Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 65, № 1 (2025)
Статьи
База данных наблюдений Солнца в ближней инфракрасной области, полученных на телескопе БСТ-2 КрАО
Аннотация
Систематические наблюдения в ближней инфракрасной области на Башенном солнечном телескопе БСТ-2 Крымской астрофизической обсерватории начались в 1999 г. и продолжаются до сих пор. За это время накоплен уникальный наблюдательный материал, позволяющий анализировать эволюцию корональных дыр, волокон и активных областей. В связи с тем, что за это время наблюдательный процесс неоднократно модернизировался с разной степенью сложности и вносились изменения в программы обработки, у нас появилось несколько серий спектрогелиограмм разных типов. Последний этап модернизации, в частности, касался создания нового программного обеспечения, с возможностью потоковой обработки результатов наблюдений. Это позволило систематизировать работу по унификации представления наших данных. В этой работе предложена обновленная база данных. Рассмотрена структура базы данных, доступ к ее элементам, приводятся примеры сравнения карт солнечного диска из нашей базы данных с изображениями Солнца в других спектральных линиях и синтезированными различными алгоритмами. Унифицированная база данных представляет собой удобный инструмент для единообразной визуализации наблюдательного материала, полученного более чем за два солнечных цикла. Она может быть полезна для научных исследований в области изучения природы и эволюции корональных дыр и их связи с другими структурами на Солнце.
3-14
Механизмы генерации зебра-структур в солнечном радиоизлучении на фоне сложных динамических спектров
Аннотация
Дискуссия о происхождении зебра-структуры продолжается более 50 лет. Во многих работах обычно постулируется, что механизм двойного плазменного резонанса всегда работает, если в магнитной ловушке есть быстрые частицы. По причине ряда трудностей, с которыми сталкивается этот механизм, стали появляться работы по его усовершенствованию, в основном в десятке статей Карлицкого и Яснова, где все обсуждение основывается на изменчивости отношения масштабов изменения магнитного поля и плотности и допуском некой турбулентности плазмы в источнике. Здесь мы показываем возможности альтернативной модели взаимодействия плазменных волн с вистлерами. Было отобрано несколько явлений, в которых ясно, что отношение масштабов изменения не меняется в магнитной петле как источнике зебра-структуры. Было показано, что все основные детали спорадической зебра-структуры в явлении 1 августа 2010 г. (и во многих других явлениях) удается объяснить в рамках единой модели зебра-структуры и радиоволокон (fiber bursts) при взаимодействии плазменных волн с вистлерами. Основные изменения полос зебра-структуры вызываются за счет рассеяния быстрых частиц на вистлерах, приводящих к переключению неустойчивости вистлеров с нормального эффекта Доплера на аномальный. В конце рассматриваются возможности лабораторных экспериментов и сравнивается солнечная зебра-структура с подобными полосами в декаметровом радиоизлучении Юпитера.
15-24
Влияние процессов на Солнце и в межпланетной среде на солнечное протонное событие 30.03.2022 г.
Аннотация
Представлены результаты сравнительного анализа солнечного протонного события 30.03.2022 г., имеющего необычный временной профиль потоков солнечных протонов, с предыдущим и последующим солнечными протонными событиями: 28.03.2022 г. и 02.04.2022 г. Возрастания потоков энергичных протонов в межпланетном и в околоземном пространстве ассоциируются с последовательными солнечными вспышками рентгеновских баллов M4.0, X1.3 и M3.9 и тремя корональными выбросами массы типа гало. Работа сделана по экспериментальным данным, полученным с космических аппаратов, расположенных в межпланетном пространстве (ACE, WIND, STEREO A, DSCOVR), на круговой полярной орбите на высоте 850 км (Метеор-М2) и на геостационарной орбите (GOES-16, Электро-Л2). Предложено объяснение особенностей профиля потока энергичных протонов в солнечном протонном событии 30.03.2022 г.: протоны, ускоренные во вспышке 30.03.2022 г., были частично экранированы межпланетным корональным выбросом массы, источником которого стали взрывные процессы на Солнце 28.03.2022 г.; поздняя регистрация максимальных потоков протонов, одновременная для частиц разных энергий, обусловлена приходом потоков частиц внутри межпланетного коронального выброса массы. Пространственное распределение солнечных протонов на околоземной орбите было подобным распределению в точке Лагранжа L1, но с запаздыванием ~50 мин.
