Статьи журнала - Солнечно-земная физика
Все статьи: 599
Статья научная
Мы проанализировали ионосферные параметры, в том числе критическую частоту слоя F2 ( f оF2), высоту максимума слоя F2 ( h mF2), и шкалу высот на h mF2 ( H T) в период с 2006 по 2012 г. (восходящая фаза солнечной активности) на о. Хайнань (19.5° N, 109.1° E, маг. шир. 9.7° N), в Иркутске (52.4° N, 104.3° E, 42.2° N) и Норильске (69.2° N, 88.0° E, маг. шир. 59.8° N) (низкие, средние и высокие широты). Использовались обработанные вручную данные ионограмм дигизонда. Исследования суточно-сезонных колебаний f оF2 и h mF2 являются продолжением серии исследований, ранее проведенных для Восточной Азии. Особенности, характерные для восходящей и нисходящей фаз солнечной активности, в основном подобны, за исключением изменений h mF2 на закате и в ночное время. Особенности годовых и полугодовых вариаций, полученных дигизондом, подтверждаются данными, полученными с помощью спутников и карты полного электронного содержания. Мы также получили сезонные, суточные, годовые и полугодовые вариации ионосферного параметра H T (шкала высот на h mF2), используя данные дигизонда, которые отличаются от вариаций f оF2 и h mF2.
Бесплатно
Статья научная
Анализ сходств и различий полярной и среднеширотной ионосферы в восточно-сибирском секторе проведен с помощью созданных локальных моделей ионосферы. Они построены на основе непрерывных шестилетних (декабрь 2002 г. - декабрь 2008 г.) измерений на ионозондах, расположенных в Норильске (69.4°N, 88.1°E) и Иркутске (52.3°N, 104.3°E). Модели описывают регулярные вариации ионосферных параметров в терминах суточно-сезонного хода при низкой солнечной активности и изменения этого хода с возрастанием солнечной активности. Рассмотрены регулярные вариации основных параметров F2-слоя: максимума электронной концентрации N mF2 и высоты максимума h mF2. Особое внимание уделено проявлению на полярной и среднеширотной станциях таких явлений, как зимняя, полугодовая, летняя вечерняя аномалии и формирование ночного максимума в зимней ночной ионосфере. Специфическое суточно-сезонное поведение h mF2 в Норильске объясняется наибольшим магнитным наклонением и наименьшей геомагнитной широтой по сравнению с другими полярными станциями, находящимися на одной географической широте.
Бесплатно
Сценарий развития солнечной вспышки на основе взаимосвязи слабых и мощных солнечных событий
Статья научная
В настоящей работе предложен сценарий развития солнечной вспышки на основе суперпозиции элементарных актов энерговыделения в слабых и мощных солнечных событиях. Данный сценарий развития вспышки предложен как интерпретация экспериментальных данных, полученных со спутников «Интербол», GOES, RHESSI. Были исследованы слабые солнечные события с мощностью потока рентгеновского излучения не более 10 -8 Вт/м 2 и общим энерговыделением 10 25 эрг, описаны их характеристики. Предложен механизм возникновения таких событий. Были исследованы также крупные вспышки класса Х. Обнаружены дискретные минутные импульсы в жестком компоненте рентгеновского излучения вспышек класса Х. Выдвинута гипотеза единого вспышечного механизма на основе взаимосвязи мощных и слабых солнечных событий.
Бесплатно
Температурный эффект мюонов в атмосфере
Статья научная
По результатам непрерывных наблюдений найдены распределения плотности температурных коэффициентов для мюонов, регистрируемых при различных зенитных и азимутальных углах и на различных глубинах под землей. Обнаружена анизотропия в азимутальном распределении температурного эффекта мюонов в атмосфере.
