Forbush decreases and geomagnetic disturbances: 2. Comparison of solar cycles 23–24 and events with sudden and gradual onset

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Statistical relationships between the values of geomagnetic indices and the characteristics of cosmic rays and interplanetary disturbances are studied for Forbush decreases with sudden and gradual onset associated with different types of solar sources: a) coronal mass ejections from active regions accompanied by solar flares; b) filament eruptions outside active regions; c) high-speed streams from coronal holes; d) several sources. Using statistical methods, the dependence of geomagnetic indices on cosmic ray and solar wind parameters for Forbush decreases in solar cycles 23 and 24 is also compared. The results obtained showed: a) interplanetary disturbances associated with coronal mass ejections from active regions cause mainly magnetic storms with a sudden onset; b) interplanetary disturbances associated with high-speed streams from coronal holes cause mainly storms with a gradual onset; c) interplanetary disturbances associated with filament eruptions outside active regions cause equally probable storms with a sudden and gradual onset. For sporadic Forbush decreases the values of cosmic ray and geomagnetic activity parameters are, on average, higher for events with a sudden onset; for recurrent Forbush decreases, the nature of the event onset does not affect the value of these parameters. For all types of solar sources the parameters of the disturbed solar wind are, on average, higher in events with a sudden onset. The geoefficiency of interplanetary disturbances is much higher in the 23rd cycle for events associated with ejections from active regions; for other types of disturbances, the difference between the cycles is weak.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. A. Melkumyan

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)

Author for correspondence.
Email: amelkum@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk

A. V. Belov

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)

Email: amelkum@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk

N. S. Shlyk

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)

Email: amelkum@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk

M. A. Abunina

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)

Email: abunina@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk

A. A. Abunin

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)

Email: amelkum@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk

V. A. Oleneva

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)

Email: amelkum@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk

V. G. Yanke

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)

