Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 26898 10.12737/szf-53201911 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Monitoring of geomagnetic disturbances using the global survey method in real time Мониторинг геомагнитных возмущений на основе метода глобальной съемки в реальном времени https://orcid.org/0000-0002-1348-4708 Григорьев Владислав Георгиевич Grigoryev Vladislav Georgievich grig@ikfia.ysn.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-2343-1618 Стародубцев Сергей Анатольевич Starodubtsev Sergei Anatolyevich starodub@ikfia.ysn.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0003-2184-8089 Гололобов Петр Юрьевич Gololobov Peter Yur'evich gpeter@ikfia.sbras.ru Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН Якутск Россия Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS Yakutsk Russian Federation Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН Якутск Россия Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS Yakutsk Russian Federation Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН Якутск Россия Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS Yakutsk Russian Federation 5 3 110 115 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/26898/view

Представлен метод прогноза геомагнитных возмущений на основе реализации метода глобальной съемки в реальном времени с использованием базы данных мировой сети нейтронных мониторов NMDB. Проведен анализ за 2013–2018 гг. поведения компонент трехмерного углового распределения космических лучей в межпланетном пространстве. Эти компоненты обусловлены первыми двумя сферическими гармониками. Установлено, что основными параметрами, реагирующими на приближение к Земле геоэффективных возмущений межпланетной среды, являются изменения амплитуд зональных (северо-южных) компонент распределения космических лучей. С целью выбора эффективных критериев определения предвестников геомагнитных возмущений и их возможной временной динамики проведен ретроспективный анализ связи поведения указанных компонент с наблюдавшимися за исследованный период геомагнитными возмущениями.

A method for forecasting geomagnetic storms using the realization of the global survey method in real time is presented. The method is based on data from the worldwide network of neutron monitors NMDB. Using this method, we analyze the behavior of components of three-dimensional angular distribution of cosmic rays in the interplanetary medium, which were due to the first two spherical harmonics, over the period from 2013 to 2018. We have established that the main parameters that respond to the arrival of geoeffective disturbances of the interplanetary medium at Earth are changes in amplitudes of zonal (north-south) components of cosmic ray distribution. In order to select effective criteria for identifying predictors of geomagnetic disturbances and their possible temporal variations, we have made a retrospective analysis of the relationship between behaviors of the above components and geomagnetic disturbances occurring during the period of interest.

 космические лучи нейтронный монитор глобальная съемка геомагнитные бури зональные компоненты предвестники cosmic rays neutron monitor global survey geomagnetic storms zonal components predictors

Григорьев В.Г., Стародубцев С.А. Метод глобальной съемки в режиме реального времени и прогноз космической погоды // Изв. РАН. Сер. физ. 2015. Т. 79, № 5. С. 703-707. DOI: 10.7868/S0367676515050233. Belov A.V., Bieber J.W., Eroshenko E.A., Evenson P. Pitch-angle features in cosmic rays in advance of severe magnetic storms: neutron monitor observations. Proc. 27th International Cosmic Ray Conference. Hamburg, 2001, vol. 9, pp. 3507-3510. Григорьев В.Г., Стародубцев С.А., Гололобов П.Ю. Мониторинг предвестников геомагнитных возмущений по данным наземных измерений космических лучей // Изв. РАН. Серия физ. 2017. Т. 81, № 2. С. 219-221. DOI: 10.7868/ S0367676517020193. Dorman L.I., Belov A.V., Eroshenko E.A., Pustil’nik L.A., Sternlieb A., Yanke V.G., Zukerman I.G. Possible cosmic ray using for forecasting of major geomagnetic storms, accompanied by Forbush effects. Proc. 28th International Cosmic Ray Conference. Tsukuba, 2003, vol. 6, pp. 3553-3556. Дворников В.