Бесплатно
Теория происхождения зебра-структуры в солнечном радиоизлучении
Статья научная
Обсуждаются сильные и слабые стороны различных теорий происхождения тонкой структуры на динамических спектрах солнечного радиоизлучения, наблюдаемой в виде квазиэквидистантных полос повышенного и пониженного излучения (зебра-структура). Большая часть работ, предлагающих интерпретацию зебра-структуры, основана на использовании плазменного механизма генерации радиоизлучения, который состоит в возбуждении плазменных (электростатических) волн с последующей трансформацией их в электромагнитное излучение. Плазменные волны могут возбуждаться за счет кинетической неустойчивости на частотах верхнего гибридного резонанса (в областях двойного плазменного резонанса в распределенном источнике). В некоторых работах в качестве причины появления полос излучения и поглощения рассматриваются вистлеры. Альтернативная теория предполагает существование в короне компактного источника с захваченными плазменными волнами, что легко обеспечивает дискретный спектр. Еще одна интерпретация основана на специальных эффектах, которые могут возникать при распространении радиоволн в короне: чередующиеся полосы более сильного и более слабого излучения, как предполагается, могут быть результатом интерференции радиоволн на некоторой периодической структуре в короне. Все предлагаемые в литературе механизмы анализируются с точки зрения возможности объяснения как можно большего числа наблюдаемых свойств тонкой структуры в рамках модели источника с реальными физическими параметрами. Приводятся аргументы в пользу того, что механизм, основанный на действии двойного плазменного резонанса в неоднородной корональной петле, наилучшим образом объясняет всю совокупность наблюдаемых свойств зебра-структуры в дециметровом и метровом диапазонах волн.
Бесплатно
Топология токов в высокоширотной магнитосфере и отклик магнитосферы на изменения параметров
Статья научная
Рассмотрен ряд новых подходов, возникающих при исследовании топологии токов в высокоширотной магнитосфе-ре. Отмечено, что высокий уровень корреляции между магнитосферными процессами и параметрами солнечного ветра является хорошо известной особенностью магнитосферной динамики. Предлагавшиеся объяснения наблюдаемых зависимостей встречаются с трудностями, связанными с высоким уровнем наблюдаемой турбулентности в магнитослое и внутри магнитосферы. Мало исследована также топология высокоширотной магнитосферы в области перехода от дипольных магнитных силовых линий к линиям, вытянутым в хвост. Рассмотрена топология поперечных магнитосферных токов с использованием данных спутниковых измерений распределения давления плазмы. Показано, что токи ближнего плазменного слоя замыкаются внутри магнитосферы. Обсуждены процессы генерации продольных токов зоны 1 Ииджимы и Потемры и крупномасштабной магнитосферной конвекции.
Бесплатно
Тороидальные модели магнитного поля с винтовой структурой
Статья научная
Представлены и обсуждаются свойства следующих моделей магнитного поля в магнитном облаке: решение Миллера-Тернера, модифицированное решение Миллера-Тернера, тороидальная и интегральная модели Ромашеца-Вандаса, модель Криттинама-Руффоло. Магнитное поле во всех моделях обладает винтовой структурой, что является главным признаком магнитного облака. Первые три модели описывают магнитное поле внутри заданного идеального тора. В интегральной модели параметры образующего тора неоднозначно определяют объем и форму области, занятой магнитным полем. В модели Криттинама-Руффоло радиус сечения тора имеет переменное значение, что лучше соответствует реальной форме магнитных облаков во внутренней гелиосфере. Модели могут быть использованы при интерпретации прямых измерений компонент магнитного поля, изучении форбуш-понижений в магнитных облаках и исследовании распространения солнечных энергичных частиц, сопровождающих выбросы коронального солнечного вещества.
