Том 64, № 1 (2024)

Исследованы параметры диммингов и их связь с корональными выбросами массы для определения расположения возможных источников выбросов на диске Солнца в ходе 24-го солнечного цикла. Использована база данных Solar Demon, в которой содержится информация по вспышкам и диммингам, полученная путем обработки изображений с космической обсерватории SDO/AIA. Из всех проанализированных диммингов 16% соотнесены с корональными выбросами массы из базы данных CACTus по данным коронографа SOHO/LASCO за 2010−2018 гг. По распределению параметров установлено, что димминги, связанные с корональными выбросами массы, в среднем являются событиями с большими абсолютными величинами параметров. Между центральным углом димминга и центральным углом соотнесенного с ним коронального выброса массы коэффициент корреляции равен 0.96. Для диммингов, наблюдаемых в центральной части диска Солнца, были получены коэффициенты корреляции между скоростью коронального выброса массы и параметрами димминга, близкие к 0.5. Полученные результаты могут быть использованы для моделирования распространения корональных выбросов массы и уточнения вероятности их прихода на околоземную орбиту.

В работе приведены результаты анализа наблюдений эруптивного протуберанца на спектрографах MFS и HSFA2 обсерватории Ондржейов (Астрономический институт, Чешская Республика) в линиях водорода, гелия и кальция. После обработки спектров были определены интегральные потоки излучения в линиях и произведен теоретический расчет физических параметров плазмы с использованием модели при отсутствии локального термодинамического равновесия. Сравнение наблюдаемых и расчетных значений показало, что наблюдаемые потоки излучения в линиях могут быть объяснены в модели стационарного излучения газа с учетом непрозрачности в спектральных линиях. Для расчета теоретических потоков в ряде случаев потребовалось ввести излучение нескольких слоев с разной температурой и высотой. Рассчитанные потоки излучения с точностью до 10% согласуются с наблюдаемыми. В результате моделирования получены основные параметры плазмы протуберанца: температура, концентрация и др. Значения потоков излучения в спектральных линиях свидетельствуют о неоднородности излучающего газа, причем рядом друг с другом могут находиться области, температуры которых различаются на порядок величины.

Исследуются статистические связи между значениями геомагнитных индексов и характеристиками космических лучей и межпланетных возмущений для Форбуш-понижений с внезапным и постепенным началом, связанных с разными типами солнечных источников: а) корональными выбросами массы из активных областей, сопровождавшимися солнечными вспышками; б) волоконными выбросами вне активных областей; в) высокоскоростными потоками из корональных дыр; г) несколькими источниками. С использованием статистических методов также сравнивается зависимость геомагнитных индексов от параметров космических лучей и солнечного ветра для Форбуш-понижений в солнечных циклах 23 и 24. Полученные результаты показали: а) межпланетные возмущения, связанные с корональными выбросами из активных областей, вызывают преимущественно магнитные бури с внезапным началом; б) межпланетные возмущения, связанные с высокоскоростными потоками из корональных дыр, вызывают в основном бури с постепенным началом; в) межпланетные возмущения, связанные с волоконными выбросами вне активных областей, вызывают равновероятно бури с внезапным и постепенным началом. Для спорадических Форбуш-понижений параметры космических лучей и геомагнитной активности в среднем больше для событий с внезапным началом; для рекуррентных Форбуш-понижений характер начала события на величину этих параметров не влияет. Для всех типов солнечных источников параметры возмущенного солнечного ветра в среднем больше в событиях с внезапным началом. Геоэффективность межпланетных возмущений значительно выше в 23 цикле для событий, связанных с выбросами из активных областей; для остальных типов возмущений разница между циклами слабая.

Метод неэкстенсивной статистической механики Тцаллиса (или q-статистика) впервые применен для исследования пульсирующих полярных сияний, которые регулярно наблюдаются в авроральной ионосфере во время геомагнитных возмущений. Для систем, где имеются дальнодействующие взаимодействия, таких как ионизированный газ или плазма, динамика которых определяется в первую очередь дальнодействующими электромагнитными силами, можно ожидать, что неаддитивные и неэкстенсивные термостатистические принципы могут характеризовать их макроскопическое поведение. В данной работе показано, что пульсирующие полярные сияния проявляют свойства неэкстенсивности и могут быть описаны, в том числе, и q-статистикой. Также демонстрируется, что параметр неэкстенсивности q хорошо коррелирует с показателем пологости и с индексом масштабирования, что говорит о применимости данного подхода к авроральному свечению. Таким образом, q-статистика может быть использована для анализа явлений в высокоширотной области Земли.

