Recording Time Delay of Sudden Magnetic Storm at Different Magnetic Observatories: Analysis of Individual Events

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The problem of simultaneous detection of a sudden commencement (SC) and a main impulse (MI) of a geomagnetic storm by different magnetic stations is discussed using the example of two SC-events of March 17, 2013 and March 17, 2015. The interplanetary coronal mass ejections and associated shock waves that caused the studied the SC-events under investigation are identified as coronal mass ejections observed near the Sun, whose source regions were located in different solar hemispheres. The linear velocities projections of the two sampled noticeable difference in the velocities of the associated interplanetary shock waves. One-second time resolution data were used to relate the detection start times of SC and MI to the latitude and longitude of the magnetic station on the Earth's surface for each SC-event analyzed; trends were found in the form of a linear or quadratic relationship. We used an original approach to determine the SC and MI detection start times. A conclusion was made that the SC and MI detection start times can differ from a few seconds to more than one minute on magnetic observatories located at different geographical latitudes and longitudes. The magnetic stations that first to detected SC and MI in each analyzed SC-event were identified. It was suggested that the position of the first station that detect SC and MI depends on the characteristics of the interplanetary shock waves affecting the Earth’s magnetosphere.

About the authors

I. S. Zagainova

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation, RAS (IZMIRAN)

Author for correspondence.
Email: yuliazagainova@mail.ru
Moscow, Troitsk, Russia

S. V. Gromov

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation, RAS (IZMIRAN)

Email: yuliazagainova@mail.ru
Moscow, Troitsk, Russia

L. I. Gromova

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation, RAS (IZMIRAN)

Email: yuliazagainova@mail.ru
Moscow, Troitsk, Russia

V. G. Fainshtein

Institute of Solar–Terrestrial Physics, Siberian Branch, RAS (ISTP SB RAS)

