допускающие интерпретацию на основе влияния знака секторной структуры ММП на следующую цепочку физических процессов: усиление электрического поля в Глобальной Электрической Цепи (ГЭЦ), подъем аэрозолей, конденсация влажного воздуха, уменьшение давления, бароклинная неустойчивость атмосферы, генерация длинных волн и циклонов.