25-39
Роль среднемасштабных структур солнечного ветра в развитии турбулентности за головной ударной волной
Аннотация
В данной работе проводится оценка вклада среднемасштабных структур – вариаций, регистрируемых спутником за временной период порядка 10 минут, ‒ в развитие турбулентности в переходной области за околоземной ударной волной. Исследование основано на одновременных измерениях параметров плазмы и/или магнитного поля в солнечном ветре, в дневном магнитослое и на флангах. Используются данные спутников Wind, THEMIS, Спектр-Р. Анализируются характеристики спектров флуктуаций модуля магнитного поля и потока ионов в частотном диапазоне 0.01−4 Гц, на котором наблюдается переход от МГД к кинетическим масштабам. Показано, что динамика характеристик турбулентности в переходной области определяется крупномасштабными возмущениями, в то время как при их отсутствии на формирование турбулентного каскада могут оказывать влияние структуры меньших масштабов.
40-51
Индуцированные высыпания протонов из внутреннего радиационного пояса, зарегистрированные в Океании
Аннотация
Зафиксированы события индуцированных высыпаний протонов из внутреннего радиационного пояса, сопровождавшие примерно половину (11) из 25 аномальных электронных высыпаний, зарегистрированных с борта ИСЗ “Метеор-М № 2” в 2014−2022 гг. в Океании в низких широтах в утренние часы местного времени в спокойных геомагнитных условиях. Предполагается, что такие события могли бы быть спровоцированы попаданием протонов в циклотронный резонанс с низкочастотным излучением, стимулированным в ионосфере плавучим нагревным стендом. Также обсуждаются наблюдаемые эффекты в аномальных электронных высыпаниях, которые можно интерпретировать в рамках концепции плавучего нагревного стенда.
52-61
Статистические исследования связи между амплитудой положительных магнитных бухт на средних широтах, геомагнитной активностью и параметрами солнечного ветра
Аннотация
Во время взрывной фазы суббури наблюдается скачок сияний к полюсу (брейкап) и расширение авроральной выпуклости. Расширение сопровождается отрицательной магнитной бухтой под полярными сияниями и положительной магнитной бухтой на средних широтах. Величина отрицательной бухты характеризуется авроральным AL-индексом. Для характеристики положительной бухты ранее был предложен MPB-индекс (Mid-latitude Positive Bay index). В работе исследована статистическая связь MPB-индекса с геомагнитной активностью на разных широтах и с параметрами солнечного ветра и межпланетного магнитного поля. Показано, что все экстремально большие значения MPB-индекса (выше 10 000 нТл2) наблюдаются во время сильных геомагнитных бурь (когда Dst-индекс опускается ниже –100 нТл), все экстремально сильные геомагнитные бури (когда Dst-индекс опускается ниже –250 нТл) сопровождаются экстремально высокими значениями MPB-индекса. Статистически MPB-индекс растет с увеличением геомагнитной активности на любой широте. MPB-индекс, в среднем, растет с увеличением модуля межпланетного магнитного поля и любой из его компонент. Но для Bz-компоненты большие значения MPB-индекса наблюдаются при ее южной ориентации. Для плазменных параметров солнечного ветра MPB-индекс сильнее всего растет с ростом его скорости. Также сильна зависимость от динамического давления и от величины EY-компоненты электрического поля солнечного ветра. Однако MPB-индекс слабо зависит от плотности и температуры солнечного ветра.
62-74
Положение источника дневных высокоширотных магнитных импульсов в магнитосфере по данным спутников DMSP
Аннотация
Дневные высокоширотные геофизические явления несут наземному наблюдателю информацию о процессах на дневной магнитопаузе и/или в примыкающих к ней магнитосферных доменах. Предполагается, что эти явления инициируются изменением параметров межпланетной среды и поэтому могут использоваться как инструмент для исследования способов проникновения энергии солнечного ветра через магнитопаузу. К таким явлениям относятся магнитные импульсы, представляющие собой изолированный цуг затухающих колебаний из 2−3 всплесков с периодом следования 8−12 минут. По данным скандинавской сети магнитометров IMAGE исследовано восемь событий магнитных импульсов, для которых спутники DMSP пролетали над областью наблюдений во время, незадолго до и сразу после импульса, пересекая при этом границы нескольких доменов. По наземным данным и данным спутников DMSP показано, что ассоциируемый с импульсами втекающий продольный ток располагается вдали от магнитопаузы. Это означает, что импульс не может рассматриваться как ионосферный след пересоединившейся силовой трубки (flux transfer event, FTE) и/или как travelling convection vortices, TCV. На бóльшей статистике установлено, что импульсу предшествуют заметные изменения By- и Bz-компонент ММП, в то время как вклад в генерацию магнитного импульса быстрого изменения давления и скорости солнечного ветра, а также Bx-компоненты ММП, не очевиден. Обсуждается возможный сценарий инициации магнитного импульса вариациями ММП.