Бесплатно
Трансформация и поглощение МГД-колебаний в плоскослоистых моделях магнитосферы Земли
Статья научная
Исследован процесс резонансной трансформации быстрых магнитозвуковых (БМЗ) волн, падающих из солнечного ветра, в альфвеновские и медленные магнитозвуковые (ММЗ) колебания в магнитосфере Земли. Исследование этого процесса в одномерно-неоднородной модели среды показало, что присутствие в плазменной конфигурации резонансной поверхности для ММЗ-колебаний существенно увеличивает поглощение энергии падающих на магнитосферу БМЗ-волн. Исследовано пространственное распределение скорости поглощения потока энергии БМЗ-волн. В численных расчетах для БМЗ-волн использовался колмогоровский спектр, типичный для волн в переходном слое между ударной волной и магнитопаузой. Показано, что скорость поглощения энергии БМЗ-волн за счет резонансной раскачки ММЗ-колебаний на несколько порядков величины больше поглощения их энергии, связанного с резонансными альфвеновскими волнами, на тех же магнитных оболочках.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты трехмерного численного моделирования изменений температуры и ветра в диапазоне высот до 130 км, вызванных изменением необычно низких потоков УФ-радиации Солнца в 23-м цикле активности, а также разрушением озона в полярных областях частицами высоких энергий космического происхождения. Показано, что отклик температуры на вариации УФ-радиации имеет в значительной степени незональный характер, обусловленный наличием в модели источников квазистационарных волн, причем заметный эффект (несколько кельвинов) проявляется на тропосферных уровнях. Фотохимическое моделирование воздействия энергичных частиц на полярную атмосферу (на примере событий в октябре-ноябре 2003 г.) выявило долговременный эффект области разрушения озона вследствие опускания области повышенного содержания окислов азота, что приводит к температурным изменениям в стратосфере после окончания полярной ночи.
Бесплатно
Три режима развития малой суббури 20 ноября 2003 г
Статья научная
По данным для первой фазы суббури получены коэффициенты линейной связи магнитного потока долей хвоста Ψ с параметрами солнечного ветра - с электрическим полем E m и динамическим давлением P d. Описаны наблюдаемые в ходе суббури последовательности основных процессов суббури: MR1 (пересоединение в замкнутом хвосте), CD/SCW (образование разрыва тока хвоста и продольных токов токового клина) и MR2 (пересоединение в долях хвоста). Сделан вывод, что псевдобрейкапы развиваются на загрузочной стадии суббури в различных режимах: один тип псевдобрейкапов начинается в дальнем хвосте и распространяется к Земле, другой начинается в среднем хвосте, третий почти одновременно охватывает фрагментарно весь объем хвоста. Подтверждено, что основная мощность на фазе расширения суббури выделяется в ближнем хвосте, где образуются CD и SCW. На фазе расширения суббури (EP) выделены два последовательных интервала EP1 и EP2. Найдено, что в интервале EP1 скачком ускоряется развитие MR1, а через несколько минут наблюдается второй скачок - развитие MR2. Обоснован вывод, что в ходе EP процессы MR1/MR2 развиваются совместно: сначала в ближней, затем в средней и дальней долях хвоста.
Бесплатно
Ударные волны, образованные взрывами в космосе - источники космических лучей сверхвысоких энергий
Статья научная
В работе обсуждается возможность ускорения частиц до сверхвысоких энергий в релятивистских волнах, возбуждаемых взрывами в межзвездной среде. В качестве генератора высокоэнергичных космических лучей (КЛ) предлагается использовать серфотронный механизм ускорения заряженных частиц (серфинг), захваченных во фронте релятивистских волн. Обсуждаются условия, при которых возможно серфотронное ускорение. Показано, что в плоских и сферических релятивистских волнах за счет серфинга возможно ускорение КЛ до сверхвысоких энергий (вплоть до 10 20 эВ). Обсуждается серфинг в нелинейных ленгмюровских волнах, возбуждаемых сильным электромагнитным излучением или мощными релятивистскими пучками, а также в сильных ударных волнах, генерируемых релятивистскими джетами или быстро расширяющимися сферическими образованиями (огненными шарами - fireballs).
