Jumps in the solar wind dynamic pressure and occurrence of intense geomagnetically induced currents

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The occurrence of geomagnetically induced currents (GIC) in the Northwest part of Russia associated with jumps in the solar wind dynamic pressure is investigated. Based on the data from the IMAGE and SuperMAG magnetometer networks, as well as the OMNI database, a detailed analysis of the complex space weather event of November 3-4, 2021 was carried out: phenomena in the solar wind, geomagnetic activity, which are compared with the occurrence of intense GICs. Direct measurements of the GIC in the neutral line of the transformers located on the Karelian-Kola power transmission line (Vykhodnoy, Louhi, Kondopoga) and on the natural gas pipeline nearM¨аnts¨аl¨а (South of Finland) are used. The complex space weather event was divided into three cases observed in the midnight, morning and daytime sectors. Each case was associated with the jump in the solar wind dynamic pressure (∼ 20-30 nPa). It is shown that in the midnight and morning sectors the cause of the GIC excitation was the intensification and expansion of the substorm westward electrojet; in the daytime and early evening sectors - sharp intensifications of the eastward electrojet, which were associated with the development of supersubstorms and intense substorms on the night side. In the morning and daytimeMLT sectors, during the recovery phase of substorms and after them, Pi3 pulsations were observed, which also caused GIС, but their values did not exceed the threshold values.

About the authors

I. V Despirak

Polar Geophysical Institute

Email: despirak@gmail.com
Apatity, Russia

P. V Setsko

Polar Geophysical Institute

Apatity, Russia

A. A Lubchich

Polar Geophysical Institute

Apatity, Russia

Ya. A Sakharov

Polar Geophysical Institute

Apatity, Russia

V. N Selivanov

Northern Energetic Research Centre, Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences

Apatity, Russia

References

  1. Boteler D.H., Pirjola R.J. // Space Weather. 2017. V. 15. No. 1. P. 258.
  2. Lakhina G.S., Hajra R., Tsurutani B.T. Encyclopedia of solid earth geophysics. Encyclopedia of Earth sciences series. Cham: Springer International Publishing, 2021. 523 p.
  3. Mac Manus D.H., Rodger C.J., Ingham M. et al. // Space Weather. 2022. V. 20. No. 2. Art. No. e20215W002955.
  4. Ngwira C.M., Arritt R., Perry C. et al. // Space Weather. 2023. V. 21. No. 12. Art. No. e20235W003532.
  5. Viljanen A., Nevanlinna H., Pajunpää K., Pulkkinen A. // Ann. Geophys. 2001. V. 19. No. 9. P. 1107.
  6. Zhang J.J., Wang C., Sun T.R. et al. // Space Weather. 2015. V. 13. No. 10. P. 643.
  7. Gil A., Berendt-Marchel M., Modzelewska R. et al. // Energies. 2023. V. 16. No. 21. Art. 7406.
  8. Boteler D.H., Shier R.M., Watanabe T., Horita R.E. // IEEE Trans. Power Deliv. 1989. V. 4. No. 1. P. 818.
  9. Apatenkov S.V., Pilipenko V.A., Gordeev E.I. et al. // Geophys. Res. Lett. 2020. V. 47. No. 6. Art. No. e201961086677.
  10. Kappenman J.G. // Space Weather. 2005. V. 3. No. 8. Art. No. S08C01.
  11. Селиванов В.Н., Аксенович Т.В., Билин В.А. и др. // Солн.-зем. физ. 2023. Т. 9. № 3. С. 100
  12. Selivanov V.N., Aksenovich T.V., Bilin Y.A. et al. // Solar-Terr. Phys. 2023. V. 9. No. 3. P. 93.
  13. Abda Z.M.K., Aziz N.F.A., Kadir M.Z.A.A., Rhazali Z.A. // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 200237.
  14. Rajput V.N., Boteler D.H., Rana N. et al. // Electr. Power Syst. Res. 2021. V. 192. Art. No. 106927.
  15. Divett T., Ingham M., Richardson G. et al. // Space Weather. 2023. V. 21. No. 12. Art. No. e20235W003601.
  16. Boteler D.H. // Space Weather. 2021. V. 19. No. 1. Art. No. e20205W002609.
  17. Patterson C.J., Wild J.A., Beggan C.D. et al. // Sci. Reports. 2024. V. 14. No. 1. Art. No. 1583.
  18. Пилипенко В.А. // Солн.-зем. физ. 2021. Т. 7. № 3. С. 72
  19. Pilipenko V. // Sol.- Terr. Phys. 2021. V. 7. No. 3. P. 68.
  20. Viljanen A., Pulkkinen A., Pirjola R. et al. // Space Weather. 2006. V. 4. No. 10. Art. No. S10004.
  21. Milan S.E., Imber S.M., Fleetham A.L., Gjerloev J. // J. Geophys. Res. Space Phys. 2023. V. 128. No. 4. Art. No. e20221A030953.
  22. Fleetham A.L., Milan S.E., Imber S.M. et al. // J. Geophys. Res. Space Phys. 2024. V. 129. No. 7. Art. No. e20241A032483.
  23. Ngwira C.M., Sibeck D., Silveira M.V. et al. // Space Weather. 2018. V. 16. No. 6. P. 676.
  24. Dimmock A.P., Rosenqvist L., Welling D.T. et al. // Space Weather. 2020. V. 18. No. 8. Art. No. e20205W002497.
  25. Schillings A., Palin L., Opgenoorth H.J. et al. // Space Weather. 2022. V. 20. No. 5. Art. No. e20215W002953.
  26. Сахаров Я.А., Катькалов Ю.В., Селиванов В.Н., Вильянен А. // Практические аспекты гелюгео-физики. Матер. XI конф. «Физика плазмы в солнечной системе». (Москва, 2016). С. 134.
  27. Сахаров Я.А., Селиванов В.Н., Билин В.А., Николаев В.Г.// Proc. XLII Ann. Sem. “Physics of Auroral Phenomena”. (Апатиты, 2019). С. 53.
  28. Setsko P.V., Despirak I.V., Sakharov Ya.A. et al. // J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2023. V. 247. Art. No. 106079.
  29. Aksenovich T.V., Bilin V.A., Sakharov Ya.A., Selivanov V.N. // Russ. J. Earth Sci. 2022. V. 22. No. 6. Art. ES6012.
  30. Gjerloev J.W. // EOS Trans. AGU. 2009. V. 90. No. 27. P. 230.
  31. Newell P.T., Gjerloev J.W. // J. Geophys. Res. Space Phys. 2011. V. 116. No. A12. Art. No. A12211.
  32. Viljanen A., Häkkinen L. Satellite-Ground Based Coordination Sourcebook. ESA publ. SP-1198, 1997. P. 111.
  33. Ермолаев Ю.И., Николаева Н.С., Лодкина И.Г., Ермолаев М.Ю. // Космич. иссл. 2009. Т. 47. № 2. С. 99
  34. Yermolaev Yu.I., Nikolaeva N.S., Lokkina I.G., Yermolaev M.Yu. // Cosmic Res. V. 47. No. 2. P. 81.
  35. Gromova L.I., Kleimenova N.G., Despirak I.V. et al. // Proc. XLV Ann. Sem. “Physics of Auroral Phenomena”. (Апатиты, 2022). P. 16.
  36. Despirak I.V., Lubchich A.A., Kleimenova N.G. // J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2018. V. 177. P. 54.
  37. Tsurutani B.T., Hajra R., Echer E., Gjerloev J.W. // Ann. Geophys. 2015. V. 33. No. 5. P. 519.
  38. Воробьев В.Г., Сахаров Я.А., Ягодкина О.И. и др. // Труды. Кольского науч. центра РАН. 2018. Т. 4. С. 16.
  39. Tsurutani B.T., Hajra R. // J. Space Weather Space Clim. 2021. V. 11. Art. No. 23.
  40. Дэспирак И.В., Сецко П.В., Сахаров Я.А. и др. // Геомагн. и аэрономия. 2022. Т. 62. № 6. С. 721
  41. Despirak I.V., Setsko P.V., Sakharov Ya.A. // Geomagn. Aeron. 2022. V. 62. No. 6. P. 711.
  42. Сахаров Я.А., Ягова Н.В., Пилипенко В.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 3. С. 445
  43. Sakharov Ya.A., Yagova N.V., Pilipenko V.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 3. P. 329.
  44. Despirak I., Setsko P., Lubchich A. et al. // J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2024. V. 261. Art. No. 106293.
  45. Куражковская Н.А., Клайн Б.И. // Геомагн. и аэрономия. 2021. T. 61. № 2. С. 195
  46. Kurazhkovskaya N.A., Klain B.I. // Geomagn. Aeron. 2021. V. 61. No. 2. P. 201.
  47. Пудовкин М.И., Распопов О.М.. Клейменова Н.Г. Возмущения электромагнитного поля Земли. Т. 2. Л.: ЛГУ, 1976. С. 53
  48. Дэспирак И.В., Клейменова Н.Г., Громова Л.Н. и др. // Геомагн. и аэрономия. 2020. Т. 60. № 3. С. 308
  49. Despirak I.V., Kleimenova N.G., Malysheva L.M. et al. // Geomagn. Aeron. 2020. V. 60. No. 3. P. 292.
  50. Дэспирак И.В., Любчич А.А., Клейменова Н.Г. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 3. С. 346
  51. Despirak I.V., Lyubchich A.A., Kleimenova N.G. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 3. P. 246.
  52. Fu H., Yue C., Zong Q.-G. et al. // J. Geophys. Res. Space Phys. 2021. V. 126. No. 8. Art. No. e2021JA029318.
  53. Akasofu S.-I., Chao J.K. // Planet. Space Sci. 1980. V. 28. No. 4. P. 381.
  54. Tsurutani B.T., Zhou X.-Y. // Adv. Space Res. 2003. V. 31. No. 4. P. 1063.
  55. Sinha S., Vichare G., Sinha A.K. // Adv. Space Res. 2023. V. 71. No. 1. P. 97.

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».