М., Сергеев А.В., Сдобнов В.Е. Аномальные вариации космических лучей в жесткостном диапазоне 2-5 ГВ и их связь с гелиосферными возмущениями // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1988. Т. 52, № 12. С. 2435-2437. Dvornikov V.M., Sergeev A.V., Sdobnov V.E. Abnormal variations of cosmic rays in the rigidity range 2-5 GV and their relationship with heliospheric disturbances. Izvestiya Akademii nauk SSSR. Seriya fizicheskaya [Bulletin of the Academy of Sciences of USSR: Physics]. 1988, vol. 52, no. 12, pp. 2435-2437. (In Russian). Дворников В.М., Сдобнов В.Е., Сергеев А.В. Способ прогноза спорадических геоэффективных возмущений солнечного ветра // Патент РФ № 1769602. 1995. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E., Sergeev A.V. Method for prediction of sporadic geoeffective perturbations of solar wind. Patent RF no. 1769602, 1995. Крымский Г.Ф., Кузьмин А.И., Кривошапкин П.А. и др. Космические лучи и солнечный ветер. Новосибирск: Наука, 1981. 224 с. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. On a possibility of prediction the level of geomagnetic disturbance from effects in cosmic rays. Proc. 24th International Cosmic Ray Conference. Rome, 1995, vol. 4, pp. 1098-1101. Belov A.V, Bieber J.W., Eroshenko E.A., et al. Pitch-angle features in cosmic rays in advance of severe magnetic storms: neutron monitor observations // Proc. 27th International Cosmic Ray Conference. Hamburg. 2001. V. 9. P. 3507-3510. Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A. Global survey method in real time and space weather forecasting. Bull. of RAS: Phys. 2015, vol. 79, no. 5, pp. 649-653. DOI: 10.3103/S1062873815050226. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. On a possibility of prediction the level of geomagnetic disturbance from effects in cosmic rays // Proc. 24th International Cosmic Ray Conference. Rome. 1995. V. 4. P. 1098-1101. Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Gololobov P.Yu. Dynamics of zonal components of cosmic ray distribution during geomagnetic storm periods. Proc. of Science. PoS(ICRC2015)076. 2016. Dorman L.I., Belov A.V., Eroshenko E.A., et al. Possible cosmic ray using for forecasting of major geomagnetic storms, accompanied by Forbush effects // Proc. 28th International Cosmic Ray Conference. Tsukuba. 2003. V. 6. P. 3553-3556. Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Gololobov P.Yu. Monitoring geomagnetic disturbance predictors using data of ground measurements of cosmic. Bull. of RAS: Phys. 2017, vol. 81, no. 2, pp. 200-202. DOI: 10.3103/S1062873817020198. Grigoryev V.G., Starodubsev S.A., Krivoshapkin P.A., et al. Cosmic ray anisotropy based on Yakutsk station in real time // Adv. Space Res. 2008. V. 41. P. 943-946. DOI: 10.1016/j.asr. 2007.04.072. Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Krivoshapkin P.A., Prikhodko A.N. Cosmic ray anisotropy based on Yakutsk station in real time. Adv. Space Res. 2008, vol. 41, pp. 943-946. DOI: 10.1016/ j.asr.2007.04.072. Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Gololobov P.Yu. Dynamics of zonal components of cosmic ray distribution during geomagnetic storm periods // Proc. of Science, PoS(ICRC2015)076. 