На основе глобальной эмпирической модели медианы критической частоты F2-слоя (SDMF2) выполнен анализ свойств суточных вариаций годовой асимметрии в концентрации максимума F2-слоя NmF2 при различных значениях индекса солнечной активности F. В качестве параметра этой асимметрии использован индекс AI, который характеризует относительную разницу в NmF2, усредненной по всем долготам и широтам, между январем и июлем в данное местное время. Получено, что в суточных вариациях индекса AI преобладает полусуточная мода с максимумами в дневные и ночные часы. Дневной максимум индекса AI почти не зависит от уровня солнечной активности. Ночной максимум AI уменьшается с ростом солнечной активности. Для низкой солнечной активности дневной и ночной максимумы AI почти совпадают по амплитуде, когда AI = 16—17%. Разница в потоке солнечного радиоизлучения между январем и июлем из-за эллиптичности орбиты Земли относительно Солнца вносит заметный вклад в индекс AI во все часы суток. В среднем он составляет 3—4% и может достигать 5% при низкой солнечной активности в ночные часы. Разница в индексе AI для низкой и высокой активности по Международной справочной модели ионосферы IRI (c коэффициентами URSI и тем более CCIR) завышена относительно модели SDMF2 почти во все часы суток, по-видимому, из-за ограниченного числа экспериментальных данных при получении коэффициентов CCIR и URSI, особенно над океанами.

На основе данных наземных магнитометров и GPS-радиопросвечивания ионосферы проанализированы возмущения в нижней ионосфере и в области максимума ионосферного F2-слоя в период извержения вулкана Шивелуч в апреле 2023 г. В качестве характеристик отклика ионосферы на это событие изучены вариации геомагнитного поля на станциях, расположенных на расстояниях 455 км (Паратунка) и 752 км (Магадан) от вулкана, а также полного электронного содержания ионосферы. Анализ результатов измерений показал, что воздействие на ионосферу осуществляется посредством сейсмических волн Рэлея и атмосферных акустико-гравитационных волн, генерируемых вулканическими эксплозиями. По амплитуде ионосферного сигнала в полном электронном содержании оценена энергия нескольких эксплозий.

По данным измерений на спутниках SWARM построены модель главного геомагнитного поля на эпоху 2020 г. и модель годовых изменений поля до 2025 г. Эти модели вошли в состав международной модели главного геомагнитного поля IGRF-13. Описаны методика отбора данных и метод расчета модели.

Для северо-востока Евразии (60—70° N, 90—180° E) получены оценки глубины нижней границы магнитоактивного слоя литосферы с помощью метода центроида, в основе которого лежит двумерный спектральный анализ аномального геомагнитного поля. Аномальное геомагнитное поле исследуемой территории задавалось с помощью глобальной модели EMAG2v3. Полученные оценки показали, что максимальных значений (более 50 км) глубина нижней границы литосферных магнитных источников достигает практически повсеместно под Сибирской платформой к северу от 65° N, а минимальных (<30 км) — под Корякско-Камчатским складчатым поясом и Охотско-Чукотским вулканогенным поясом. Под Верхояно-Колымским складчатым поясом прослеживается чередование максимумов (до 44 км) и минимумов (до 30 км) глубины. Исходя из предположения, что основным магнитным минералом в континентальной литосфере является магнетит, такое распределение глубины нижней границы свидетельствует об увеличении степени прогрева литосферы в восточном направлении — от Сибирской платформы к Корякско-Камчатскому складчатому поясу. Последнее подтверждается независимыми геофизическими данными. Сопоставление полученных в работе результатов с распределением эпицентров региональных землетрясений (M ≥ 4.0, 1962—2020 гг.) показывает, что очаги большинства сильных землетрясений инструментального периода регистрации (M ≥ 6.0) приурочены к зонам, в которых происходит резкое изменение глубины нижней границы литосферных магнитных источников.