Новосибирск, Россия
Представлены результаты многолетних наблюдений вариаций космических лучей и атмосферных параметров на средних широтах (район Новосибирска). Выполнен анализ отклика атмосферы на форбуш-понижения галактических космических лучей (КЛ) и солнечные протонные события. Для анализа привлечено 181 форбуш-понижение и 18 наземных возрастаний солнечных космических лучей (Ground Level Enhancement, GLE) за 1967–2019 гг. Это позволило рассматривать эффект в зависимости от сезона года. Эффект увеличения давления во время форбуш-понижения более выражен в осенне-зимний период, однако имеет место и в теплое время года. Для средних широт отмечается также тенденция к росту давления после GLE. На фронте форбуш-понижения при спаде интенсивности КЛ с ростом атмосферного давления наблюдается возрастание среднемассовой и приземной температуры. На фазе восстановления интенсивности после форбуш-понижения происходит уменьшение среднемассовой и приземной температуры. Предполагается, что наблюдаемые вариации атмосферных параметров обусловлены влиянием космических лучей на скорость ионизации, в свою очередь обусловливающую вариации прозрачности атмосферы и облачности.
космические лучи, солнечные протонные события, атмосфера, давление, температура
1. Веретененко С.В. Особенности пространственно-временной структуры эффектов солнечной активности и вариаций космических лучей в циркуляции нижней атмосферы: дис. ... д-ра физ.-мат. наук. Санкт-Петербург, 2017. 327 с.
2. Веретененко С.В., Пудовкин М.И. Эффекты вариаций космических лучей в циркуляции нижней атмосферы. Геомагнетизм и аэрономия. 1993. Т. 33, № 6. С. 35−40.
3. Веретененко C.В., Тайл П. Солнечные протонные события и эволюция циклонов в Северной Атлантике. Геомагнетизм и аэрономия. 2008. Т. 48, № 4. С. 542–552.
4. Веретененко С.В., Огурцов М.Г. Исследование пространственно-временной структуры долгопериодных эффектов солнечной активности и вариаций космических лучей в циркуляции нижней атмосферы. Геомагнетизм и аэрономия. 2012. Т. 52, № 5. С. 626–638.
5. Кудрявцев И.В., Юнгер X. Вариации прозрачности атмосферы под действием галактических космических лучей как возможная причина их влияния на формирование облачности. Геомагнетизм и аэрономия. 2011. Т. 51, № 5. С. 668–676.
6. Лушников А.А., Загайнов В.А., Любовцева Ю.С., Гвишиани А.Д. Образование наноаэрозолей в тропосфере под действием космического излучения. Извести РАН. Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50, № 2. С. 175–184. DOI:https://doi.org/10.7868/S0002351514020072.
7. Мустель Э.Р. Современное состояние вопроса о реальности корпускулярно-атмосферных связей. Солнечно-атмосферные связи в теории климата и прогнозах погоды. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. C. 7−18.
8. Пудовкин М.И., Распопов О.М. Физический механизм воздействия солнечной активности и других геофизических факторов на состояние нижней атмосферы и климат. Успехи физических наук. Конференции и симпозиумы. 1993. Т. 163, № 7. С. 113–116.
9. Artamonova I., Veretenenko S. Galactic cosmic ray variation influence on baric system dynamics at middle latitudes. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2011. Vol. 73, iss. 2/3. P. 366−370. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2010.05.004.
10. Artamonova I., Veretenenko S. Atmospheric pressure variations at extratropical latitudes associated with Forbush decreases of galactic cosmic rays. Adv. Space Res. 2014. Vol. 54, iss. 12. P. 2491−2498. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2013.11.057.
11. Dorman L. Cosmic Rays in the Earth’s Atmosphere and Underground. Dordrecht: Kluwer Academic Publ., 2004. 862 p.
12. Ermakov V.I., Stozhkov Y.I. Thunderstorm Cloud Physics. Preprint N 2. Moscow: Lebedev Physical Institute, 2004. 36 p.
13. Harrison R.G., Tammet H. Ions in the terrestrial atmosphere and other solar system atmospheres. Space Sci. Rev. 2008. Vol. 137. P. 107–118. DOI:https://doi.org/10.1007/s11214-008-9356-x.
14. Kniveton D.R. Precipitation, cloud cover and Forbush decreases in galactic cosmic rays. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2004. Vol. 66, iss. 13-14. P. 1135–1142. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp. 2004.05.010.
