Тема
КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА. Исследования воздействия солнечной активности на
магнитосферу, ионосферу, биосферу и техносферу Земли.
Гос. регистрация № 0120.0403350
Научный руководитель д.ф.-м.н. А.А. Петрукович.
1. Исследование вариаций интенсивности потока излучения
Солнца в спектральных диапазонах, соответствующих переходному слою (304
Å) и короне (175 Å) и их связь с параметрами солнечного ветра.
Есть
основания считать, что длиннопериодные вариации параметров солнечного ветра
определяются исключительно солнечными процессами, так как в самой плазме
солнечного ветра трудно найти механизм, который продуцировал бы устойчивые
колебания с периодом более нескольких часов. В связи с этим неоднократно
предпринимались попытки установления связи между солнечной сейсмологией и
периодикой, наблюдаемой в солнечном ветре вблизи Земли, а также в геомагнитных
индексах. Однако для многих устойчивых периодов вариаций солнечного ветра до
сих пор не найдено однозначных соответствий с процессами на Солнце и не ясно:
одинаково ли долговременные изменения активности Солнца проявляются в
изменениях различных параметров солнечного ветра? В работе предпринята попытка
ответа на данный вопрос.
Исследованы вариации
интенсивности потока излучения Солнца в спектральных диапазонах,
соответствующих переходному слою (304 Å) и короне (175 Å), в период
максимума и спада 23-го цикла солнечной активности и их связь с параметрами
солнечного ветра. Использованы данные, полученные в ходе эксперимента СПИРИТ на
борту орбитальной станции КОРОНАС-Ф. Со стороны солнечного ветра были выбраны
плазменные параметры: плотность и скорость в окрестности земной орбиты по
данным космического аппарата АСЕ (http://nssdc.gsfc.nasa.gov/omniweb).
1.
Впервые обнаружено явление нерегулярного
отставания хода интенсивности излучения в диапазоне 304 Å от 175 Å,
в основном, на 2 дня (см. пример на рис.1). Этот факт невозможно объяснить
переизлучением из короны в переходный слой. Требуется дополнительное
исследование его природы.
Рис.
1.
а) Пример временного интервала с августа по
октябрь 2002г., в течение которого поток излучения на линии 304 Å(белый
цвет кривой, ось ординат справа) запаздывал относительно потока излучения на
линии 175 Å (чёрный цвет, ось ординат слева).
б) Величины коэффициентов корреляции,
вычисленные при сдвиге ряда 175Å вперёд относительно ряда 304Å на
различное число дней. Максимальная корреляция наблюдается при сдвиге 2 дня.
2.
Известно, что распределения скорости и
плотности практически логнормальны, корреляция между ними неустойчива,
преимущественно слабо отрицательная, фазовый сдвиг между двумя этими
параметрами, в среднем, равняется одному дню: минимум плотности наблюдается
через день после максимума скорости. Этой информации обычно достаточно для
обобщенного рассмотрения связи между долговременными периодическими процессами
на Солнце и в солнечном ветре. При этом различиями в спектрах вариаций
плотности и скорости пренебрегается. Между тем, отсутствие устойчивой
корреляции (Рис. 2) и разница в спектрах могут говорить об отсутствии единства
физической природы процессов, вызывающих изменения плазменных параметров
солнечного ветра. В этом случае причину явления следует искать на Солнце.
Рис. 2. Скользящий коэффициент корреляции между скоростью и
плотностью солнечного ветра – RnV . Шаг скольжения 1 день; ширина окна, внутри которого
вычисляется коэффициент - 28 дней.
В
связи с этим произведена попытка ответа на вопрос: Если спектры скорости и
плотности не совпадают, то может ли это быть связано с тем, что разные
параметры солнечного ветра чувствительны к изменениям, происходящим в разных
слоях солнечной атмосферы?
Была обнаружена близость периодов вариации
потока излучения в диапазоне 175 Å (корона) и плотности солнечного ветра,
а также периодов вариации потока излучения в диапазоне 304 Å (переходный
слой) и скорости солнечного ветра.