75-91
Динамика аномалии моря Уэдделла и главного ионосферного провала в Южном летнем полушарии
Аннотация
Исследовано влияние аномалии моря Уэдделла на структуру ночной ионосферы в Южном летнем полушарии. Для этого использованы данные спутника CHAMP за январь 2003 г. при высокой солнечной активности и за январь 2008 г. при низкой солнечной активности. Данные относятся к интервалу местного времени 02-04 LT, когда происходит наиболее сильное увеличение электронной концентрации вследствие образования аномалии. На долготах 60-180° Е при высокой солнечной активности и 0-225° Е при низкой солнечной активности, где аномалия отсутствует, наблюдается главный ионосферный провал. Плазменный пик в ночной ионосфере, связанный с образованием аномалии моря Уэдделла, достигает 6 МГц при низкой и 10 МГц при высокой солнечной активности. Сильно развитый при высокой солнечной активности плазменный пик резко спадает к высоким широтам на экваториальной границе авроральных диффузных высыпаний, которая соответствует плазмопаузе. При слабо развитой аномалии становится заметным вклад диффузных высыпаний, поэтому плазменный пик расширяется к полюсу за счет этих высыпаний. Полярнее аномалии, на широтах аврорального овала, как правило, наблюдается высокоширотный провал. Экваториальнее аномалии часто образуется хорошо выраженный минимум электронной концентрации, который можно определить как субпровал. Показано, что в некоторых случаях субпровал связан с выносом ионосферной плазмы из летнего полушария в зимнее. Тогда в зимнем полушарии на сопряженных широтах образуется максимум концентрации. Субпровал гораздо чаще наблюдается при низкой солнечной активности, чем при высокой.
92-102
Особенности ионосферных возмущений, сопровождавших магнитную бурю 14–20 января 2022 г.
Аннотация
Проведен анализ ионосферных возмущений, сопровождавших умеренную магнитную бурю 14–20 января 2022 г. Работа основана на данных вертикального и наклонного зондирования ионосферы, полученных в Северо-Восточном регионе России, дополненных наблюдениями КВ-радаров и магнитных обсерваторий. Выявлено, что амплитуды положительных и отрицательных ионосферных возмущений, сопровождавших данную бурю, сравнимы с возмущениями, которые наблюдались в другие дни января во время слабых магнитных бурь и возмущений. Специфическими особенностями возмущений, наблюдавшимися только в ходе исследуемой бури, являются: (1) полуночно-утреннее увеличение максимальной наблюдаемой частоты односкачкового мода распространения КВ-радиоволн на трассах Норильск–Торы и Магадан–Торы 14 января; (2) ночные усиления флуктуаций критической частоты F2-слоя в Иркутске и максимальной наблюдаемой частоты односкачкового мода на трассе Магадан–Торы 15 января; (3) утренне-полуденные Es-слои с предельными частотами, достигавшими 7 МГц, наблюдавшиеся на средних широтах в конце первого и начале второго дня восстановительной фазы бури.
103-117
Применение искусственных нейронных сетей для восстановления вектора магнитного поля по однокомпонентным данным
Аннотация
В данной работе с помощью искусственных нейронных сетей была решена задача о восстановлении векторного аномального магнитного поля по однокомпонентным данным. Для обучения искусственной нейронной сети была создана база данных компонент аномального магнитного поля Bx, By, Bz с помощью набора точечных магнитных диполей, залегающих под плоскостью измерения поля. На синтетическом примере была показана работа обученной нейронной сети в сравнении с известным численным алгоритмом восстановления векторного поля по данным одной компоненты. Далее, по данным вертикальной компоненты аномального геомагнитного поля с помощью искусственных нейронных сетей были восстановлены горизонтальные компоненты аномального геомагнитного поля на территории 58–85° E, 52°–74° N с шагом сетки 2 угловых минуты.
118-126
Феррозондовые магнитометры для геофизических и специальных исследований, созданные на базе универсального измерительного модуля (Обзор разработок)
Аннотация
Работа посвящена описанию конструкции измерительного модуля (феррозондового магнитного компаса) и созданию на его основе различных магнитометрических приборов. Эти приборы предназначены для проведения геомагнитных и специальных работ в различных условиях и средах как для применения в стационарных пунктах наблюдений, так и для работы в условиях экспедиций.
127-140