Solnechno-Zemnaya Fizika

Солнечно-земная физика

2712-9640

84045

10.12737/szf-111202502

Результаты исследований

Results of current research

Результаты исследований

Analysis of helio- and geophysical events in October–November 2021 from comprehensive observations of SHICRA SB RAS

Анализ гелио- и геофизических событий в октябре–ноябре 2021 г. по комплексным наблюдениям ИКФИА СО РАН

Козлов

Владимир Ильич

Kozlov

Vladimir Il'ich

v.kozlov@ikfia.ysn.ru

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/0000-0002-1348-4708

Григорьев

Владислав Георгиевич

Grigoryev

Vladislav Georgievich

grig@ikfia.ysn.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

Баишев

Дмитрий Гаврильевич

Baishev

Dmitry Gavrilyevich

baishev@ikfia.ysn.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

Макаров

Георгий Афанасьевич

Makarov

Georgy Afanasyevich

gmakarov@ikfia.sbras.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

Павлов

Егор Айсенович

Pavlov

Egor Aysenovich

pochta_baki@mail.ru

Каримов

Рустам Рамильевич

Karimov

Rustam Ramilyevich

karimov@ikfia.ysn.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

https://orcid.org/0000-0003-1892-1839

Корсаков

Алексей Анатольевич

Korsakov

Aleksey Anatol'evich

korsakovaa@ikfia.ysn.ru

Степанов

Александр Егорович

Stepanov

Aleksandr Egorovich

a_e_stepanov@ikfia.ysn.ru

Колтовской

Игорь Иннокентьевич

Koltovskoi

Igor Innokentyevich

Аммосов

Петр Петрович

Ammosov

Petr Petrovich

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

Гаврильева

Галина Алексеевна

Gavrilieva

Galina Alekseevna

gagavrilyeva@ikfia.ysn.ru

https://orcid.org/0000-0001-5190-6580

Иевенко

Игорь Борисович

Ievenko

Igor Borisovich

ievenko@ikfia.ysn.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

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 of SB RAS Yakutsk Russian Federation

26 03 2025

11 1 10 30 13 06 2024 16 12 2024

https://zh-szf.ru/en/nauka/article/84045/view

Приведены результаты комплексных наблюдений проявлений космической погоды во время геофизических событий в конце октября – начале ноября 2021 г. на Якутской меридиональной геофизической сети ИКФИА СО РАН, включающей в себя комплекс различных научных приборов установленных на станциях «Якутск», «Маймага», «Жиганск» и «Тикси» (нейтронные мониторы, ионозонд, риометр, приемники ОНЧ-радиошумов и сигналов навигационных радиостанций, магнитометры), а также комплекс оптических приборов установленных на ст. «Маймага». Представлены результаты анализа явлений, происходивших в околоземном космическом пространстве, ионосфере и атмосфере Земли в северо-восточном секторе Сибири. Изучены свойства наблюдавшихся в это время геофизических эффектов проявления космической погоды: форбуш-понижений космических лучей, геомагнитной бури и суббури, риометрического поглощения, возникновения электроструи, квазипериодических широкополосных радиошипений. Проведена оценка изменения эффективной высоты волновода Земля—ионосфера, критических частот F2-слоя ионосферы, поглощения радиоволн коротковолнового диапазона, температуры нейтральной атмосферы, лучистой полосы сияния в эмиссиях 557.7 и 630.0 нм, а также области интенсивных полярных сияний и авроральной красной дуги (SAR-дуга).

The paper reports the results of comprehensive observations of space weather manifestations during geophysical events at the end of October – beginning of November 2021 at the Yakut meridional geophysical network of SHICRA SB RAS equipped with a complex of various scientific instruments installed at the stations Yakutsk, Maimaga, Zhigansk, and Tixie Bay (neutron monitors, an ionosonde, a riometer, receivers of VLF radio noise and signals from navigation radio stations, magnetometers), as well as a complex of optical instruments installed in Maimaga. We present the results of the analysis of phenomena occurring in near-Earth space, Earth’s ionosphere and atmosphere in the North-Eastern sector of Siberia. We examine the properties of the geophysical effects of space weather observed at this time: Forbush decreases of cosmic rays, geomagnetic storm and substorm, riometric absorption, the occurrence of electrojet, quasi-periodic broadband radio hisses, assess changes in the effective height of the Earth—ionosphere waveguide, F2-layer critical frequencies, absorption of short-wave radio waves, temperature of the neutral atmosphere, radiant auroral band in 557.7 and 630.0 nm emissions, as well as the region of intense auroras and auroral red arc (SAR arc).