Email: yuliazagainova@mail.ru
Irkutsk, Russia

References

  1. Акасофу С.И., Чепмен С. Солнечно-земная физика. 2-я. Перевод с англ. М.: Изд-во “Мир”, 512 с. 1975.
  2. Ермолаев Ю.И., Николаева Н.С., Лодкина И.Г., Ермолаев М.Ю. Каталог крупномасштабных явлений солнечного ветра для периода 1976–2000 гг. // Космические исследования. Т. 47. № 2. С. 99–113. 2009. https://doi.org/10.1134/S0010952509020014
  3. Загайнова Ю.С., Громов С.В., Громова Л.И., Файнштейн В.Г. Изучение внезапного начала магнитной бури по наблюдениям с секундным временным разрешением // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 64. № 3. С. 348‒362. 2024. https://doi.org/10.31857/S0016794024030034
  4. Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. Перевод с англ. М.: Изд-во “Мир”, 306 с. 1980.
  5. Пархомов В.А. О тонкой структуре предварительного импульса внезапного начала магнитных бурь // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 25. № 3. С. 420‒424. 1985.
  6. Пархомов В.А., Бородкова Н.Л., Яхнин А.Г., Суворова А.В., Довбня Б.В., Пашинин А.Ю., Козелов Б.В. Глобальный импульсный всплеск геомагнитных пульсаций в частотном диапазоне 0.2–5 Гц, как предвестник внезапного начала геомагнитной бури Святого Патрика 17 марта 2015 г. // Космические исследования. Т. 55. № 5. С. 323–336. 2017. https://doi.org/10.7868/S0023420617050016
  7. Araki T. Global structure of geomagnetic sudden commencements // Planet. Space Sci. V. 25. № 4. P. 373–384. 1977. https://doi.org/10.1016/0032-0633(77)90053-8
  8. Araki T. A physical model of the geomagnetic sudden commencement / Solar Wind Sources of Magnetospheric Ultra-Low-Frequency Waves. Eds. M.J. Engebretson, K. Takahashi, M. Scholer. Geophys. Monograph. V. 81. Washington, D.C.: AGU. P. 183–200. 1994. https://doi.org/10.1029/GM081p0183
  9. Araki T., Shinbori A. Relationship between solar wind dynamic pressure and amplitude of geomagnetic sudden commencement (SC) // Earth Planets Space. V. 68. ID 90. 2016. https://doi.org/10.1186/s40623-016-0444-y
  10. Bocchialini K., Grison B., Menvielle M. et al. Statistical analysis of solar events associated with Storm Sudden Commencements over one year of solar maximum during cycle 23: Propagation from the Sun to the Earth and effects // Solar Phys. V. 293. № 5. ID 75. 2018. https://doi.org/10.1007/s11207-018-1278-5
  11. Brueckner G.E., Howard R.A., Koomen M.J. et al. The large angle spectroscopic coronagraph (LASCO) // Solar Phys. V. 162. № 1-2. P. 357-402. 1995. https://doi.org/10.1007/BF00733434
  12. Curto J.J., Araki T., Alberca L.F. Evolution of the concept of Sudden Storm Commencements and their operative identification // Earth Planets Space. V. 59. P. i–xii. 2007. https://doi.org/10.1186/BF03352059
  13. Domingo V., Fleck B., Poland A.I. The SOHO mission: An overview // Solar Phys. V. 162. № 1-2. P. 1‒37. 1995. https://doi.org/10.1007/BF00733425
  14. Fathy A., Kim K.-H., Park J.-S., Jin H., Kletzing C., Wygant J.R., Ghamry E. Characteristics of Sudden Commencements observed by Van Allen Probes in the inner magnetosphere // J. Geophys. Res. − Space. V. 123. № 2. P. 1295−1304. 2018. https://doi.org/10.1002/2017JA024770
  15. Hundhausen A.J. Coronal expansion and solar wind. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 238 p. 1972. https://doi.org/10.1007/978-3-642-65414-5
  16. Kikuchi T., Araki T. Transient response of uniform ionosphere and preliminary reverse impulse of geomagnetic storm sudden commencement // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 41. № 9. P. 917–925. 1979. https://doi.org/10.1016/0021-9169(79)90093-X
  17. Mayaud P. Analysis of storm sudden commencements for the years 1868–1967 // J. Geophys. Res. V. 80. № 1. P. 111–122. 1975. https://doi.org/10.1029/JA080i001p00111
  18. Nishimura Y., Kikuchi T., Ebihara Y., Yoshikawa A., Imajo S., Li W., Utada H. Evolution of the current system during solar wind pressure pulses based on aurora and magnetometer observations // Earth Planets Space. V. 68. ID 144. 2016. https://doi.org/10.1186/s40623-016-0517-y
  19. Pezzopane M., Del Corpo A., Piersanti M., Cesaroni C., Pignalberi A., Di Matteo S., Spogli L., Vellante M., Heilig B. On some features characterizing the plasmasphere–magnetosphere–ionosphere system during the geomagnetic storm of 27 May 2017 // Earth Planets Space. V. 71. ID 77. 2019. https://doi.org/10.1186/s40623-019-1056-0
  20. Singh Y.P., Badruddin B., Agarwal S. Occurrence of sudden storm commencement in interplanetary space // Adv. Space Res. V. 74. № 10. P. 5252‒5262. 2024. https://doi.org/10.1016/j.asr.2024.07.065
  21. Smith A.W., Forsyth C., Rae J., Rodger G.J., Freeman M.P. The impact of Sudden Commencements on ground magnetic field variability: Immediate and delayed consequences // Space Weather. V. 19. № 7. ID e2021SW002764. 2021. https://doi.org/10.1029/2021SW002764
  22. Sun T.R., Wang C., Zhang J.J., Pilipenko V.A., Wang Y., Wang J.Y. The chain response of the magnetospheric and ground magnetic field to interplanetary shocks // J. Geophys. Res. – Space. V. 120. № 1. P. 157–165. 2015. https://doi.org/10.1002/2014JA020754
  23. Veretenenko S., Ogurtsov M., Obridko V. Long-term variability in occurrence frequencies of magnetic storms with sudden and gradual commencements // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 205. ID 105295. 2020. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2020.105295
  24. Zhou Y.-L., Lühr H. Initial response of nightside auroral currents to a Sudden Commencement: Observations of electrojet and substorm onset // J. Geophys. Res. − Space. V. 127. № 4. ID e2021JA030050. 2022. https://doi.org/10.1029/2021JA030050

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 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».