Некоторые особенности взаимодействующих возмущений солнечного ветра

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С использованием обновленной базы данных Форбуш-эффектов и межпланетных возмущений (https://tools.izmiran.ru/feid) проведен обширный анализ различных характеристик событий, вызванных влиянием на околоземное космическое пространство взаимодействующих возмущений солнечного ветра. В частности, рассмотрены случаи разных комбинаций парного взаимодействия высокоскоростных потоков из корональных дыр и корональных выбросов массы за длительный период с 1995 по 2022 гг. Описаны вариации потока галактических космических лучей (жесткостью 10 ГВ), изменение параметров межпланетной среды и геомагнитной активности. Показано, что степень взаимного влияния зависит от времени между регистрацией соседних событий, при этом наиболее выраженные изменения различных параметров существуют для событий, взаимодействие которых произошло еще до достижения орбиты Земли. Также установлено, что во взаимодействующих возмущениях солнечного ветра изменениям подвержены не только экстремумы параметров космических лучей, межпланетной среды и геомагнитной активности, но и их временной профиль.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. С. Шлык

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

А. В. Белов

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

М. А. Абунина

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

С. М. Белов

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

А. А. Абунин

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

В. А. Оленева

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

В. Г. Янке

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: nshlyk@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

Список литературы

  1. 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
  2. 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
  3. Behannon K.W., Burlaga L.F., Hewish A. Structure and evolution of compound streams at ≤1 AU // J. Geophys. Res. V. 96. P. 21213–21225. 1991. https://doi.org/10.1029/91JA02267
  4. Belov A.V., Eroshenko E.A., Oleneva V.A., Struminsky A.B., Yanke V.G. What determines the magnitude of Forbush decreases? // Adv. Space Res. V. 27. № 3. P. 625–630. 2001. https://doi.org/10.1016/S0273-1177(01)00095-3
  5. Burlaga L.F., Behannon K.W., Klein L.W. Compound streams, magnetic clouds, and major geomagnetic storms // J. Geophys. Res. V. 92. № A6. P. 5725–5734. 1987. https://doi.org/10.1029/JA092iA06p05725
  6. Burlaga L.F., Plunkett S.P., St. Cyr O.C. Successive CMEs and complex ejecta // J. Geophys. Res. V. 107. № A10. ID 1266. 2002. https://doi.org/10.1029/2001JA000255
  7. Burlaga L., Berdichevsky D., Gopalswamy N., Lepping R., Zurbuchen T. Merged interaction regions at 1 AU // J. Geophys. Res. V. 108. № A12. ID 1425. 2003. https://doi.org/10.1029/2003JA010088
  8. Chen C., Wang Y., Shen C., Ye P., Zhang J., Wang S. Statistical study of coronal mass ejection source locations: 2. Role of active regions in CME production // J. Geophys. Res. – Space. V. 116. № A12. ID A12108. 2011. https://doi.org/10.1029/2011JA016844
  9. Dasso S., Mandrini C.H., Schmieder B., et al. Linking two consecutive nonmerging magnetic clouds with their solar sources: tracking two consecutive magnetic clouds // J. Geophys. Res. – Space. V. 114. № A2. ID A02109. 2009. https://doi.org/10.1029/2008JA013102
  10. Farrugia C.J., Berdichevsky D.B. Evolutionary signatures in complex ejecta and their driven shocks // Ann. Geophysicae. V. 22. № 10. P. 3679–3698. 2004. https://doi.org/10.5194/angeo-22-3679-2004