Сравнительная таблица периодов (в
сутках) вариаций излучения Солнца на длинах
волн 304 Å (переходный слой) и 175 Å (корона) и наиболее
близких к ним периодов вариаций скорости и плотности солнечного ветра.
|
Скорость солнечного
ветра |
Интенсивность 304
Å |
Плотность солнечного
ветра |
Интенсивность 175
Å |
|
26.6 |
26.9 |
25.8 |
25.8 |
|
|
|
31.6 |
31.5 |
|
46.2 |
45.2 |
44.8 |
44.7 |
|
|
|
47.3 |
47.2 |
|
97.6 |
95.6 |
94.6 |
94.2 |
|
|
|
106.5 |
106 |
|
|
|
142 |
141.3 |
|
|
|
170.4 |
170 |
|
|
|
213 |
212 |
|
292.7 |
286.7 |
|
|
На
основании полученных результатов высказано предположение, что активные процессы
в нижней короне в основном оказывают влияние на долгопериодические вариации
плотности, а скорость характеризует кинетику общего потока истекающего вещества
и её длительные вариации в значительной степени связаны с физикой процессов,
происходящих в более глубоких слоях Солнца.
- Хабарова О.В., С.В.Кузин, С.А.Богачев,
А.А.Перцов, Вариации потока солнечного излучения в диапазонах 175 и 304 Å
и их связь с параметрами солнечного излучения. Астрономический Вестник, Т. 40,
No. 4, 372–378, 2006
Хабарова Ольга Валерьевна, н.с., к.ф-.м.н. (olik3110@list.ru, 8-9037807709)
2.
Формирование солнечного ветра
1. Сформулирована и
обоснована точка зрения о том, что дальнейший прогресс в понимании солнечной
активности и ее цикличности вряд ли возможен без более глубокого
экспериментального изучения солнечной переменности в белом свете. Выполнены оценки, показывающие, что энергетический баланс
солнечных вспышек и одиннадцатилетних циклов поддерживается подфотосферными
процессами, а не только лишь накоплением и высвобождением свободной магнитной
энергии в атмосфере Солнца. Предложен космический эксперимент по длительному
прецизионному мониторингу солнечного излучения в белом свете с высоким
пространственным и временным разрешением для решения открытых вопросов о
физической природе солнечных вспышек и солнечных циклов [1].
2. Начато исследование новых структурных элементов на Солнце –
активных областей внутри корональных дыр. Предварительный анализ был направлен
на выяснение степени их влияния на скорость солнечного ветра и структуру межпланетного магнитного поля
[2].
3. На основании
анализа длительных рядов прямых и косвенных данных об активности Солнца,
включая минимум Дальтона, показано, что гипотеза о потерянном солнечном цикле в
конце 18 века заметно нарушает надежно
установленное правило Вальдмайера. Получена новая уточненная аппроксимационная
формула для этого правила. Согласно этому
правилу, циклы с более короткой длительностью фазы нарастания от минимума к
максимуму являются более мощными. Гипотеза, широко обсуждавшаяся в последнее
время в литературе, о том, что чрезвычайно низкий солнечный цикл номер 4 с
продолжительностью около 14 лет должен быть заменен двумя циклами с
продолжительностью около 7 лет, нарушает это правило. Сделан вывод о
недостаточном объеме имеющихся данных в указанный промежуток времени для более
определенных заключений [3].
4. Создана новая
классификация корональных выбросов массы по их скорости относительно фоновой
плазмы. Данная классификация основана на
масштабном анализе безразмерных физических параметров. Она обобщает и более
объективно отражает различные ситуации и типы течений с быстрыми, средними и
медленными скоростями плазмы в короне Солнца [4].
5. В обзорных статьях и докладах суммированы новые
результаты и актуальные направления в
физике Солнца и гелиосферы. Спутниковые данные позволили лучше понять возможные
причины экстремально сильных возмущений на Солнце и в гелиосфере, связав их
происхождение с процессами в недрах Солнца. Явления переноса энергии, импульса
и массы в различных пространственно-временных масштабах на Солнце организованы
в иерархию взаимосвязанных нелинейных процессов. Подтверждается вывод о том,
что корональные выбросы массы и солнечные вспышки не связаны между собой
причинно-следственными отношениями, а представляют лишь проявления двух каналов
диссипации свободной энергии в атмосфере
Солнца в виде движений плазмы и ее излучения, относительную роль которых можно
охарактеризовать соответствующим безразмерным параметром. Получены сведения о глобальной
асимметрии излучения Солнца и процессов солнечной активности. Установлено, что
геометрия эруптивных событий отличается большим разнообразием, которое не всегда
связано с топологической перестройкой его крупномасштабной связности. Основные
нерешенные проблемы в исследовании солнечной активности тесно связаны с
необходимостью проведения более точных абсолютно калиброванных измерений
излучения Солнца в белом свете с достаточно высоким пространственно-временным
разрешением. Важной задачей остается разработка методов прямых и косвенных измерений
электрических полей и токов для реконструкции токовой системы на Солнце и в
гелиосфере [5-8].
