с 01.01.2008 по настоящее время
Борок, Россия
Борок, Россия
Борок, Россия
ГРНТИ 37.15 Геомагнетизм и высокие слои атмосферы
ББК 26 Науки о Земле
ТБК 63 Науки о Земле. Экология
Исследована динамика параметров солнечного ветра (СВ) и межпланетного магнитного поля (ММП) во время развития 933 изолированных геомагнитных бурь, наблюдавшихся в период с 1964 по 2010 г. Анализ выполнялся методом наложенных эпох на интервале 48 ч до и 168 ч после момента минимума Dst-индекса. Селекция геомагнитных бурь проводилась по типу начала бурь (внезапное или постепенное) и по интенсивности (слабые, умеренные и сильные). Динамика параметров СВ и ММП сопоставлялась с динамикой Dst-индекса, являющегося индикатором развития геомагнитных бурь. Показано, что наибольшее количество бурь в цикле солнечной активности наблюдалось в годы минимальных средних значений (близких по величине к 1) параметра β СВ (β — отношение плазменного давления к магнитному). Обнаружено подобие динамики Dst-индекса и β-параметра СВ. Продолжительность фазы восстановления бурь следует за характерным временем восстановления параметра β. Установлено, что на главной фазе магнитной бури значение β близко к 1, что отражает максимальную турбулентность плазмы СВ. На фазе восстановления β возвращается к фоновым значениям ~2‒3.5. Предполагается, что турбулентность плазмы СВ, характеризуемая величиной параметра β, может играть значительную роль в процессе развития геомагнитных бурь.
геомагнитные бури, солнечный ветер, межпланетное магнитное поле, Dst индекс, параметр β, турбулентность
1. Акасофу С.И., Чепмен С. Солнечно-земная физика. Часть 2. М.: Мир, 1975. 512 с.
2. Веселовский И.С., Дмитриев А.В., Суворова А.В. Алгебра и статистика солнечного ветра. Космические исследования. 2010. Т. 48, № 2. С. 115-130.
3. Дремухина Л.А., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г. Динамика межпланетных параметров и геомагнитных индексов в периоды магнитных бурь, инициированных разными типами солнечного ветра. Геомагнетизм и аэрономия. 2019. Т. 59, № 6. С. 683-695. DOI:https://doi.org/10.1134/S0016794019060063.
4. Ермолаев Ю.И., Ермолаев М.Ю., Лодкина И.Г., Николаева Н.С. Статистическое исследование гелиосферных условий, приводящих к магнитным бурям. Космические исследования. 2007. Т. 45, № 1. С. 3-11.
5. Ермолаев Ю.И., Николаева Н.С., Лодкина И.Г., Ермолаев М.Ю. Каталог крупномасштабных явлений солнечного ветра для периода 1976-2000 гг. Космические исследования. 2009. Т. 47, № 2. С. 99-113.
6. Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Николаева Н.С., Ермолаев М.Ю. Статистическое исследование влияния межпланетных условий на геомагнитные бури. Космические исследования. 2010. Т. 48, № 6. С. 499-515.
7. Зотов О.Д., Клайн Б.И. Триггерный режим в динамике магнитосферы // Триггерные эффекты в геосистемах: материалы IV Всероссийской конференции с международным участием (Москва, 6-9 июня 2017 г.) / Под ред. В.В. Адушкина, Г.Г. Кочаряна. М.: ГЕОС, 2017. С. 442-449.
8. Зотов О.Д., Клайн Б.И., Куражковская Н.А. Особенности динамики магнитосферы в цикле солнечной активности // Проблемы геокосмоса. Материалы 12-й международной школы-конференции. Санкт-Петербург, Петергоф. 8-12 октября 2018 г. / Отв. редакторы Н.Ю. Бобров, Н.В. Золотова, А.А. Костеров, Т.Б. Яновская. СПб.: Изд-во ВВМ, 2018. C. 320-325.
