Solnechno-Zemnaya FizikaSolnechno-Zemnaya FizikaСолнечно-земная физика2712-96401571710.12737/szf-33201709Результаты исследованийResults of current researchРезультаты исследованийWaves from the Sun: to the 100th anniversary of V.A. Troitskaya’s birthВолны от Солнца: к 100-летию со дня рождения В.А. ТроицкойГульельмиАнатолий ВладимировичGuglielmiAnatol Vladimirovichguglielmi@mail.ru
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАНМоскваРоссияSchmidt Institute of Physics of the Earth, RASMoscowRussian FederationИнститут солнечно-земной физики СО РАНИркутскРоссияInstitute of Solar-Terrestrial Physics SB RASIrkutskRussian Federation1303201713032017339599https://zh-szf.ru/en/nauka/article/15717/view
Прошло сто лет со дня рождения выдающегося ученого — профессора В.А. Троицкой. Ее достижения в солнечно-земной физике широко известны. На протяжении многих лет Валерия Алексеевна была президентом Международной ассоциации по геомагнетизму и аэрономии. Данная статья посвящена лишь одному аспекту многогранной творческой активности В.А. Троицкой. Он относится к проблеме поиска источников ультранизкочастотных (УНЧ) электромагнитных колебаний и волн за пределами магнитосферы Земли. Авторам статьи посчастливилось работать под руководством В.А. Троицкой над этой проблемой. Мы кратко изложили историю исследований от зарождения идеи внемагнитосферного происхождения дневных перманентных УНЧ-колебаний в конце 60-х гг. прошлого века до современных поисков наземными и спутниковыми средствами УНЧ-волн, возбужденных колебаниями поверхности Солнца, распространяющихся в межпланетной среде и достигающих Земли.
It has been one hundred years since the birth of the outstanding scientist Professor V.A. Troitskaya. Her remarkable achievements in solar-terrestrial physics are widely known. For many years, Valeria Alekseevna was the President of the International Association of Geomagnetism and Aeronomy. This article deals with only one aspect of the multifaceted creative activity of V.A. Troitskaya. It relates to the problem of sources of ultra-low frequency (ULF) electromagnetic oscillations and waves outside Earth’s magnetosphere. We were fortunate to work under the leadership of V.A. Troitskaya on this problem. In this paper, we briefly describe the history from the emergence of the idea of the extramagnetospheric origin of dayside permanent ULF oscillations in the late 1960s to the modern quest made by ground and satellite means for ULF waves excited by solar surface oscillations propagating in the interplanetary medium and reaching Earth.
В этом году мы отмечаем столетие со дня рождения Валерии Алексеевны Троицкой (1917–2010). Ее выдающиеся достижения в солнечно-земной физике широко известны. Ее заслуги в организации и проведении международных исследований геоэлектромагнитного поля были высоко оценены мировым научным сообществом. На протяжении многих лет Валерия Алексеевна была президентом Международной ассоциации по геомагнетизму и аэрономии.В данной статье мы осветим один аспект многогранной творческой активности профессора В.А. Троицкой. Он относится к проблеме происхождения ультранизкочастотных (УНЧ) электромагнитных колебаний и волн. Нам, авторам статьи, посчастливилось работать под руководством В.А. Троицкой над этой проблемой. И мы хорошо помним благотворную атмосферу интеллектуального подъема, которую она умела создавать в исследовательском коллективе, помогая нам во время научных поисков и разделяя с нами радость удачных находок.