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты анализа узкополосного излучения в диапазоне Рс1 с возрастающей несущей частотой, продолжавшегося необычайно длительное время - около 9 ч. Явление наблюдалось на фоне главной фазы сильной магнитной бури, вызванной приходом головной ударной волны, предшествовавшей высокоскоростному потоку солнечного ветра, и длительным интервалом отрицательных значений вертикальной компоненты межпланетного магнитного поля. Событие имело локальный характер, проявляясь лишь на трех станциях, находящихся в интервале географических долгот λ=100-130° Е и магнитных оболочек L =2.2-3.4. Несущая частота сигнала возрастала в ступенчатом режиме от 0.5 до 3.5 Гц. Предложена интерпретация данного явления на основе стандартной модели генерации ионно-циклотронных волн в магнитосфере за счет их резонансного взаимодействия с потоками ионов умеренных энергий. Предполагается, что непрерывный сдвиг области генерации, располагающейся во внешней области плазмосферы, на меньшие L -оболочки способен объяснить как локальность явления, так и диапазон повышения частоты. Узкая полоса излучения обязана своим образованием так называемым носовым структурам в энергетическом спектре потоков ионов, внедряющимся из геомагнитного хвоста в магнитосферу. Составлен один из вариантов сценария развития процессов, приводящих к генерации наблюдавшегося излучения, с указанием конкретных значений положения области генерации, плотности плазмы, магнитного поля и энергии резонансных протонов. Обсуждаются морфологические отличия рассмотренного излучения от известных типов геомагнитных пульсаций и причины, приведшие к столь необычному явлению.
Бесплатно
Ультранизкочастотные эмиссии диапазона 0.1-3 Гц в приполярных областях
Статья научная
Рассмотрены характеристики двух типов излучений в высокочастотной части УНЧ-диапазона (0.1-3 Гц) - серпентинной эмиссии (SE) и дискретных диспергированных сигналов (DS). Они наблюдаются в полярных шапках с помощью индукционных магнитометров. Поскольку в настоящее время эти инструменты в высоких широтах практически отсутствуют, анализ проведен на основе записей 1968-1971 гг., полученных на близких к геомагнитным полюсам ст. «Восток» и «Туле». Показано, что появление DS жестко привязано к магнитной силовой линии, проходящей через станцию наблюдения, с острым пиком частоты появления в местный магнитный полдень. В то же время сезонный ход частоты появления DS имеет основной пик местным летом и дополнительный - местной зимой. С учетом полученного нами ранее результата о возбуждении, по крайней мере, части DS в области форшока, можно предположить, что падающие на магнитопаузу волновые пакеты проникают на внешние силовые линии преимущественно в околополуденной области и распространяются вдоль этих линий в обе стороны, попадая в конце концов на поверхность земли в приполярных областях. В отличие от DS частота появления SE не имеет ни суточного, ни сезонного хода. Мы проверили и косвенно подтвердили выдвинутую ранее гипотезу о возбуждении SE циклотронной неустойчивостью протонов в солнечном ветре, промоделировав вариации частоты ионно-циклотронных волн при разных уровнях возмущенности межпланетной плазмы и сравнив результаты с наблюдавшимися в сходных условиях вариациями частоты SE. Сделан вывод о необходимости возобновления непрерывных наблюдений УНЧ-излучений с помощью индукционных магнитометров, установленных в полярных шапках вблизи проекций каспов и около геомагнитных полюсов.
Бесплатно
Уникальный комплекс активности на рубеже 2006-2007 г
Статья научная
Рассмотрена модель комплекса активности (КА) на Солнце, наблюдавшегося на рубеже 2006-2007 гг. Согласно модели, КА развивался на базе крупномасштабной конвективной ячейки, достигавшей дна конвективной зоны.
Бесплатно
Ускорение заряженной частицы под влиянием соударений в поле электромагнитной волны
Статья научная
Показано, что соударения пробной заряженной частицы с другими частицами в поле плоской монохроматической электромагнитной волны приводят к ускорению пробной частицы в направлении распространения волны. Величина ускорения найдена по формуле, описывающей эффект Болотовского-Серова, а также путем усреднения модельного уравнения движения. Указаны возможные применения теории в солнечно-земной физике.