  11. Gopalswamy N., Yashiro S., Kaiser M.L., Howard R.A., Bougeret J.L. Radio Signatures of Coronal Mass Ejection Interaction: Coronal Mass Ejection Cannibalism? // Astrophys. J. V. 548. P. L91–L94. 2001. https://doi.org/10.1086/318939
  12. Gopalswamy N., Yashiro S., Michałek G., Kaiser M.L., Howard R.A., Reames D.V., Leske R., von Rosenvinge T. Interacting Coronal Mass Ejections and Solar Energetic Particles // Astrophys. J. V. 572. № 1. P. L103–L107. 2002. https://doi.org/10.1086/341601
  13. Gopalswamy N., Mäkelä P., Xie H., Akiyama S., Yashiro S. CME interactions with coronal holes and their interplanetary consequences // J. Geophys. Res. V. 114. P. A00–A22. 2009. https://doi.org/10.1029/2008JA013686
  14. Hajra R., Sunny J.V., Babu M., Nair A.G. Interplanetary sheaths and corotating interaction regions: A comparative statistical study on their characteristics and geoeffectiveness // Solar Phys. V. 297. ID 97. 2022. https://doi.org/10.1007/s11207-022-02020-6
  15. Heinemann S.G., Temmer M., Farrugia C.J. et al. CME–HSS Interaction and Characteristics Tracked from Sun to Earth // Solar Phys. V. 294. ID 121. 2019. https://doi.org/10.1007/s11207-019-1515-6
  16. Ivanov K.G. A study of some interplanetary shock wave tendencies // Space Sci. Rev. V. 32. P. 49–63. 1982. https://doi.org/10.1007/BF00225176
  17. Kahler S.W., Vourlidas A. Fast coronal mass ejection environments and the production of solar energetic particle events // J. Geophys. Res. – Space. V. 110. № A12. ID A12S01. 2005. https://doi.org/10.1029/2005JA011073
  18. Liu M., Liu Y.D., Yang Z., Wilson III L.B., Hu H. Kinetic properties of an interplanetary shock propagating inside a coronal mass ejection // Astrophys. J. V. 859. № 1. ID L4. 2018. https://doi.org/10.3847/2041-8213/aac269
  19. Liu Y., Shen F., Yang Y. Numerical Simulation on the propagation and deflection of fast coronal mass ejections (CMEs) Interacting with a corotating interaction region in interplanetary space // Astrophys. J. V. 887. № 2. ID 150. 2019. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab543e
  20. Lugaz N., Manchester IV W.B., Gombosi T.I. Numerical simulation of the interaction of two coronal mass ejections from Sun to Earth // Astrophys. J. V. 634. № 1. P. 651–662. 2005. https://doi.org/10.1086/491782
  21. Lugaz N., Farrugia C.J., Davies J.A., Möstl C., Davis C.J., Roussev I.I., Temmer M. The deflection of the two interacting coronal mass ejections of 2010 May 23–24 as revealed by combined in situ measurements and heliospheric imaging // Astrophys. J. V. 759. № 1. ID 68. 2012. https://doi.org/10.1088/0004-637X/759/1/68
  22. Lugaz N., Farrugia C.J., Manchester IV W.B., Schwadron N. The interaction of two coronal mass ejections: influence of relative orientation // Astrophys. J. V. 778. № 1. ID 20. 2013. https://doi.org/10.1088/0004-637X/778/1/20
  23. Lugaz N., Farrugia C.J., Huang C.-L., Spence H.E. Extreme geomagnetic disturbances due to shocks within CMEs: geomagnetic effects of shocks inside CME // Geophys. Res. Lett. V. 42. № 12. P. 4694–4701. 2015a. https://doi.org/10.1002/2015GL064530
  24. Lugaz N., Farrugia C.J., Smith C.W., Paulson K. Shocks inside CMEs: a survey of properties from 1997 to 2006 // J. Geophys. Res. – Space. V. 120. № 4. P. 2409–2427. 2015b. https://doi.org/10.1002/2014JA020848
  25. Lugaz N., Temmer M., Wang Y., Farrugia C.J. The Interaction of Successive Coronal Mass Ejections: A Review // Solar Phys. V. 292. ID 64. 2017. https://doi.org/10.1007/s11207-017-1091-6
  26. Mäkelä P., Gopalswamy N., Xie H., Mohamed A.A., Akiyama S., Yashiro S. Coronal hole influence on the observed structure of interplanetary CMEs // Solar Phys. V. 284. P. 59–75. 2013. https://doi.org/10.1007/s11207-012-0211-6