Наземные и спутниковые наблюдения свидетельствуют о богатейшем разнообразии УНЧ-колебаний, диапазон которых простирается от миллигерц до нескольких герц. Известны колебания перманентные и спорадические, узкополосные и широкополосные. Колебания могут быть глобальными, региональными и локальными. Источники колебаний могут располагаться в земной коре, в атмосфере, в ионосфере, в магнитосфере, а также за пределами магнитосферы в солнечном ветре перед фронтом околоземной ударной волны. И вот, подобно тому, как в свое время Карл Линней ввел классификацию и номенклатуру растений, Валерия Троицкая задумала разработать систематику УНЧ-колебаний, чтобы упорядочить многообразие видов и форм колебаний, наблюдаемых в эксперименте [Троицкая, 1964]. Совместно с сотрудниками геофизической обсерватории «Борок» (ГО «Борок») ИФЗ АН СССР она положила морфологический принцип в основу классификации и ввела биномиальную номенклатуру. Все виды колебаний разделены на два класса, названные сокращенно Pc (регулярные колебания, pulsations continuous) и Pi (иррегулярные колебания, pulsations irregular). Вид обозначается символом PcN (N=1, …, 5), или PiN (N=1, 2). Цифра N отвечает номеру поддиапазона общего диапазона ультранизких частот (подробнее об этом см. в обзорах [Troitskaya, Guglielmi, 1967; Троицкая, Гульельми, 1969] и в монографиях [Jacobs, 1970; Гульельми, Троицкая, 1973; Nishida, 1978]). Предложенная систематика была принята геофизическим сообществом. Она до сих пор широко используется в литературе, поскольку дает возможность ориентироваться в богатейшем разнообразии УНЧ-колебаний земного и космического происхождения (см., например, [Guglielmi, Pokhotelov, 1996; Kangas et al., 1998; Lundin, Guglielmi, 2006; Гульельми, 2007; Сивоконь, 2011]).
Гульельми А.В. Ультранизкочастотные электромагнитные волны в коре и в магнитосфере Земли // УФН. 2007. Т. 177, № 12. С. 1257-1276.Asheim S. Serpentine emissions in the polar magnetic field. Inst. of Physics Rep. Ser. University of Oslo, 1983. Rep. 83-38. 23 p.Гульельми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Наука, 1973. 208 с.Fraser-Smith A.C. ULF/lower-ELF electromagnetic field measurements in the polar caps. Rev. Geophys. Space Phys. 1982, vol. 20, pp. 497-512. DOI: 10.1029/RG020i003p00497.Зотов О.Д., Гульельми А.В., Собисевич А.Л. О магнитных предвестниках землетрясений // Физика Земли. 2013. № 6. С. 139-147.Guglielmi A. Diagnostics of the magnetosphere and interplanetary medium by means of pulsations. Space Sci. Rev. 1974, vol. 16, no. 3, pp. 331-345.Потапов А.С. Возбуждение геомагнитных пульсаций типа Рс3 перед фронтом околоземной ударной волны пучком отраженных протонов // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1974. Вып. 34. С. 3-12.Guglielmi A.V. Ultra-low-frequency electromagnetic waves in the Earth's crust and magnetosphere. Physics-Uspekhi. 2007, vol. 50, no. 12, pp. 1197-1216.Сивоконь В.П. Электромагнитные колебания в ионосферно-магнитосферном контуре // Геомагнетизм и аэрономия. 2011. Т. 51, № 4. С. 520-526.Guglielmi A.V., Dovbnya B.V. Hydromagnetic emission of the interplanetary plasma. Astrophys. Space Sci. 1974, vol. 31, pp. 11-29.Троицкая В.А. Классификация быстрых вариаций магнитного поля и земных токов // Геомагнетизм и аэрономия. 