Работа поддержана грантами РФФИ 04-02-16736,
INTAS 03-51-6202
- I.S. Veselovsky and
- И.С. Веселовский, Ю.С. Шугай, О.С. Яковчук,
Влияние активных областей внутри корональных дыр на скорость солнечного ветра и
структуру межпланетного магнитного поля. Научная сессия МИФИ-2006, Сборник
научных трудов. В 16 томах. Т.7.
Астрофизика и космофизика. М. МИФИ, с.18-19, 2006.
- О.С. Яковчук, И.С. Веселовский. Правило
Вальдмайера и гипотеза о «потерянном» солнечном цикле в минимуме Дальтона. Х
Пулковская международная конференция по физике Солнца «Квазипериодические
процессы на Солнце и их геоэффективные проявления». Труды. Санкт-Петербург, с.155-162, 2006.
- I.S.
Veselovsky, Velocity scaling and coupling of prominences and coronal mass
ejections. International Living With a Star (ILWS) Workshop on “The Solar
Influence on the Heliosphere and Earth’s Environment: Recent Progress and
Prospects”,
- I.S.
Veselovsky, Certain problems of solar and heliospheric physics in the
light of novel satellite data, Solar System Research, Volume 40, Issue 4, pp. 265-271,
2006. DOI: 110.1134/S0038094606040010
- I.S.
Veselovsky, Dynamical plasma processes in the solar wind formation region and
the heliosphere. IAU Symposium 233, 31 March –
- И.С. Веселовский, Обзор некоторых вопросов физики
Солнца и гелиосферы с использованием масштабного анализа основных безразмерных
параметров. Научная сессия МИФИ-2006, Сборник научных трудов. В 16 томах. Т.7.
Астрофизика и космофизика. М. МИФИ, с.16-17,
2006.
- I. S.
Veselovsky, Solar wind and solar energetic particles: origins and effects Proceedings of the International
Astronomical Union, Volume 2, Symposium S233, Mar 2006, pp 489-494 doi:
10.1017/S1743921306002535
Веселовский И.С. ,
д.ф.-м.н., проф. ( veselov@dec1.sinp.msu.ru,
939-12-98, 201-70-57)
3. Геоэффективность солнечного
ветра и солнечных нестационарных явлений
Для временного интервала 1976-2001 годов на
основании базы данных OMNI были рассчитаны некоторые дополнительные параметры,
которые были включены в нашу базу данных, и параметры этой базы данных были
визуализированы (ftp://ftp.iki.rssi.ru/pub/omni/). Опираясь на наши предыдущие результаты и
анализ последних опубликованных работ, были выбраны следующие типы течений,
подлежащие идентификации: квазистационарные:
(1). гелиосферный токовый слой,
(2). медленные течения (из корональных стримеров),
(3). быстрые течения (из корональных дыр),
возмущенные:
(4). сжатая плазма (на фронте быстрого и медленного течений – CIR и
перед передним фронтом поршня – sheath),
(5). поршень (магнитные облака – МС, и эжекты – ejecta),
(6). разреженная плазма (на фронте медленного и быстрого течений СВ),
а также фронты разрывов:
(7). прямая межпланетная ударная волна,
(8). обратная межпланетная ударная волна.
Для каждого типа течения были выбраны характерные параметры с порогами,
а также веса, характеризующие важность данного параметра для идентификации типа
течения. В настоящее время выполнена идентификация течений для 15 лет (1976
-1990), идентификация продолжается для последующих интервалов времени и
проводится работа по сравнению с идентификациями, выполненными другими авторами
и имеющимися в литературе.
3. Проведено статистическое
исследование гелиосферных условий в различных типах солнечного ветра,
приводящих к магнитным бурям.