  27. Matzka J., Stolle C., Yamazaki Y., Bronkalla O., Morschhauser A. The geomagnetic Kp index and derived indices of geomagnetic activity // Space Weather. V. 19. № 5. ID e2020SW002641. 2021. https://doi.org/10.1029/2020SW002641
  28. Mishra W., Srivastava N., Singh T. Kinematics of interacting CMEs of 25 and 28 September 2012: interacting CMEs // J. Geophys. Res. – Space. V. 120. № 12. P. 10221–10236. 2015. https://doi.org/10.1002/2015JA021415
  29. Moon Y.J., Choe G.S., Wang H., Park Y.D. Sympathetic Coronal Mass Ejections // Astrophys. J. V. 588. № 2. P. 1176–1182. 2003. https://doi.org/10.1086/374270
  30. Odstrčil D., Dryer M., Smith Z. Propagation of an interplanetary shock along the heliospheric plasma sheet // J. Geophys. Res. V. 101. № A9. P.19973–19986. 1996. https://doi.org/10.1029/96JA00479
  31. Odstrčil D., Riley P., Zhao X.P. Numerical simulation of the 12 May 1997 interplanetary CME event // J. Geophys. Res. – Space. V. 109. № A2. ID A02116. 2004. https://doi.org/10.1029/2003JA010135
  32. Rodkin D.G., Shugay Y.S., Slemzin I.S., Veselovsky V. A. Interaction of high-speed and transient fluxes of solar wind at the maximum of solar cycle 24 // Bull. Lebedev Phys. Inst. V. 43. P. 287–290. 2016. https://doi.org/10.3103/S1068335616090062
  33. Rodkin D., Slemzin V., Zhukov A.N., Goryaev F., Shugay Y., Veselovsky I. Single ICMEs and Complex Transient Structures in the Solar Wind in 2010 – 2011 // Solar Phys. V. 293. ID 78. 2018. https://doi.org/10.1007/s11207-018-1295-4
  34. Schmidt J.M., Cargill P.J. A numerical study of two interacting coronal mass ejections // Ann. Geophys. V. 22. № 6. P. 2245–2254. 2004. https://doi.org/10.5194/angeo-22-2245-2004
  35. Shen F., Feng X.S., Wang Y., Wu S.T., Song W.B., Guo J.P., Zhou Y.F. Three-dimensional MHD simulation of two coronal mass ejections’ propagation and interaction using a successive magnetized plasma blobs model // J. Geophys. Res. – Space. V. 116. № A9. ID A09103. 2011. https://doi.org/10.1029/2011JA016584
  36. Shen F., Wu S.T., Feng X., Wu C.-C. Acceleration and deceleration of coronal mass ejections during propagation and interaction: acceleration and deceleration of CME // J. Geophys. Res. – Space. V. 117. № A11. ID A11101. 2012. https://doi.org/10.1029/2012JA017776
  37. Shen F., Wang Y., Shen C., Feng X. On the collision nature of two coronal mass ejections: A Review // Solar Phys. V. 292. ID 104. 2017. https://doi.org/10.1007/s11207-017-1129-9
  38. Shlyk N.S, Belov A.V., Abunina M.A., Abunin A.A., Oleneva V.A., Yanke V.G. Forbush decreases caused by paired interacting solar wind disturbances // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. V. 511. № 4. P. 5897–5908. 2022. https://doi.org/10.1093/mnras/stac478
  39. Temmer M., Veronig A.M., Peinhart V., Vršnak B. Asymmetry in the CME-CME interaction process for the events from 2011 February 14-15 // Astrophys. J. V. 785. № 2. ID 85. 2014. https://doi.org/10.1088/0004-637X/785/2/85
  40. Wang Y., Wang S., Ye P. Multiple magnetic clouds in interplanetary space // Solar Phys. V. 211. P. 333–344. 2002. https://doi.org/10.1023/A:1022404425398
  41. Wang Y.M., Ye P.Z., Wang S. Multiple magnetic clouds: several examples during March–April 2001 // J. Geophys. Res. V. 108. № A10. ID 1370. 2003. https://doi.org/10.1029/2003JA009850
  42. Wang Y., Liu L., Shen C., Liu R., Ye P., Wang S. Waiting times of quasi-homologous Coronal Mass Ejections from super active regions // Astrophys. J. Lett. V. 763. № 2. ID L43. 2013. https://doi.org/10.1088/2041-8205/763/2/L43