1964. Т. 4, № 3. С. 615-616.Guglielmi A.V., Pokhotelov O.A. Geoelectromagnetic Waves. Bristol and Philadelphia, IOP Publ. Ltd, 1996, 402 p.Троицкая В.А., Гульельми А.В. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы // УФН. 1969. Т. 97, вып. 3. С. 453-494.Guglielmi A.V., Troitskaya V.A. Geomagnitnye pulsatsii i diagnostika magnitosfery [Geomagnetic Pulsations and Diagnostics of the Magnetosphere]. Moscow, Nauka Publ., 1973. 208 p. (In Russian).Asheim S. Serpentine emissions in the polar magnetic field // Inst. of Physics Rep. Ser. University of Oslo, 1983. Rep. 83-38. 23 p.Guglielmi A., Potapov A., Dovbnya B. 5-minute solar oscillations and ion cyclotron waves in the solar wind. Solar Phys. 2015, vol. 290, no. 10, pp. 3023-3032. DOI: 10.1007/s 11207-015-0772-2.Fraser-Smith A.C. ULF/lower-ELF electromagnetic field measurements in the polar caps // Rev. Geophys. Space Phys. 1982. V. 20. P. 497-512. DOI: 10.1029/RG020i003p00497.Jacobs J.A. Geomagnetic Micropulsations. New York, Heidelberg, Berlin, Springer-Verlag, 1970, 179 p.Guglielmi A. Diagnostics of the magnetosphere and interplanetary medium by means of pulsations // Space Sci. Rev. 1974. V. 16, N 3. P. 331-345.Kangas J., Guglielmi A., Pokhotelov O. Morphology and physics of short-period magnetic pulsations (A Review). Space Sci. Rev. 1998, vol. 83, pp. 435-512.Guglielmi A.V., Dovbnya B.V. Hydromagnetic emission of the interplanetary plasma // Astrophys. Space Sci. 1974. V. 31. P. 11-29.Lundin R., Guglielmi A. Ponderomotive forces in cosmos. Space Sci. Rev. 2006, vol. 127, pp. 1-116.Guglielmi A.V., Pokhotelov O.A. Geoelectromagnetic Waves. Bristol and Philadelphia: IOP Publ. Ltd, 1996. 402 p.Morris R.J., Cole K.D. “Serpentine emission” at the high latitude station Davis (17-23 September 1981). Exploration Geophys. 1986, vol. 17, p. 15. DOI: 10.1071/EG986015.Guglielmi A., Potapov A., Dovbnya B. 5-minute solar oscillations and ion cyclotron waves in the solar wind // Solar Phys. 2015. V. 290, N 10. P. 3023-3032. DOI: 10.1007/s11207-015-0772-2.Morris R.J., Cole K.D. “Serpentine emission” at the high latitude antarctic station, Davis. Planet. Space Sci. 1987, vol. 35, pp. 313-328. DOI: 10.1016/0032-0633(87)90158-9.Jacobs J.A. Geomagnetic Micropulsations. New York; Heidelberg; Berlin: Springer-Verlag, 1970. 179 p.Nishida A. Geomagnetic Diagnosis of the Magnetosphere. New York, Heidelberg, Berlin, Springer-Verlag, 1978, 256 p.Kangas J., Guglielmi A., Pokhotelov O. Morphology and physics of short-period magnetic pulsations (A Review) // Space Sci. Rev. 1998. V. 83. P. 435-512.Potapov A.S. Excitation of Pc3 geomagnetic pulsations in front of the Earth’s bow shock by a reflected protons beam. Issledovaniya po geomagnetizmu, aeronomii i fizike Solntsa [Research on Geomagnetism, Aeronomy and Solar Physics]. 1974, iss. 34, pp. 3-12. (In Russian).Lundin R., Guglielmi A. Ponderomotive forces in cosmos // Space Sci. Rev. 2006. V. 127. P. 1-116.Potapov A.S., Polyushkina T.N., Pulyaev V.A. Observations of ULF waves in the solar corona and in the solar wind at the Earth's orbit. J. Atmosph. Solar-Terrestrial Phys. 2013, vol. 102, pp. 235-242.Morris R.J., Cole K.D. “Serpentine emission” at the high latitude station Davis (17-23 September 1981) // Exploration Geophys. 