В работе на основании базы данных OMNI проводится исследование временного хода параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля для 623 магнитных бурь в период 1976-2000гг (Рисунок). Анализ проводится методом наложения эпох (за начало эпохи взято время начала магнитной бури) для 5 различных категорий бурь, возбужденных различными типами солнечного ветра: CIR (область сжатия в интерфейсе быстрого и медленного потоков – Corotating Interaction Region) – 121 буря, Sheath (область сжатия между невозмущенным солнечным ветром и телом магнитного облака) – 22, MC (магнитное облако) – 113 и “неопределенный тип” – 367, а так же для «всех бурь» -623 бури. Такой подход к исследованию геоэффективности различных типов солнечного ветра на достаточно большой статистике реализован впервые, что позволило получить принципиальные результаты:
Рисунок. Анализ
временного хода параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля для
623 магнитных бурь в период 1976-2000гг. методом наложенных эпох. За ноль взято
начало главной фазы магнитной бури.
1) Поведение параметров солнечного ветра во время магнитных бурь существенно различается для различных типов солнечного ветра, однако для всех типов ветра наблюдается поворот к югу Bz компоненты ММП за 1-2 часа до начала бури (с достижением минимума через 2-3 часа после начала бури) и возрастанием концентрации и динамического давления солнечного ветра.
2) Хотя наименьшие значения Bz компоненты ММП наблюдаются в МС, наименьшие значения Dst индекса достигаются в Sheath. Таким образом, наибольшие магнитные бури в среднем возбуждаются во время Sheath, а не во время прохождения тела МС, возможно, за счет более высокого давления в Sheath.
3) Более высокие значения параметров nkT, T/Texp и b наблюдаются в CIR и Sheath и более низкие в МС, что соответствует физической сущности этих типов солнечного ветра и косвенно подтверждает правильность проведенной селекции типов ветра.
4) Обнаруженный в работе (Lyatsky and Tan, 2003) факт, что By компонента ММП отрицательна перед началом бури подтвердился только для бурь во время Sheath, что подтверждает обсуждаемую в работе (Lyatsky and Tan, 2003) гипотезу о сжатии плазмы перед бурей некоторым «поршнем».
Работа
поддержана грантом РФФИ 04-02-16131
- Yermolaev,Yu.I.;
Yermolaev, M. Yu. Statistic study on the geomagnetic storm effectiveness of solar and
interplanetary events, Advances in Space Research, V.37, N
6, p. 1175-1181, 2006
- Yu.I. Yermolaev and M.Yu. Yermolaev, Statistic study on the geomagnetic storm
effectiveness of solar and interplanetary events, Advances in Space Research, V. 37, Issue 6, p. 1175-1181, 2006
- Rossolenko
S.S., E.E. Antonova, Yu.I. Yermolaev, I.P. Kirpichev, V.N. Lutsenko and N.L.
Borodkova Plasma sheet and
magnetosheath plasma mixing in LLBL: Case study, Advances
in Space Research, V Volume 38, Issue 8,sPages 1744-1749, 2006
- Ю.И. Ермолаев, М.Ю.
Ермолаев, И.Г. Лодкина, Н.С. Николаева Статистическое исследование магнитных
бурь, генерированных разными типами солнечного ветра. Космич.Исслед., in Press
- Ю.И. Ермолаев, М.Ю. Ермолаев, И.Г. Лодкина, Н.С. Николаева Статистическое исследование - магнитных бурь, генерированных разными типами солнечного ветра, 2, Космич.Исслед., in Press
- Yermolaev Yu.I.; M.Yu. Yermolaev; N.S. Nikolaeva and I.G.Lodkina Interplanetary conditions for CIR-induced and ICME-induced geomagnetic
storms, Advances in Space Research,
submitted in 2006
- Yermolaev Yu.I.; M.Yu.
Yermolaev; Is there a Geomagnetic Storm Dependence on the Solar Flare Class? J. of Atmospheric and Solar-Terrestrial
Physics, submitted in 2006
Ермолаев Юрий Иванович, д.ф.-м.н., зав.лаб. 546 (yermol@iki.rssi.ru, 333-13-88)
4. Результаты сопоставления
больших и быстрых скачков динамического давления солнечного ветра,
зарегистрированных на нескольких КА, с быстрыми вариациями магнитного поля в
магнитосфере, измеренными геосинхронными спутниками за период 1996-2003г.г.