солнечная вспышка магнитная буря форбуш-понижение полярное сияние авроральная дуга нейтронный монитор ионозонд риометр приемник ОНЧ-радиошумов и сигналов навигационных радиостанций магнитометры

solar flare magnetic storm Forbush decrease aurora auroral arc neutron monitor ionosonde riometer receiver of VLF radio noise and signals from navigation radio stations magnetometers

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ на выполнение Государственного задания ИКФИА СО РАН

The work was financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation for implementation of the State assignment of SHICRA SB RAS

Баишев Д.Г., Самсонов С.Н., Моисеев А.В. и др. Мониторинг и исследование эффектов космической погоды с помощью меридиональной цепочки инструментов в Якутии: краткий обзор. Солнечно-земная физика. 2017. Т. 3, № 2. С. 27–35. DOI: 10.12737/22607 // Baishev D.G., Samsonov S.N., Moiseev A.V., et al. Monitoring and investigating space weather effects with meridional chain of instruments in Yakutia: a brief overview. Solar-Terrestrial Physics. 2017. Vol. 3, iss. 2. P. 25–33. DOI: 10.12737/stp-3220175.

Baishev D.G., Samsonov S.N., Moiseev A.V., Boroyev R.N., Stepanov A.E., Kozlov V.I., Korsakov A.A., Toropov A.A., Yoshikawa A., Yumoto K. Monitoring and investigating space weather effects with meridional chain of instruments in Yakutia: a brief overview. Solar-Terrestrial Physics. 2017, vol. 3, iss. 2, pp. 25–33. DOI: 10.12737/stp-3220175.

Иевенко И.Б., Парников С.Г. Связь динамики SAR-дуги с суббуревой инжекцией по наблюдениям полярных сияний. Магнитосферные явления в окрестности плазмопаузы. Геомагнетизм и аэрономия. 2022. Т. 61, № 2. С. 171–188. DOI: 10.31857/S0016794022020092.

Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Krivoshapkin P.A., Prikhodko A.N., Yegorov A.G. Cosmic ray anisotropy based on Yakutsk station in real time. Adv. Space Res. 2008, vol. 41, iss. 6, pp. 943–946. DOI: 10.1016/j.asr.2007.04.072.

Козлов В.И., Баишев Д.Г., Павлов Е.А. Вариации естественных электрических потенциалов в криолитозоне, Якутск. Физика Земли. 2022. Т. 2, №. 3. С. 153–160.

Howard T. Coronal Mass Ejections: An Introduction, Astrophysics and Space Science Library. Springer Science+Business Media, LLC. 2011, vol. 376. DOI: 10.1007/978-1-4419-8789-1.

Крымский Г.Ф. Диффузионный механизм суточной вариации космических лучей. Геомагнетизм и аэрономия. 1964. Т. 4. С. 977–986.

Ievenko I.B., Parnikov S.G. Relationship of the SAR arc dynamics to substorm injection based on the aurorae observation. Magnetospheric phenomena in the plasmapause vicinity. Geomagnetism and Aeronomy. 2022, vol. 62, no. 1-2, pp. 32–49. DOI: 10.1134/S0016793222020098.

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: 10.12737/szf-74202104 // Kurazhkovskaya N.A., Zotov O.D., Klain B.I. Relationship between geomagnetic storm development and the solar wind parameter β. Solar-Terrestrial. Physics. 2021. Vol. 7, iss. 4. P. 24–32. DOI: 10.12737/stp-74202104.

Kozlov V.I., Baishev D.G., Pavlov E.A. Variations of Natural Electrical Potentials in the Cryolithozone, Yakutsk. Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2022, vol. 58, no. 3, pp. 435–442.

Маннинен Ю., Клейменова Н.Г., Громова Л.И. и др. Дневные ОНЧ-излучения во время восстановительной фазы магнитной бури: событие 5 января 2015 г. Геомагнетизм и аэрономия. 2020. T. 60, № 3. С. 318–328. DOI: 10.31857/S0016794020030116.

Krymsky G.F. Diffusional mechanism of the daily variation of cosmic rays. Geomagnetizm i aeronomiya [Geomagnetism and Aeronomy]. 1964, vol. 4, pp. 977–986. (In Russian).

Митра А. Воздействие солнечных вспышек на ионосферу Земли. М.: Мир, 1977. 370 с.

Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Grigoryev V.G., Skripin G.V., Chuprova V.P. Dynamics of the cosmic ray current behaviour during large-scale solar wind disturbances. Proc. 28th ICRC. Tsukuba, Japan, 2003, SH 2.2, pp. 3613–3616.

Мурзаева Н.Н., Муллаяров В.А., Козлов В.И., Каримов Р.Р. Морфологические характеристики среднеширотного регулярного шумового фона естественного низкочастотного излучения. Геомагнетизм и аэрономия. 2001. Т. 41, № 1. С. 76–83.