9. Зотов О.Д., Клайн Б.И., Куражковская Н.А. Влияние параметра солнечного ветра на статистические характеристики Ap-индекса в цикле солнечной активности. Солнечно-земная физика. 2019. Т. 5, № 4. С. 55-63. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-54201906.
10. Куражковская Н.А. Глобальная возмущенность магнитосферы и ее связь с космической погодой. Солнечно-земная физика. 2020. Т. 6, № 1. С. 51-62. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-61202005.
11. Обридко В.Н., Канониди Х.Д., Митрофанова Т.А., Шельтинг Б.Д. Солнечная активность и геомагнитные возмущения. Геомагнетизм и аэрономия. 2013. Т. 53, № 2. С. 157-166. DOI:https://doi.org/10.7868/S0016794013010148.
12. Пулинец М.С., Рязанцева М.О., Антонова Е.Е., Кирпичев И.П. Зависимость параметров магнитного поля вблизи подсолнечной точки магнитосферы от межпланетного магнитного поля по данным эксперимента THEMIS. Геомагнетизм и аэрономия. 2012. Т. 52, № 6. С. 769-778.
13. Чернышов А.А., Карельский К.В., Петросян А.С. Подсеточное моделирование для исследования сжимаемой магнитогидродинамической турбулентности космической плазмы. УФН. 2014. Т. 184, № 5. C. 457-492. DOI: 10.3367/ UFNr.0184.201405a.0457.
14. Antonova E.E. Magnetostatic equilibrium and turbulent transport in Earth’s magnetosphere: A review of experimental observation data and theoretical approaches. International Journal of Geomagnetism and Aeronomy. 2002. Vol. 3, no. 2. P. 117-130.
15. Antonova E.E. Magnetostatic equilibrium and current systems in the Earth’s magnetosphere. Adv. Space Res. 2004. Vol. 33. P. 752-760. DOI:https://doi.org/10.1016/S0273-1177(03)00636-7.
16. Borovsky J.E., Funsten H.O. Role of solar wind turbulence in the coupling of the solar wind to the Earth’s magnetosphere. J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108, iss. A6, 1246. DOI:https://doi.org/10.1029/2002JA009601.
17. Borovsky J.E., Denton M.H. Differences between CME-driven storms and CIR-driven storms. J. Geophys. Res. 2006. Vol. 111, iss. A7, A07S08. DOI:https://doi.org/10.1029/2005JA011447.
18. Burton R.K., McPherron R.L. Russell C.T. An empirical relationship between interplanetary conditions and Dst. J. Geophys. Res. 1975. Vol. 80. P. 4204-4214. DOI: 10.1029/ JA080i031p04204.
19. D’Amicis R., Bruno R., Bavassano B. Geomagnetic activity driven by solar wind turbulence. Adv. Space Res. 2010. Vol. 46. P. 514-520. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2009.08.031.
20. Echer E., Gonzalez W.D., Tsurutani B.T., Gonzalez A.L. Interplanetary conditions causing intense geomagnetic storms (Dst≤-100 nT) during solar cycle 23 (1996-2006). J. Geophys. Res. 2008. Vol. 113, iss. A5, A05221. DOI: 10.1029/ 2007JA012744.
21. Gonzalez W.D., Joselyn J.A., Kamide Y., et al. What is a geomagnetic storm? J. Geophys. Res. 1994. Vol. 99, no. A4. P. 5771-5792. DOI:https://doi.org/10.1029/93JA02867.
22. Gonzalez W.D., Tsurutani B.T., Clua de Gonzalez A.L. Interplanetary origin of geomagnetic storms. Space Sci. Rev. 1999. Vol. 88. P. 529-562. DOI:https://doi.org/10.1023/A:1005160129098.
23. Guo J., Feng X., Zhang J., et al. Statistical properties and geoefficiency of interplanetary coronal mass ejections and their heaths during intense geomagnetic storms. J. Geophys. Res. 2010. Vol. 115, A09107. DOI:https://doi.org/10.1029/2009JA015140.