Выполнено сопоставление больших и быстрых скачков
динамического давления солнечного ветра, зарегистрированных на нескольких КА, с
быстрыми вариациями магнитного поля в магнитосфере, измеренными геосинхронными
спутниками за период 1996-2003г.г. Показано, что при одних и тех же величинах
динамического давления солнечного ветра до прихода возмущения амплитуда
геосинхронного отклика пропорциональна амплитуде изменения давления солнечного
ветра.
При одних и тех же величинах амплитуды изменения давления
солнечного ветра амплитуда геосинхронного отклика будет больше для тех событий,
в которых магнитосфера изначально была менее сжата.
Результаты 3D МГД моделирования амплитуды отклика
геосинхронного поля на резкое изменение давления солнечного ветра находятся в
качественном и количественном согласии с экспериментальными данными.
Работа поддержана
грантами РФФИ 04-02-16152 и 04-02-39004, ИНТАС 03-51-3738.
- Бородкова Н.Л.,
Г.Н. Застенкер, М.О. Рязанцева, Дж. Ричардсон. Большие и быстрые вариации динамического
давления солнечного ветра и вызванные ими возмущения магнитосферного магнитного
поля на геосинхронной орбите. Космические исследования, 44, № 1, 1 – 9, 2006.
- Borodkova N.L., Liu Jing-Bo, Huang Zhao-Hui, Zastenker G.N., Wang Chi,
Eiges P.E. Effect of change in large and fast solar wind dynamic pressure on geosynchronous
magnetic field. Chinese Physics, vol.15, No 10, pp. 2458-2464, 2006.
Бородкова Наталья Львовна, с.н.с., к.ф.-м.н. (nlbor@mail.ru, 333-13-88)
5.
Движение границы магнитосферы во время главной фазы магнитной бури умеренной
интенсивности
Рассматривались три вопроса:
- отклик магнитосферно-ионосферной системы на столкновение с возмущением солнечного ветра,
- причинно-следственная связь между двумя ключевыми процессами суббури: разрывом поперечного тока ближнего хвоста и формированием нейтральной линии в более удаленной области хвоста.
- оценивалась амплитуда движения границы магнитосферы, и анализировались некоторые возможные причины ее движения, такие как вариации давления солнечного ветра, и неустойчивость Кельвина-Гельмгольца (К-Г).
В результате получена временная последовательность событий, наблюдаемых в разных областях магнитосферы, при столкновении с фронтом возмущения солнечного ветра, а также временная последовательность событий, наблюдавшихся в разных областях магнитосферы и в ионосфере во время суббури. На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы:
- Можно предположить, что наблюдаемые вариации магнитного поля на вечернем фланге внутренней магнитосферы являются проявлением волны сжатия/разрежения, которая распространяется внутри магнитосферы. Позднее фронт возмущения солнечного ветра вызвал волновое движение плазменного слоя и/или пограничного плазменного слоя в более удаленном хвосте магнитосферы на расстоянии – 18Re.
- Временная последовательность событий во время данной суббури показывает, что разрыв токового слоя в ближнем хвосте магнитосферы не может быть причиной формирования нейтральной линии в более удаленном хвосте.
- Можно предположить, что неустойчивость К-Г объясняет некоторые из наблюдаемых пересечений магнитопаузы. Возможно, что движение границы связано с распространением поверхностных волн, которые возникли на границе магнитосферы из-за ступенчато-образного изменения давления на фронте возмущения.
- Nikolaeva
N.S., Parkhomov V.A., Borodkova N.L. and Yu. Yermolaev, The magnetospheric
boundary motion during the main phase of the moderate magnetic storm (case
study), the report on the meeting ”Dynamical
processes in space plasmas”, helded in Israel, Dead Sea, May 7-15, 2006,
Planetary Space Science, submitted in 2006.
- Николаева Н. С., Ермолаев Ю. И., Бородкова Н. Л.,
Пархомов В. А., Вариации положения магнитопаузы в зависимости от уровня
геомагнитной активности (по данным спутника ИНТЕРБОЛ-1 за 1995-1997 г.),
Космич. Исслед. Т.44, N5, С.403-410,
2006 г. (анг. версия: Variations of the magnetopause position
versus the level of geomagnetic activity (according to data of the INTERBALL-1
satellite for 1995-1997), Cosmic Research, V.44, N5, p.385-392, 2006).
