сотрудник с 01.01.2008 по настоящее время
Борок, Россия
Борок, Россия
Исследована связь индексов геомагнитной активности Ap и Dst на интервалах времени, равных солнечным циклам (∼11 лет), с индикаторами солнечной активности и параметрами гелиосферы. Показано, что кривые зависимости Ap и Dst от индикаторов солнечной активности, а также от параметров гелиосферы, т. е. параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, на восходящей и нисходящей ветвях 21‒24-го циклов солнечной активности не совпадают, что является признаком гистерезиса. Индексы Ap и Dst формируют петли гистерезиса со всеми анализируемыми параметрами в 21‒24-м циклах. Форма и площадь петель гистерезиса, а также направление вращения в них по часовой стрелке или против часовой стрелки существенно зависят от индикаторов солнечной активности, гелиосферных параметров и изменяются от цикла к циклу. Обнаружена тенденция уменьшения протяженности и площади петель гистерезиса от 21-го к 24-му циклу. Анализ изменчивости формы и размера петель гистерезиса, образуемых индексами Ap и Dst с индикаторами солнечной активности и параметрами гелиосферы, дает основания полагать, что петли отражают долговременную эволюцию потока энергии солнечного ветра, определяющего глобальную геомагнитную активность и интенсивность магнитосферного кольцевого тока на восходящей и нисходящей ветвях 21‒24-го циклов солнечной активности.
геомагнитная активность, солнечный ветер, циклы солнечной активности, параметры гелиосферы, гистерезис
1. Бруевич Е.А., Бруевич В.В., Якунина Г.В. Циклические вариации потоков солнечного излучения в начале XXI века. ВМУ. Серия 3. Физика. Астрономия. 2018. № 2. С. 93-99.
2. Веселовский И.С., Дмитриев А.В., Суворова А.В. Средние параметры солнечного ветра и межпланетного магнитного поля на орбите Земли за последние три цикла. Астрономический вестник. 1998. Т. 32, № 4. С. 352-358.
3. Деминов М.Г., Непомнящая Е.В., Обридко В.Н. Индексы солнечной активности для параметров ионосферы в циклах 23 и 24. Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60, № 1. С. 3-8. DOI:https://doi.org/10.31857/S0016794020010058.
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. Зотов О.Д., Клайн Б.И., Куражковская Н.А. Влияние параметра β солнечного ветра на статистические характеристики Аp-индекса в цикле солнечной активности. Солнечно-земная физика. 2019. Т. 5, № 4. С. 55-63. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-54201906.
6. Куражковская Н.А., Зотов О.Д., Клайн Б.И. Связь развития геомагнитных бурь с параметром β солнечного ветра. Солнечно-земная физика. 2021. Т. 7, № 4. С. 25-34. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-74202104.
7. Птицына Н.Г., Данилова О.А., Тясто М.И. Явления гистерезиса в жесткости обрезания космических лучей во время супербури 7-8 ноября 2004 г. Геомагнетизм и аэрономия. 2021. Т. 61, № 4. С. 418-427.
8. Ahluwalia H.S. Ap time variations and interplanetary magnetic field intensity. J. Geophys. Res. 2000. Vol. 105, no. A12. P. 27,481-27,487. DOI:https://doi.org/10.1029/2000JA900124.
9. Bachmann K., White O.R. Observations of hysteresis in solar-cycle variations among seven solar-activity indicators. Solar Phys. 1994. Vol. 150. P. 347-357. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00712896.
10. Bruevich E.A., Kazachevskaya T.V., Katyushina V.V., et al. Hysteresis of indices of solar and ionospheric activity during 11-year cycles. Geomagnetism and Aeronomy. 2016. Vol. 56, no. 8. P. 1075-1081. DOI:https://doi.org/10.1134/S001679321608003X.
11. Dmitriev A.V., Suvorova A.V., Veselovsky I.S. Expected hysteresis of the 23-rd solar cycle in the heliosphere. Adv. Space Res. 2002. Vol. 29, iss. 3. P. 475-479. DOI:https://doi.org/10.1016/S0273-1177(01)00615-9.
12. Dmitriev A.V., Suvorova A.V., Veselovsky I.S. Statistical characteristics of the heliospheric plasma and magnetic field at the earth’s orbit during four solar cycles 20-23. Handbook on Solar Wind: Effects, Dynamics and Interactions. Chapter 2 / Ed. H.E. Johannson. New York: NOVA Science Publ., 2009. P. 81-144.
13. Donnelly R.F. Solar UV spectral irradiance variations. J. Geomagn. Geoelectr. Suppl. 1991. Vol. 43. P. 835-842.
14. Hathaway D.H. The solar Cycle. Living Rev. Solar Phys. 2015. Vol. 12, iss. 4. DOI:https://doi.org/10.1007/lrsp-2015-4.
15. Holappa L., Mursula K., Asikainen T. A new method to estimate annual solar wind parameters and contributions of different solar wind structures to geomagnetic activity. J. Geophys. Res: Space Phys. 2014. Vol. 119. P. 9407-9418. DOI:https://doi.org/10.1002/2014JA020599.