24. Haines C., Owens M.J., Barnard L., et al. The variation of geomagnetic storm duration with intensity. Solar Phys. 2019. Vol. 294, 154. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-019-1546-z.
25. Hutchinson J.A., Wright D.M., Milan S.E. Geomagnetic storms over the last solar cycle: A superposed epoch analysis. J. Geophys. Res. 2011. Vol. 116, A09211. DOI: 10.1029/ 2011JA016463.
26. Katus R.M., Liemohn M.W., Ionides E.L., et al. Statistical analysis of the geomagnetic response to different solar wind drivers and the dependence on storm intensity. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2015. Vol. 12. P. 310-327. DOI: 10.1002/ 2014JA020712.
27. Loewe C.A., Prӧlss G.W. Classification and mean behavior of magnetic storms. J. Geophys. Res. 1997. Vol. 102, no. A7. P. 14209-14213. DOI:https://doi.org/10.1029/96JA04020.
28. Lyatsky W., Tan A. Solar wind disturbances responsible for geomagnetic storms. J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108, iss. A3, 1134. DOI:https://doi.org/10.1029/2001JA005057.
29. Šafránková J., Němeček Z., Němec F., et al. Anisotropy of magnetic field and velocity fluctuations in the solar wind. Astrophys. J. 2021. Vol. 913, no. 2, 80. 12 p. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/abf6c9.
30. Tsurutani B.T., Gonzalez W.D., Gonzalez A.L.C., et al. Corotating solar wind streams and recurrent geomagnetic activity: A review. J. Geophys. Res. 2006. Vol. 111, A07S01. DOI:https://doi.org/10.1029/2005JA011273.
31. Vennerstroem S. Interplanetary sources of magnetic storms: A statistical study. J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106, no. A12. P. 29,175-29,184. DOI:https://doi.org/10.1029/2001JA000004.
32. Vichare G., Alex S., Lakhina G.S. Some characteristics of intense geomagnetic storms and their energy budget. J. Geophys. Res. 2005. Vol. 110. A03204. DOI:https://doi.org/10.1029/2004JA010418.
33. Wang X., Tu C.-Y., He J.-S., Wang L.-H. Ion-scale spectral break in the normal plasma beta range in the solar wind turbulence. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2018. Vol. 123. P. 68-75. DOI:https://doi.org/10.1002/2017JA024813.
34. Wu C.-C., Lepping R.P. Effect of solar wind velocity on magnetic cloud-associated magnetic storm intensity. J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107, iss. A11, 1346. DOI: 10.1029/ 2002JA009396.
35. Yermolaev Yu.I., Nikolaeva N.S., Lodkina I.G., Yermolaev M.Yu. Specific interplanetary conditions for CIR-, Sheath-, and ICME-induced geomagnetic storms obtained by double superposed epoch analysis. Ann. Geophys. 2010. Vol. 28. P. 2177-2186. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-28-2177-2010.
36. Yermolaev Y.I., Lodkina I.G., Dremukhina L.A., et al. What solar-terrestrial link researchers should know about interplanetary drivers. Universe. 2021. Vol. 7, 138. DOI: 10.3390/ universe7050138.
37. Zhang J.-C., Liemohn M.W., Kozyra J.U., et al. A statistical comparison of solar wind sources of moderate and intense geomagnetic storms at solar minimum and maximum. J. Geophys. Res. 2006. Vol. 111, A01104. DOI:https://doi.org/10.1029/2005JA011065.
38. URL: https://spdf.gsfc.nasa.gov/pub/data/omni/low_res_omni (дата обращения 8 сентября 2020 г.).
39. URL: http://www.wdcb.ru/stp/geomag/geomagnetic_storms.ru. html (дата обращения 8 сентября 2020 г.).
40. URL: http://www.kakioka-jma.go.jp/obsdata/data-viewer (дата обращения 19 января 2021 г.).