Kumar A., Kumar S. Solar flare effects on D-region ionosphere using VLF measurements during low- and high-solar activity phases of solar cycle 24. Earth, Planets and Space. 2018, vol. 70, no. 29, pp. 1–14. DOI: 10.1186/s40623-018-0794-8.

Орлов А.Б., Пронин А.Е., Уваров А.Н. Широтная зависимость эффективного коэффициента потерь электронов в дневной нижней ионосфере по данным о вариациях фазы СДВ-полей и риометрического поглощения при ВИВ. Геомагнетизм и аэрономия. 1998. Т. 38, № 3. С. 102–110.

Kurazhkovskaya N.A., Zotov O.D., Klain B.I. Relationship between geomagnetic storm development and the solar wind parameter β. Solar-Terrestrial Physics. 2021, vol. 7, iss. 4, pp. 24–32. DOI: 10.12737/stp-74202104.

10.

Руководство URSI по интерпретации и обработке ионограмм: пер. с англ. / Ред. Н.В. Медникова. М.: Наука, 1977. 342 с.

Loewe C.A., Prolss G.W. Classification and mean behavior of magnetic storms. J. Geophys. Res. 1997, vol. 102, no. A7, pp. 14209–14213.

11.

Стародубцев С.А., Баишев Д.Г., Григорьев В.Г. и др. Анализ солнечных, космо- и геофизических событий в сентябре 2017 г. по комплексным наблюдениям ИКФИА СО РАН. Солнечно-земная физика. 2019. Т. 5, № 1. С. 17–38. DOI: 10.12737/szf-51201903 // Starodubtsev S.A., Baishev D.G., Grigoryev V.G., et al. Analyzing solar, cosmic, and geophysical events in September 2017, SHIСRA SB RAS complex observations. Solar-Terrestrial. Physics. 2019, vol. 5, iss. 1. P. 14–27. DOI: 10.12737/stp-51201903.

Manninen J., Kleimenova N.G., Gromova L.I., Fedorenko Y.V., Nikitenko A.S., Lebed’ O.M. Daytime VLF emissions during the magnetic storm recovery phase: the event of January 5, 2015. Geomagnetism and Aeronomy. 2020, vol. 60, no. 3, pp. 301–310. DOI: 10.1134/S0016793220030111.

12.

Шефов Н.Н., Семенов А.И., Хомич В.Ю. Излучение верхней атмосферы — индикатор ее структуры и динамики. М.: ГЕОС, 2006. 741 с.

Mitra A.P. Ionospheric Effects of Solar Flares. Dordrecht, Holland, D. Reidel Publ. Co., 1974, 307 p. (Russ. ed.: Mitra A.P. Vozdeistvie solnechnykh vspyshek na ionosferu Zemli. Moscow, Mir Publ., 1977, 370 p.).

13.

Яхнин А.Г. Магнитосферная суббуря: основные проявления и возможные механизмы. Плазменная гелиогеофизика. T. 1 / Под ред. Л.М. Зеленого, И.С. Веселовского. М.: Физматлит, 2008. С. 465–483.

Murzaeva N.N., Mullayarov V.A., Kozlov V.I., Karimov R.R. Morphological characteristics of the midlatitude regular noise background of the natural low-frequency emission. Geomagnetism and Aeronomy. 2001, vol. 41, no. 1, pp. 76–83.

14.

Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Krivoshapkin P.A., et al. Cosmic ray anisotropy based on Yakutsk station in real time. Adv. Space Res. 2008. Vol. 41, iss. 6. P. 943–946. DOI: 10.1016/j.asr.2007.04.072.

Orlov A.B., Pronin A.E., Uvarov A.N. Latitudinal dependence of the effective electron-loss coefficient in the daytime lower ionosphere as deduced from VLF phase variations and riometric absorption data during SIDs. Geomagnetism and Aeronomy. 1998, vol. 38, no. 3, pp. 341–346.

15.

Howard T. Coronal Mass Ejections: An Introduction, Astrophysics and Space Science Library. Springer Science+Business Media, LLC. 2011. Vol. 376. DOI: 10.1007/978-1-4419-8789-1.

Rukovodstvo URSI po interpretatsii i obrabotke ionogramm [URSI Manual on Ionogram Interpretation and Processing]. Moscow, Nauka Publ., 1977, 342 p.

16.

Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Grigoryev V.G., et al. Dynamics of the Cosmic Ray Current Behaviour During Large-Scale Solar Wind Disturbances. Proc. 28th ICRC, Tsukuba, Japan, 2003. SH 2.2. P. 3613–3616.