2016. Munakata K., Bieber J.W., Yasue S., Kato C., Koyama M., Akahane S., Fujimoto K., Fujii Z., Humble J.E., Duldig M.L. Precusors of geomagnetic storms observed by the muon detector network. J. Geophys. Res. 2000, vol. 105, i. A12, pp. 27457-27468. DOI: 10.1029/2000JA000064. Munakata K., Bieber J.W., Yasue S., et al. Precusors of geomagnetic storms observed by the muon detector network // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 27457-27468. DOI: 10.1029/ 2000JA000064. Munakata K., Kuwabara T., Yasue S., Kato C., Akahane S., Koyama M. A ‘‘loss cone’’ precursor of an approaching shock observed by a cosmic ray muon hodoscope on October 28, 2003. Geophys. Res. Lett. 2005, vol. 32, L03S04. DOI: 1029/2004GL021469. Munakata K., Kuwabara T., Yasue S., et al. A ‘‘loss cone’’ precursor of an approaching shock observed by a cosmic ray muon hodoscope on October 28, 2003 // Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32. L03S04. DOI: 1029/2004GL021469. Krymsky G.F., Kuzmin A.I., Krivoshapkin P.A., Samsonov I.S., Skripin G.V., Transky I.A., Chirkov N.P. Kosmicheskie luchi i solnechnyi veter [Cosmic Rays and Solar Wind]. Novosibirsk, Nauka Publ., 1981, 224 p. (In Russian). Plotnikov I.Ya., Shadrina L.P., Starodubtsev S.A., et al. Coronal mass ejection, geomagnetic storms and ground-based cosmic ray intensity decreases // Proc. 10th International Conference “Problems of Geocosmos”. St. Petersburg, Russia, October 6-10, 2014. P. 351-354. Plotnikov I.Ya., Shadrina L.P., Starodubtsev S.A., Krimsky G.F. Coronal mass ejection, geomagnetic storms and ground-based cosmic ray intensity decreases. Proc. 10th International Conference “Problems of Geocosmos”. St. Petersburg, Russia, October 6-10, 2014, rr. 351-354. Shadrina L.P., Barkova E.S., Plotnikov I.Ya., et al. Large-scale solar wind disturbances as a reason of intense geomagnetic storms // Proc. 9th International Conference “Problems of Geocosmos”. St. Petersburg, Russia, October 8-12, 2012a. P. 381-386. Shadrina L.P., Barkova E.S., Plotnikov I.Ya., Starodubtsev S.A. Large-scale solar wind disturbances as a reason of intense geomagnetic storms. Proc. 9th International Conference “Problems of Geocosmos”. St. Petersburg, Russia, October 8-12, 2012a, rr. 381-386. Shadrina L.P., Plotnikov I.Ya., Starodubtsev S.A. Forbush decreases in the absence of geomagnetic storms // Proc. 9th International Conference “Problems of Geocosmos”. St. Petersburg, Russia, October 8-12, 2012b. P. 387-391, Shadrina L.P., Plotnikov I.Ya., Starodubtsev S.A. Forbush decreases in the absence of geomagnetic storms // Proc. 9th International Conference “Problems of Geocosmos”. St. Petersburg, Russia, October 8-12, 2012b, rr. 387-391. Shadrina L.P., Krimsky G.F., Plotnikov I.Ya., et al. Interplanetary shock geoeffectiveness during a growth phase of solar activity // Proc. 10th International Conference “Problems of Geocosmos”. St. Petersburg, Russia, October 6-10, 2014. P. 388-391. Shadrina L.P., Krimsky G.F., Plotnikov I.Ya., Starodubtsev S.A. Interplanetary shock geoeffectiveness during a growth phase of solar activity. Proc. 10th International Conference “Problems of Geocosmos”. St. Petersburg, Russia, October 6-10, 2014, rr. 388-391. URL: http://www.ysn.ru/~starodub/SpaceWeather/global_ survey_real_time.html (дата обращения 1 февраля 2019 г.). URL: http://www.ysn.ru/~starodub/SpaceWeather/global_ survey_real_time.html (accessed February 1, 2019). URL: http://www.ysn.ru/~starodub/SpaceWeather/currents_ real_time.html (дата обращения 1 февраля 2019 г.). URL: http://www.ysn.ru/~starodub/SpaceWeather/currents_ real_time.html (accessed February 1, 2019). URL: http://neutronm.bartol.udel.edu/spaceweather (дата обращения 10 января 2019 г.). URL: http://neutronm.bartol.udel.edu/spaceweather (accessed January 10, 2019). URL: http://cr0.izmiran.rssi.ru/AnisotropyCR/mainhtm (дата обращения 10 января 2019 г.). URL: http://cr0.izmiran.rssi.ru/AnisotropyCR/mainhtm (accessed January 10, 2019). URL: http://www.mustang.uni-greifswald.de/spaceweather. htm (дата обращения 10 января 2019 г.). URL: http://www.mustang.uni-greifswald.de/spaceweather. htm (accessed January 10, 2019). URL: http://www.nmdb.eu (дата обращения 1 февраля 2019 г.). URL: http://www.nmdb.eu (accessed February 1, 2019). URL: http://ckp-rf.ru/usu/433536 (дата обращения 15 января 2019 г.). URL: http://ckp-rf.ru/usu/433536 (accessed January 15, 2019). URL: http://cr.izmiran.ru/unu.html (дата обращения 22 января 2019 г.). URL: http://cr.izmiran.ru/unu.html (accessed January 22, 2019).