16. Ишков В.Н. Периоды пониженной и повышенной солнечной активности: наблюдательные особенности и ключевые факты. Труды Всероссийской ежегодной конференции «Солнечная и солнечно-земная физика - 2013» СПб., 2013. С. 111-114.
17. Janardhan P., Bisoi S.K., Ananthakrishnan S., et al. A 20 year decline in solar photospheric magnetic fields: Inner-heliospheric signatures and possible implications. J. Geophys. Res: Space Phys. 2015. Vol. 120. P. 5306-5317. DOI: 10.1002/ 2015JA021123.
18. Kane R.P. Solar cycle variation of foF2. J. Atmos. Terr. Phys. 1992. Vol. 54, no. 9. P. 1201-1205.
19. Kane R.P. Lags, hysteresis, and double peaks between cosmic rays and solar activity. J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108, iss. A10, 1379. DOI:https://doi.org/10.1029/2003JA009995.
20. Kilcik A., Yiğit E., Yurchyshyn V., et al. Solar and geomagnetic activity relation for the last two solar cycles. Sun and Geosphere. 2017. Vol. 12/1. P. 31-39.
21. McIntosh S.W., Leamon R.J., Egeland R., et al. What the sudden death of solar cycles can tell us about the nature of the solar interior. Solar Phys. 2019. Vol. 294, no. 88. DOI: 10.1007/ s11207-019-1474-y.
22. Mavromichalaki H., Belehaki A., Rafios X. Simulated effects at neutron monitor energies: evidence for a 22-year cosmic-ray variation. Astron. Astrophys. 1998. Vol. 330. P. 764-772.
23. Ortiz de Adler N., Elias A.G. Latitudinal variation of foF2 hysteresis of solar cycles 20, 21 and 22 and its application to the analysis of long-term trends. Ann. Geophys. 2008. Vol. 26. P. 1269-1273. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-26-1269-2008.
24. Özgüç A., Ataç T. Effects of hysteresis in solar cycle variations between flare index and cosmic rays. New Astronomy. 2003. Vol. 8, iss. 8. P. 745-750. DOI:https://doi.org/10.1016/S1384-1076(03)00063-0.
25. Özgüç A., Ataç T., Antalova A. Effects of hysteresis of some solar indices during the past three solar cycles 20, 21 and 22. Proc. 1st Solar and Space Weather Euroconference “The Solar Cycle and Terrestrial Climate”. Santa Cruz de Tenerife, Spain, 2000. SP-463. P. 403-405.
26. Özgüç A., Kilcik A., Rozelot J.P. Effects of hysteresis between maximum CME speed index and typical solar activity indicators during cycle 23. Solar Phys. 2012. Vol. 281. P. 839-846. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-012-0087-5.
27. Özgüç A., Kilcik A., Georgieva K., Kirov B. Temporal offsets between maximum CME speed index and solar, geomagnetic, and interplanetary indicators during solar cycle 23 and the ascending phase of cycle 24. Solar Phys. 2016. Vol. 291. P. 1533-1546. DOI:https://doi.org/10.1007/s11207-016-0909-y.
28. Papitashvili V.O., Papitashvili N.E., King J.H. Solar cycle effects in planetary geomagnetic activity: Analysis of 36-year long OMNI dataset. Geophys. Res. Lett. 2000. Vol. 27, no. 17. P. 2797-2800.
29. Penn M.J., Livingston W. Long-term evolution of sunspot magnetic fields. Proc. IAU Symp. “The Physics of Sun and Star Spots”. 2010. Vol. 273. P. 126-133.
30. Reda R., Giovannelli L., Alberti T. On the time lag between solar wind dynamic parameters and solar activity UV proxies. Adv. Space Res. 2023. Vol. 71, iss. 4. P 2038-2047. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2022.10.011.
31. Samsonov A., Bogdanova Y.V., Branduardi-Raymont G., et al. Long-term variations in solar wind parameters, magnetopause location, and geomagnetic activity over the last five solar cycles. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2019. Vol. 124. P. 4049-4063. DOI:https://doi.org/10.1029/2018JA026355.
32. Schreiber H. On the periodic variations of geomagnetic activity indices Ap and ap. Ann. Geophys. 1998. Vol. 16. P. 510-517.
33. Singha M., Singha Y.P., Badruddin. Solar modulation of galactic cosmic rays during the last five solar cycles. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2008. Vol. 70. P. 169-183.
34. Verbanac G., Vršnak B., Veronig A., Temmer M. Equatorial coronal holes, solar wind high-speed streams, and their geoeffectiveness. Astronomy Astrophys. 2011. Vol. 526, no. A20. DOI:https://doi.org/10.1051/0004-6361/201014617.
35. Yermolaev Y.I., Lodkina I.G., Khokhlachev A.A., Yermolaev M.Y. Peculiarities of the heliospheric state and the solar-wind/magnetosphere coupling in the era of weakened solar activity. Universe. 2022. Vol. 8, 495. DOI:https://doi.org/10.3390/universe8100495.
36. URL: https://spdf.gsfc.nasa.gov/pub/data/omni/low_res_omni/ (дата обращения 8 декабря 2022 г.).
37. URL: https://omniweb.gsfc.nasa.gov/html/ow_data.html/ (дата обращения 8 декабря 2022 г.).