Николаева Н.С.,
к.ф.-м.н. ( mailto:nnikolae@iki.rssi.ru
, 333-40-24)
6. Разработка методов
улучшения качества среднесрочного прогноза магнитных бурь
Качество среднесрочных прогнозов (с заблаговременностью от нескольких часов до нескольких дней) до сих пор остается низким. В связи с этим поиск новых геоэффективных параметров и буревых механизмов, анализ условий в солнечном ветре, провоцирующих начало и развитие большинства магнитных бурь (а не только самых сильных) становится крайне актуальным для успешного их прогнозирования.
Ранее было показано, что плотность солнечного ветра является потенциально важным для прогнозирования фактором, поскольку за 1-3 дня перед началом магнитных бурь 1995 и 2000гг. статистически наблюдалось её увеличение на фоне понижения скорости, а также выраженное увеличение амплитуды осцилляций плотности в диапазоне 5-100 мин.
В текущем исследовании этот факт был подтвержден на базе данных по всем магнитным бурям 1976-2000г. (список, созданный Ю.И.Ермолаевым), а также на базе данных по магнитным бурям с внезапным началом (SSC) и Dst< - 30nT за 1963-2003гг. Кроме того, выявлено, что во временной окрестности ±2 дня относительно начала магнитных бурь как из первого, так и из второго списка
- наблюдается увеличение амплитуды осцилляций плотности в ULF-диапазоне и диапазоне периодов >5мин,
- наблюдается увеличение плотности как до, так и после большинства магнитных бурь, однако предбуревые значения, всё же, в среднем, выше послебуревых (Рис.1).
- скорость солнечного ветра преимущественно ниже, чем обычно (Рис.1)
- межпланетное электрическое поле имеет тенденцию к увеличению не только после начала магнитной бури, но и до неё, причем, предбуревые значения выше послебуревых (Рис.2)
- уровень возмущенности межпланетного магнитного поля (стандартное отклонение за час по минутным данным) выше, чем обычно (Рис.2)
-
межпланетное магнитное поле демонстрирует тенденцию к
усилению ~ за 2 дня до начала магнитных бурь и к ослаблению после их начала
(Рис.2).
Рис. 1. Распределение параметров солнечного
ветра во временной окрестности ±12 часов и ±2 дня относительно начала магнитных бурь
с SSC
(1963-2003гг.)
Здесь и далее:
Красная линия – распределение после начала бури,
Синяя линяя – распределение до начала бури,
Залитая кривая – распределение за весь тестируемый
период.
Рис. 2. Межпланетное
электрическое поле, магнитное поле и его вариабельность во временной
окрестности ±2 дня
относительно начала магнитных бурь с SSC.
Собраны многочисленные примеры, когда магнитные бури слабой и средней интенсивности были спровоцированы приходом потока солнечного ветра с высокой плотностью при незначительных изменениях скорости (или их отсутствии), затем в течение некоторого времени (иногда в течение нескольких часов) Bz становилась отрицательной, и начиналась главная фаза бури.
В работах приводятся, также, контр-примеры когда наличие «геоэффективных условий солнечного ветра»: высокой скорости и длительно-отрицательной Bz при отсутствии роста плотности не вызывало даже слабой магнитной бури. Таким образом, есть основания полагать, что резкое возрастание плотности является спусковым механизмом, переводящим магнитосферу в неустойчивое состояние (состояние готовности высвобождения накопленной энергии), а последующий переворот межпланетного магнитного поля к югу открывает доступ к пересоединению и высвобождению энергии в хвосте магнитосферы.
- O.V.Khabarova, Yu.I.Ermolaev Solar wind parameters’ behavior
before and after magnetic storms. JASTP (in press), 2007.
- O.V.Khabarova Current problems of magnetic
storm prediction and possible ways of their solving. Sun and Geoshpere, отправлено в печать в 2006
- Khabarova, O., V. Pilipenko, M.J.
Engebretson, and E. Rudenchik, Solar wind and interplanetary magnetic field
features before magnetic storm onset, Proc. of the 8-th International
Conference on Substorms, Canada, 127-132, 2006.
О.В.Хабарова, н.с., к.ф.-м.н. (olik3110@list.ru,
8-9037807709)
7. Разработка
каталога рентгеновских вспышек, зарегистрированных в ходе эксперимента ²КОРОНАС-Ф².