Starodubtsev S.A., Baishev D.G., Grigoryev V.G., Karimov R.R., Kozlov V.I., Korsakov A.A., Makarov G.A., Moiseev A.V. Analyzing solar, cosmic, and geophysical events in September 2017, SHISRA SB RAS complex observations. Solar-Terrestrial. Physics. 2019, vol. 5, iss. 1, pp. 14–27. DOI: 10.12737/stp-51201903.

17.

Kumar A., Kumar S. Solar flare effects on D-region ionosphere using VLF measurements during low- and high-solar activity phases of solar cycle 24. Earth, Planets and Space. 2018. Vol. 70, no. 29. P. 1–14. DOI: 10.1186/s40623-018-0794-8.

Todoroki Y., Maekawa S., Yamauchi T., Horie T., Hayakawa M. Solar flare induced D region perturbation in the ionosphere, as revealed from a short-distance VLF propagation path. Geophys. Res. Lett. 2007, vol. 34, iss. 3, L03103, pp. 1–5. DOI: 10.1029/2006GL028087.

18.

Loewe C.A., Prolss G.W. Classification and mean behavior of magnetic storms. J. Geophys. Res. 1997. Vol. 102, no. A7. P. 14209–14213.

Shefov N.N., Semenov A.I., Homich V.Yu. Izluchenie verhnej atmosfery – indikator ee struktury i dinamiki [Atmospheric Radiation as an Indicator of Its Structure and Dynamics]. Moscow, GEOS Publ., 2006. 741 p. (In Russian).

19.

Todoroki Y., Maekawa S., Yamauchi T., et al. Solar flare induced D region perturbation in the ionosphere, as revealed from a short-distance VLF propagation path. Geophys. Res. Lett. 2007. Vol. 34, iss. 3, L03103. P. 1–5. DOI: 10.1029/2006GL028087.

Yahnin A.G. Magnetospheric substorm: Main manifestations and possible mechanisms. Plazmennaya geliogeofizika [Plasma Heliogeophysics]. Moscow, Fizmatlit Publ., 2008, vol. 1. pp. 465–483. (In Russian).

20.

Yumoto K., Tanaka Y., Oguti T., et al., and the 210° MM Magnetic Observation Group. Globally coordinated magnetic observations along 210° magnetic meridian during STEP period, 1, Preliminary results of low-latitude Pc 3’s. J. Geomag. Geoelectr. 1992. Vol. 44. P. 261–276.

Yumoto K., Tanaka Y., Oguti T., Shiokawa K., Yoshimura Y., Isono A., Fraser B.J., Menk F.W., and the 210 degrees MM Magnetic Observation Group. Globally coordinated magnetic observations along 210° magnetic meridian during STEP period, 1, Preliminary results of low-latitude Pc 3’s. J. Geomagnetism and Geoelectricity. 1992, vol. 44, pp. 261–276.

21.

URL: http://www.nmdb.eu (дата обращения 22 марта 2024 г.).

URL: http://www.nmdb.eu (accessed March 22, 2024).

22.

URL: http://stjarnhimlen.se/comp/tutorial.html (дата обращения 22 марта 2024 г.).

URL: http://stjarnhimlen.se/comp/tutorial.html (accessed March 22, 2024).

23.

URL: https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list (дата обращения 20 апреля 2023 г.).

URL: https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list (accessed April 20, 2023).

24.

URL: https://www.spaceweather.com (дата обращения 20 апреля 2023 г.).

URL: https://www.spaceweather.com (accessed April 20, 2023).

25.

URL: https://solarmonitor.org (дата обращения 20 апреля 2023 г.).

URL: https://solarmonitor.org (accessed April 20, 2023).

26.

URL: https://planetcalc.ru/7721/?thanks=1 (дата обращения 20 апреля 2023 г.).

URL: https://planetcalc.ru/7721/?thanks=1 (accessed April 20, 2023).

27.

URL: https://spdf.gsfc.nasa.gov/pub/data/omni/ (дата обращения 14 ноября 2023 г.).

URL: https://spdf.gsfc.nasa.gov/pub/data/omni/ (accessed November 14, 2023).

28.

URL: https://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/ae_realtime/ (дата обращения 14 ноября 2023 г.).

URL: https://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/ae_realtime/ (accessed April 20, 2023).

29.

URL: https://supermag.jhuapl.edu/ (дата обращения 14 ноября 2023 г.).

URL: https://supermag.jhuapl.edu/ (accessed November 14, 2023).

30.

URL: https://ampere.jhuapl.edu/ (дата обращения 14 ноября 2023 г.)

URL: https://ampere.jhuapl.edu/ (accessed November 14, 2023)

31.

URL: https://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/dst_provisional/index.html (дата обращения 14 ноября 2022 г.).

URL: https://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/dst_provisional/index.html (accessed November 14, 2023).