  43. Wang Y., Shen C., Liu R., Liu J., Guo J., Li X., Xu M., Hu Q., Zhang T. Understanding the twist distribution inside magnetic flux ropes by anatomizing an interplanetary magnetic cloud: twist distribution in an interplanetary MC // J. Geophys. Res. – Space. V. 123. № 5. P. 3238–3261. 2018. https://doi.org/10.1002/2017JA024971
  44. Xiong M., Zheng H., Wang S. Magnetohydrodynamic simulation of the interaction between two interplanetary magnetic clouds and its consequent geoeffectiveness: 2. Oblique collision // J. Geophys. Res. – Space. V. 114. № A11. ID A11101. 2009. https://doi.org/10.1029/2009JA014079
  45. Xiong M., Zheng H., Wang Y., Wang S. Magnetohydrodynamic simulation of the interaction between interplanetary strong shock and magnetic cloud and its consequent geoeffectiveness: 2. Oblique collision // J. Geophys. Res. – Space. V. 111. № A11. ID A11102. 2006. https://doi.org/10.1029/2006JA011901
  46. Xu M., Shen C., Wang Y., Luo B., Chi Y. Importance of shock compression in enhancing ICME’s geoeffectiveness // Astrophys. J. V. 884. № 2. ID L30. 2019. https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab4717
  47. 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. V. 8. № 10. ID 495. 2022. https://doi.org/10.3390/universe8100495
  48. Zhang J., Wang J. Are Homologous Flare-Coronal Mass Ejection Events Triggered by Moving Magnetic Features? // Astrophys. J. V. 566. № 2. ID L117. 2002. https://doi.org/10.1086/339660
  49. Zhang J., Richardson I.G., Webb D.F. et al. Solar and interplanetary sources of major geomagnetic storms (Dst ≤ −100 nT) during 1996–2005 // J. Geophys. Res. – Space. V. 112. № A10. ID A10102. 2007. https://doi.org/10.1029/2007JA012321
  50. Zhang J., Richardson I.G., Webb D.F. Interplanetary origin of multiple-dip geomagnetic storms // J. Geophys. Res. – Space. V. 113. № A3. ID A00A12. 2008. https://doi.org/10.1029/2008JA013228
  51. Zhang J., Temmer M., Gopalswamy N. et al. Earth-affecting solar transients: a review of progresses in solar cycle 24 // Prog. Earth Planet Sci. V. 8. ID 56. 2021. https://doi.org/10.1186/s40645-021-00426-7
  52. Zhou Y., Feng X. Numerical study of the propagation characteristics of coronal mass ejections in a structured ambient solar wind // J. Geophys. Res. – Space. V. 122. № 2. P. 1451–1462. 2017. https://doi.org/10.1002/2016JA023053

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Поведение плотности потока КЛ жесткостью 10 ГВ (А0, серая кривая, левая шкала) и величины ММП (B, черная кривая, правая шкала) в изолированных (левая панель, 2118 событий) и взаимодействующих событиях (правая панель, 1740 событий). Тонкими линиями соответствующих цветов показано отклонение ±σ.

Скачать (221KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменение количества событий в разных группах за период с 1995 по 2022 гг.

Скачать (391KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Поведение основных параметров ММП, СВ, КЛ и ГА в событии 18–20 февраля 2011 г. (группа MIX CME).

Скачать (477KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Поведение основных характеристик ММП, СВ, КЛ и ГА в событии 23–27 октября 2020 г. (группа MIX HSS).

Скачать (362KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение значений параметра VmBm для разных групп событий.

Скачать (165KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменения плотности КЛ (A0, верхняя панель) и Ap-индекса ГА (нижняя панель) в группах с участием КВМ, полученные с использованием метода наложения эпох. Тонкими линиями соответствующих цветов показано отклонение ±σ.

Скачать (512KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

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».