Анализ информации, полученной в
этом эксперименте примерно за 4,5 года (он закончился 05.12.2005 г.) с помощью
рентгеновского полупроводникового спектрометра РПС-1, показал возможность
детального исследования спектрально–временных характеристик слабых солнечных
вспышек классов В и С (по классификации GOES). Установлено, что вспышки этих
классов, зарегистрированных при благоприятных фоновых условиях, отличались друг
от друга не только разнообразием форм их временных профилей, но и жесткостью
спектров. Помимо этого выявлены рентгеновские всплески, которые
регистрировались на освещенной части трассы полета КА, но не были зафиксированы
в наблюдениях Солнца аппаратом GOES. Происхождение этих всплесков можно
объяснить тормозным излучение электронов, высыпающимися на прибор из
магни-тосферы. Составляемый каталог РПС-1 солнечных рентгеновских вспышек
дополняет данные GOES их спектрально –
временные особенности, что важно для изучения солнечной активности.
В.М.Панков, тел.333-30-45, e-mail: vpan-iki@yandex.ru
8. Модуляция космических лучей в гелиосфере.
1) Фон ГКЛ является главным фактором, определяющим вероятность наблюдения СПС с энергией 200-2000 МэВ на больших гелиоцентрических расстояниях. Только самое большое протонное событие 23 цикла после вспышки 7 сентября 2005 года превзошло амплитуду 11-летней модуляции фона ГКЛ.
2)
Интенсивность протонов 200-2000 МэВ KET/Ulysses
была нормирована к интенсивности протонов 165-500 МэВ GOES в мае-июне 2001 года, когда аппараты были близко расположены
в гелиосфере. Такая нормировка показывает, что глобальные широтные и радиальные
градиенты интенсивности протонов с энергией 200-2000 МэВ на гелиоцентрических
расстояниях менее 5 а.е. отсутствовали в 2000-2001 годах, а локальные градиенты
играли существенную роль в модуляции космических лучей.
- Струминский, А.Б., Возрастания интенсивности протонов 200-2000 МэВ в 1997-2005 годах по данным KET/ULYSSES, Изв. РАН, Серия физическая (сдано в печать в 2006)
Струминский
Алексей Борисович, к.ф.-м.н., тел. 333-14-67, astrum@iki.rssi.ru
Рис. 1 Интенсивность протонов 200-2000 МэВ KET/Ulysses(серый цвет),
измеренная в 1997-2005 годах , сравнивается с темпом счета НМ Оулу.
Рис. 2 Нормированная интенсивность протонов
200-2000 МэВ KET/Ulysses (серый цвет), измеренная в южных (2000 год) и
северных (2001) полярных широтах гелиосферы, сравнивается с интенсивностью
протонов 165-500 МэВ вблизи Земли (GOES).
9. Ускорение и
распространение солнечных протонов 20 января 2005 года
Примерно первые 30 мин после выхода в
межпланетное пространство солнечные протоны с энергией более 80 МэВ
распространялись без рассеяния до Земли и временные профили их интенсивности
определялись только временным профилем источника на Солнце и его энергетическим
спектром. Функция инжекции протонов 80-165 МэВ была отлична от нуля, начиная с
06:43:80 UT, и может быть представлена в виде произведения темпа счета ACS SPI
(временная часть) и степенного спектра протонов ~ Е-4.7±0.1 (энергетическая часть). Тесная взаимозависимость высокоэнергичного ЭМ
излучения Солнца и потоков солнечных протонов вблизи Земли является аргументом
в пользу длительного и многократного ускорения протонов в солнечных вспышках.
Рис. 3.
Сравнение
интенсивности солнечных протонов с энергией 80-165 МэВ модели свободного
распространения (кресты) с наблюдениями (1-мин средние, открытые квадраты).
Показан темп счета ACS, который определяет
зависимость функции инжекции от времени. Черная линия соответствуют более
поздней инжекции протонов.
- А.Б. Струминский, Многократное ускорение протонов и их свободное распространение до Земли 20 января 2005 г., Письма АЖ, 206, т. 32, №10, 767-776.
Струминский Алексей Борисович, к.ф.-м.н., тел. 333-14-67, astrum@iki.rssi.ru
10. Гелиобиология
1.) Исследование медико – биологических эффектов гелио-геомагнитной активности на основе нового подхода к методам математического анализа достоверно выявило, что фактически биотропными свойствами обладают геомагнитные возмущения, сопровождающиеся микро пульсациями в диапазоне ритмов сердца (Рс1) – 1- 3 гц. И Рс 5 (Т=3-8 мин, f=2-5 мГц).