Бесплатно
Ускорение магнитосферных ионов вверх осцилляторной составляющей центробежной силы
Статья научная
Статья посвящена проблеме ускорения ионов вверх вдоль геомагнитных силовых линий. Показано, что механизм ускорения ионов под действием колебаний электрического поля, известный ранее как накачка магнитного момента (magnetic moment pumping, или сокращенно MMP), можно рассматривать как механизм центробежного ускорения. Точнее говоря, речь идет об осцилляторной составляющей центробежного ускорения, и в этом контексте естественно возникает вопрос о сопоставлении MMP с центробежным ускорением, обусловленным квазистатическим полем магнитосферной конвекции. Оказалось, что на высоких геомагнитных широтах колебательная составляющая центробежной силы меньше или больше центробежной силы магнитосферной конвекции, если отношение амплитуды колебаний электрического поля к среднему полю соответственно меньше или больше, чем Анализ данных измерений и расчетов электрических полей в магнитосфере свидетельствует о том, что осцилляторная составляющая центробежной силы может быть сопоставима с центробежной силой магнитосферной конвекции и даже превосходить ее при возбуждении в магнитосфере мощных пульсаций типа глобальных Рс5, вопреки мнению, которое высказывалось в литературе по данному вопросу.
Бесплатно
Учет рельефа при вычислении сопротивления глобального атмосферного проводника
Статья научная
Проанализирована роль рельефа в формировании глобальной электрической цепи. Рельеф земной поверхности найден с помощью базы данных GLOBE, которая определяет высоту над средним уровнем моря в географических координатах с пространственным разрешением 30 угл. сек. Атмосфера рассмотрена как глобальный проводник между поверхностью Земли и ионосферой, для которых применено приближение идеальной проводимости. Использованы эмпирические модели проводимости атмосферного воздуха. Для упрощения описания крупномасштабных явлений осуществлен переход к одномерному моделированию вертикальных столбов воздуха. Показано, что учет рельефа уменьшает сопротивление атмосферы в среднем на 10 %, а локальное сопротивление над большими горами - в несколько раз. Отмечается, что и в более общих моделях электропроводности атмосферы учет рельефа тоже существенен.
Бесплатно
Флуктуации полного электронного содержания в ионосфере по измерениям одночастотными приемниками GPS
Статья обзорная
На основе разработанной авторами методики диагностики ионосферы с помощью одночастотных приемников GPS получены первые результаты такой диагностики. Показано, в частности, что характерным свойством ионосферы является наличие в ней крупномасштабных периодических процессов с частотами 3-5 мГц.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен наш действующий проект «Формирование векового ряда данных по солнечной хромосфере для исследований, связанных с солнечной активностью». Солнечная активность является главным фактором космической погоды, влияющим на жизнь человечества. Некоторые серьезные последствия воздействия космической погоды, например, нарушение космической связи и навигации, угроза безопасности астронавтов и спутников, повреждение электрических систем. Поэтому исследование солнечной активности имеет и научный, и социальный аспекты. Основная база данных формируется из оцифрованных и нормированных данных, полученных в нескольких обсерваториях по всему земному шару, и покрывает более чем 100-летний временной интервал. После тщательной калибровки мы сможем извлечь и получить данные и вместе с полной базой данных предоставить их астрономическому сообществу. Нашей конечной целью является привлечение внимания к нескольким физическим проблемам: поведение волокон в солнечном цикле, аномальный ход 24 цикла, крупномасштабные солнечные эрупции и дистанционно-индуцированные уярчения. Существенный прогресс ожидается в разработке алгоритмов получения данных и программного обеспечения, что поможет научному анализу и в итоге будет способствовать пониманию солнечных циклов.
Бесплатно
Статья научная
В аналитическом виде представлен алгоритм вычисления функций отклика интенсивности линий Call на возмущения температуры и дана схема вычислительного процесса. Предложенная формулировка относится к частному случаю ядер сильных хромосферных линий. В алгоритме учитывается частичное перераспределение по частотам, а также полностью учитываются отклонения от локального термодинамического равновесия. Для численного тестирования использована известная модель спокойного Солнца VAL3C.
Бесплатно