Email: amelkum@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk

References

  1. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Форбуш-эффекты с внезапным и постепенным началом // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 52. № 3. С. 313–320. 2012.
  2. Белов А.В., Ерошенко Е.А., Янке Г.В., Оленева В.А., Абунина М.А., Абунин А.А. Метод глобальной съемки для мировой сети нейтронных мониторов // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 58. № 3. С. 374–389. 2018. https://doi.org/10.7868/S0016794018030082
  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. Т. 59. №6. С. 683–695. 2019. https://doi.org/10.1134/S0016794019060063
  4. Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Абунин А.А., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Основные свойства Форбуш-эффектов, связанных с высокоскоростными потоками из корональных дыр // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 58. № 2. С. 163–176. 2018. https://doi.org/10.7868/S0016794018020025
  5. Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Абунин А.А., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Поведение скорости и температуры солнечного ветра в межпланетных возмущениях, создающих Форбуш-понижения // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 60. № 5. С. 547–556. 2020. https://doi.org/10.31857/S0016794020040100
  6. Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Шлык Н.С., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Особенности поведения временных параметров Форбуш-понижений, связанных с разными типами солнечных и межпланетных источников // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 62. № 2. С. 150–170. 2022. https://doi.org/10.31857/S0016794022010138
  7. Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Шлык Н.С., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Форбуш-понижения и геомагнитные возмущения: 1. События, связанные с разными типами солнечных и межпланетных источников // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 62. № 6. С. 699–714. 2023.
  8. Шлык Н.С., Белов А.В., Абунина М.А., Ерошенко Е.А., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Влияние взаимодействующих возмущений солнечного ветра на вариации галактических космических лучей // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 61. № 6. С. 694–703. 2021. https://doi.org/10.31857/S0016794021060134
  9. Alves M. V., Echer E., Gonzalez W. D. Geoeffectiveness of corotating interaction regions as measured by Dst index // J. Geophys. Res. V. 111. A07S05. 2006. https://doi.org/10.1029/2005JA01
  10. Badruddin, Kumar A. Study of the Forbush Decreases, Geomagnetic Storms, and Ground-Level Enhancements in Selected Intervals and Their Space Weather Implications // Solar Phys. V. 290. P. 1271–1283. 2015. https://doi.org/10.1007/s11207-015-0665-4
  11. Belov A.V. Forbush effects and their connection with solar, interplanetary and geomagnetic phenomena Eds. N. Gopalswamy, D.F. Webb. Cambridge: Cambridge University Press. V. 4. No. S257. P. 439–450. 2008. https://doi.org/10.1017/S1743921309029676.
  12. Forbush S.E. On the effects in the cosmic-ray intensity observed during magnetic storms // Phys. Rev. V. 51. P. 1108–1109. 1937.
  13. Gopalswamy N., Sashiro S., Xie H., Akiyama S., Mäkelä P. Properties and geoeffectiveness of magnetic clouds during solar cycles 23 and 24 // J. Geophys. Res.: Space Physics. V. 120. P. 9221–9245. 2015. https://doi.org/10.1002/2015JA021446
  14. Gopalswamy N., Akiyama S., Yashiro S., Michalek G., Xie H., Mäkelä P. Effect of the weakened heliosphere in solar cycle 24 on the properties of coronal mass ejections // J. Phys.: Conf. Ser. V. 1620. № 1. Article id 012005. 2020. https://doi.org/10.48550/arXiv.1508.01603
  15. Iucci N., Parisi M., Storini M., Villoresi G. Forbush decreases: origin and development in the interplanetary space // Nuovo Cimento C. V. 2. P. 1–52. 1979.
  16. Lockwood J.A. Forbush decreases in the cosmic radiation // Space Sci. Revs. V. 12. № 5. P. 658–715. 1971.
  17. Park Y.D., Moon Y.J., Kim I.S., Yun H.S. Delay times between geoeffective solar disturbances and geomagnetic indices // Astrophys. Space Science. Р. 279, 343. 2002.
  18. Oh S., Kim B. Variation of Solar, Interplanetary and Geomagnetic parameters During Solar Cycles 21–24 // Journal of the Korea Space Science Society. V. 30. P. 101–106. 2013.
  19. Yermolaev Y.I., Nikolaeva N.S., Lodkina I.G., Yermolaev M.Y. Geoeffectiveness and efficiency of CIR, sheath, and ICME in generation of magnetic storms. J. Geophys. Res. V. 117. ID A00L07. 2012.
  20. Yermolaev Y.I., Lodkina I.G., Khokhlachev A.A., Yermolaev M.Y. Peculiarities of the Solar-Wind/Magnetosphere Coupling in the Era of Solar Grand Minimum // Universe. V. 8. Is. 10. P. 495. 2022.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Pie charts of the Kpmax parameter in the FULL, CME1, CME2, CH groups for events with sudden (SSC) and gradual (GSC) onset (Kpmax ≥ 5—).

Download (244KB)
3. Fig. 2. Histograms of parameters Apmax, |Dstmin|, AF, |Bzmin|, Bmax, dB, Vmax, dV in the FULL, CME1, CME2, CH groups for events with sudden (SSC) and gradual (GSC) onset (Bzmin < –5 nTl). In the FULL and CME1 groups, Forbush lows are not shown for events with SSC: 2003.10.29 (AF = 28.0%, Vmax = 1800 km/s), 2003.10.30 (Vmax = 1876 km/s).

Download (433KB)
4. Fig. 3. Circular diagrams of the Kpmax parameter in the FULL, CME1, CME2, CH groups for solar cycles 23 and 24 (Kpmax ≥ 5–).

Download (292KB)
5. Fig. 4. Histograms of parameters Apmax, |Dstmin|, AF, |Bzmin|, Bmax, dB, Vmax, dV in the FULL, CME1, CME2, CH groups for solar cycles SC 23 and SC 24 (Bzmin < –5 nT). In the FULL and CME1 groups, FPs are not shown for solar cycle 23: 2003.10.29 (AF = 28.0%, Vmax = 1800 km/s), 2003.10.30 (Vmax = 1876 km/s).

Download (440KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».