Эти возмущения имеют сезонный характер и наиболее опасны в зимнее время (коэффициент корреляции с ритмами инфарктов миокарда и внезапными смертьями от аритмии составляет 20%).
2) Для главной фазы
магнитной бури характерны наибольшие абсолютные значения Dst и Кр индексов.
За три анализируемых года было выделено 76 дней с Кр больше 5 (типично
для главной фазы бури), из них только в 5-ти случаях отмечались ИМ.
Наиболее часто ИМ регистрировались при Кр=3 и на другой день после
сильных геомагнитных возмущений. Отметим, что за анализируемый период было 7
умеренных изолированных очень коротких бурь, длительностью не более суток. Все
они не сопровождались ИМ.
Летом биотропность магнитных бурь резко уменьшалась, и даже сильные
бури, такие как 24-27 июля 1981 г. с Кр ~9 и Dst ~-230 нТл, как правило, не сопровождались
ИМ.
Таким образом, наиболее биотропной является восстановительная фаза
магнитной бури.
3) Длительное мониторирование артериального давления (непрерывно более трех месяцев) у больных, страдающих гипертонией, свидетельствует о существовании групп метео и магнито зависимых людей, которые при наличии геомагнитно активных дней и метео- негативных условий не поддаются анти гирертензивной терапии, причем отдельно для ситуаций с метео и магнито факторами. Как правило, у этих больных имеются серьезные функциональные и структурные изменения сердечной регуляции. Проблема требует дальнейших исследований для выработки алгоритма помощи таким пациентам.
Работа велась в рамках программы Президиума РАН
«Фундаментальные науки – медицине»
- О.Ю.Атьков, Рогоза А.Н., Рябыкина Г.В., Бреус Т.К., Рапопорт С.И. Эффекты геомагнитной активности у кардиологических больных, Космическая погода :ее влияние на человека и биологичские объекты, Материалы Международной конференции 17-18февраля 2005г, Из-во РепроЦентр, стр14, 2006
- Т.К.Бреус, Влияние космической погоды на человека Космическая погода :ее влияние на человека и биологичские объекты, Материалы Международной конференции 17-18февраля 2005г, Из-во РепроЦентр, 2006г стр14,
Бреус Т.K. , вед.нс. Отд 53, д.ф.-м.н. ( Breus36@mail.ru, 495 333 3012)
Ожередов В.А. (ИКИ РАН)
Клейменова Н.Г., Козырева О.В., (ИКИ РАН/ИФЗ РАН)
Зенченко Т.А., (ИКИ РАН - ИТЭБ РАН)
11. Изучение параметров
космической погоды на научно-образовательном микроспутнике «Колибри-2000».
Оценка чувствительности и
уровня шумов научной аппаратуры показали, что микроспутник «Колибри-2000»
относится к классу электромагнитно чистых КА. Исследованы процессы,
происходящие в ионосфере на высотах ~ 300 км во время высокой активности Солнца
в апреле 2002 г. и, в частности, приведшей к сокращению срока баллистического
существования микроспутника «Колибри-2000» на орбите.
- Klimov, S.I., Yu.V. Afanasyev, N.A. Eismont,
E.A. Grachev, O.R. Grigoryan, V.A. Grushin,
D.S. Lysakov and M.N. Nozdrachev. Results of in-flight operation of scientific payload
on micro-satellite “Kolibri-2000”, Acta Astronautica, Volume 56, Issues 1-2,
January 2005, Pages 99-106, 2005
- Klimov, S.I., G.M. Tamkovich, V.N. Angarov, N.V. Elisov, Y.I. Grigoriev, O.R. Grigoryan, M.B. Dobriyan, M.N. Nozdrachev, A.P. Papkov, I.V. Pharnakeev et al. Aerospace education program realization by means of the micro-satellite. Acta Astronautica, Volume 56, Issues 1-2, January 2005, Pages 301-306, 2005.
- Grachev, E.A., O.R.Grigorian, S.I.Klimov,
K.Kudela, A.N.Petrov, K.Schingenschuh, V.N.Sheveleva, J.Stetiarova. Altitude
distribution analysis of electron fluxes at L=1.2-1.8 // Advances in Space
Res., 36. 1992-1996, 2005.