15. Lee S.H., Reeves J.M., Wilson J.C., et al. Particle formation by ion nucleation in the upper troposphere and lower stratosphere. Science. 2003. Vol. 301. P. 1886–1889. DOI:https://doi.org/10.1126/science.1087236.
16. Marsh N.D., Svensmark H. Low clouds properties influenced by cosmic rays. Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85. P. 5004–5007. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.85.5004.
17. Ney E.P. Cosmic radiation and the weather. Nature. 1959. Vol. 183. P. 451–452. DOI:https://doi.org/10.1038/183451a0.
18. Pallé E., Butler C.J., O’Brien K. The possible connection between ionization in the atmosphere by cosmic rays and low level clouds. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2004. Vol. 66. P. 1779–1790. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2004.07.041.
19. Pudovkin M.I., Veretenenko S.V. Cloudiness decreases associated with Forbush-decreases of galactic cosmic rays. J. Atmos. Terr. Phys. 1995. Vol. 57, no. 11. P. 1349–1355. DOI:https://doi.org/10.1016/0021-9169(94)00109-2.
20. Pudovkin M.I., Veretenenko S.V., Pellinen R., Kyrö E. Meteorological characteristic changes in the high-latitudinal atmosphere associated with Forbush decreases of the galactic cosmic rays. Adv. Space Res. 1997. Vol. 20, no. 6. P. 1169−1172. DOI:https://doi.org/10.1016/S0273-1177(97)00767-9.
21. Roldugin V.C., Tinsley B.A. Atmospheric transparency changes associated with solar wind-induced atmospheric electricity variations. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2004. Vol. 66, iss. 13-14. P. 1143–1149. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2004.05.006.
22. Shumilov O.I., Kasatkina E.A., Henriksen K., Vashenuk E. Enhancement of stratospheric aerosol after solar proton event. Ann. Geophys. 1996. Vol. 4, no. 11. P. 1119–1123. DOI:https://doi.org/10.1007/s00585-996-1119-y.
23. Svensmark H. Influence of cosmic rays on Earth’s climate. Phys. Rev. Lett. 1998. Vol. 81, no. 22. P. 5027–5030. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.81.5027.
24. Tinsley B.A. A working hypothesis for connections between electrically-induced changes in cloud microphysics and storm vorticity, with possible effects on circulation. Adv. Space Res. 2012. Vol. 50, iss. 6. P. 791–805. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2012. 04.008.
25. Tinsley B.A., Deen G.W. Apparent tropospheric response to MeV-GeV particle flux variations: A connection via electrofreezing of supercooled water in high-level clouds? J. Geophys. Res. 1991. Vol. 96. P. 22283−22296. DOI:https://doi.org/10.1029/91JD02473.
26. Tinsley B.A., Zhou L. Initial results of a global circuit model with stratospheric and tropospheric aerosols. J. Geophys. Res. 2006. Vol. 111. D16205. DOI:https://doi.org/10.1029/2005JD006988.
27. Tinsley B.A., Brown G.M., Scherrer P.H. Solar variability influences on weather and climate: Possible connections through cosmic ray fluxes and storm intensification. J. Geophys. Res. 1989. Vol. 94, no. D12. P. 14783–14792. DOI:https://doi.org/10.1029/JD094 iD12p14783.
28. Usoskin I.G., Kovaltsov G.A. Cosmic ray induced ionization in the atmosphere: Full modeling and practical applications. J. Geophys. Res. 2006. Vol. 111. D21206. DOI: 10.1029/ 2006JD007150.
29. Veretenenko S., Thejll P. Effects of energetic solar proton events on the cyclone development in the North Atlantic. J. Atmos. Solar Terr. Phys. 2004. Vol. 66. P. 393–405. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2003.11.005.
30. Veretenenko S., Thejll P. Influence of energetic solar proton events on the development of cyclonic processes at extratropical latitudes. J. Phys.: Conf. Ser. 2013. Vol. 409, 012237. DOI:https://doi.org/10.1088/1742-6596/409/1/012237.
31. URL: http://crsa.izmiran.ru/phpmyadmin (дата обращения 29 апреля 2024 г.).
32. URL: https://www.nco.ncep.noaa.gov/pmb/products/gfs (дата обращения 29 апреля 2024 г.).
33. URL: http://193.232.24.200/nvbk/main.htm (дата обращения 29 апреля 2024 г.).
34. URL: https://gle.oulu.fi/ (дата обращения 29 апреля 2024 г.).
35. URL: http://www.ckp-rf.ru/usu/433536 (дата обращения 29 апреля 2024 г.).