1986. V. 17. P. 15. DOI: 10.1071/EG986015.Russell C.T., Hoppe M.M. Upstream waves and particles. Space Sci. Rev. 1983, vol. 34, no. 2, pp. 115-172.Morris R.J., Cole K.D. “Serpentine emission” at the high latitude antarctic station, Davis // Planet. Space Sci. 1987. V. 35. P. 313-328. DOI: 10.1016/0032-0633(87)90158-9.Sivokon’ V. P. Electromagnetic fluctuations in the ionospheric-magnetospheric circuit. Geomagnetism and Aeronomy. 2011, vol. 51, no. 4, pp. 513-519.Nishida A. Geomagnetic Diagnosis of the Magnetosphere. New York; Heidelberg; Berlin: Springer-Verlag, 1978. 256 p.Troitskaya V.A. Pulsations of the Earth`s electromagnetic field with periods of 1 to 15 seconds and their connection with phenomena in the high atmosphere. J. Geophys. Res. 1961, vol. 66, no. 1, pp. 5-18.Potapov A.S., Polyushkina T.N., Pulyaev V.A. Observations of ULF waves in the solar corona and in the solar wind at the Earth's orbit // J. Atmosph. Solar-Terrestrial Phys. 2013. V. 102. P. 235-242.Troitskaya V.A. Classification of rapid pulsations of the magnetic field and Earth currents. Geomagnetism and Aeronomy. 1964, vol. 4, pp. 490-495.Russell C.T., Hoppe M.M. Upstream waves and particles // Space Sci. Rev. 1983. V. 34, N 2. P. 115-172.Troitskaya V.A. Geomagnetic pulsations in the polar cap. Magnetospheric Study: Proc. Int. Workshop on Select. Topics of Magnetospheric Phys. Tokyo, 1979, pp. 121-123.Troitskaya V.A. Pulsations of the Earth`s electromagnetic field with periods of 1 to 15 seconds and their connection with phenomena in the high atmosphere // J. Geophys. Res. 1961. V. 66, N 1. P. 5-18.Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Geomagnetic micropulsations and diagnostics of the magnetosphere. Space Sci. Rev. 1967, vol. 7, no. 5/6, pp. 689-769.Troitskaya V.A. Geomagnetic pulsations in the polar cap // Magnetospheric Study: Proc. Int. Workshop on Select. Topics of Magnetospheric Phys. / Japanese IMS Comm. Tokyo, 1979. P. 121-123.Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Geomagnetic pulsations and diagnostics of the magnetosphere. Soviet Physics. Uspekhi. 1969a, vol. 12, no. 2, pp. 195-218.Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Geomagnetic micropulsations and diagnostics of the magnetosphere // Space Sci. Rev. 1967. V. 7, N 5/6. P. 689-769.Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Diagnostics of the parameters of the magnetosphere and of the interplanetary space by means of micropulsations. Low-Frequency Waves and Irregularities in the Ionosphere. Dordrecht, D. Reidel Publ. Co, 1969b, pp. 120-136.Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Diagnostics of the parameters of the magnetosphere and of the interplanetary space by means of micropulsations // Low-Frequency Waves and Irregularities in the Ionosphere. Dordrecht: D. Reidel Publ. Co, 1969. P. 120-136.Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Hydromagnetic diagnostics of plasma in the magnetosphere. Ann. Geophys. 1970, vol. 26, no. 4, pp. 893-902.Troitskaya, V.A., Guglielmi A.V. Hydromagnetic diagnostics of plasma in the magnetosphere // Ann. Geophys. 1970. V. 26, N 4. P. 893-902.Ulrich R.K. The five-minute oscillations on the solar surface. Astrophys. J. 1970, vol. 162, pp. 993-1002.Ulrich R.K. The five-minute oscillations on the solar surface // Astrophys. J. 1970. V. 162. P. 993-1002.Zotov O.D., Guglielmi A.V., Sobisevich A.L. On magnetic precursors of earthquakes. Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2013, vol. 49, no. 6, pp. 882-889.