ФРАКТАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРУКТУРЫ АВРОРАЛЬНОГО ОВАЛА ПО ДАННЫМ КАМЕРЫ ВСЕГО НЕБА В АПАТИТАХ ЗА 2013–2020 ГГ.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Пространственная структура полярных сияний описывается фрактальной размерностью флуктуаций свечения и ее анизотропией в зависимости от направления. Фрактальная размерность оценивается из наклона в логарифмических осях спектра в диапазоне 1,5–50 км, полученного дискретным вейвлет-преобразованием флуктуаций интенсивности свечения с использованием вейвлетов Добеши 5 порядка. Вариабельность структур характеризуется наклоном спектра вариации анизотропии во времени. Приведена статистика этих характеристик по данным наземной камеры всего неба (All-Sky camera) Полярного геофизического института в г. Апатиты за 2013–2020 годы и сделана привязка по положению внутри аврорального овала и значениям геомагнитного поля в обсерватории «Ловозеро». Обсуждается алгоритм моделирования структуры полярных сияний по данным характеристикам.

Об авторах

Б. В. Козелов

Полярный геофизический институт; Полярный геофизический институт

Email: bob-koz@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2738-2443
SPIN-код: 4317-0170
Scopus Author ID: 57195623641
ResearcherId: N-2731-2013
доцент, доктор физико-математических наук 2008

Список литературы

  1. Головчанская И. В., Козелов Б. В. Диапазон масштабов альфвеновской турбулентности в верхней ионосфере авроральной зоны // Космические исследования. — 2016. — Т. 54, № 1. — С. 52—57. — doi: 10.7868/S002342061601009X.
  2. Козелов Б. В., Ролдугин А. В. Фрактальные характеристики структуры аврорального овала на основе экспериментальных данных // 47-й ежегодный Апатитский семинар «Физика авроральных явлений». Тезисы докладов. — Апатиты : Полярный геофизический институт, 2024. — С. 30.
  3. Суворова З. В., Мингалев И. В., Козелов Б. В. Влияние пространственных размеров областей высыпания электронов на прохождение КВ сигналов // Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». — Институт космических исследований РАН, 2022. — doi: 10.21046/20DZZconf-2022a.
  4. Харгривс Дж. К. Верхняя атмосфера и солнечно-земные связи: Введение в физику околоземной космической среды. — Ленинград : Гидрометеоиздат, 1982.
  5. Abry P., Flandrin P., Taqqu M. S., et al. Wavelets for the Analysis, Estimation, and Synthesis of Scaling Data // Self-Similar Network Traffic and Performance Evaluation. — Wiley, 2000. — P. 39–88. — doi: 10.1002/047120644x.ch2.
  6. Akasofu S.-I. Polar and Magnetospheric Substorms. — Springer Netherlands, 1968. — doi: 10.1007/978-94-010-3461-6.
  7. Chang T. Self-organized criticality, multi-fractal spectra, sporadic localized reconnections and intermittent turbulence in the magnetotail // Physics of Plasmas. — 1999. — Vol. 6, no. 11. — P. 4137–4145. — doi: 10.1063/1.873678.
  8. Chernyshov A. A., Kozelov B. V., Mogilevsky M. M. Study of auroral ionosphere using percolation theory and fractal geometry // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. — 2017. — Vol. 161. — P. 127–133. — doi: 10.1016/j.jastp.2017.06.013.
  9. Chernyshov A. A., Mogilevsky M. M., Kozelov B. V. Use of fractal approach to investigate ionospheric conductivity in the auroral zone // Journal of Geophysical Research: Space Physics. — 2013. — Vol. 118, no. 7. — P. 4108–4118. — doi: 10.1002/jgra.50321.
  10. Feldstein Y. I., Starkov G. V. Dynamics of auroral belt and polar geomagnetic disturbances // Planetary and Space Science. — 1967. — Vol. 15, no. 2. — P. 209–229. — doi: 10.1016/0032-0633(67)90190-0.
  11. Hardy D. A., Gussenhoven M. S., Holeman E. A statistical model of auroral electron precipitation // Journal of Geophysical Research: Space Physics. — 1985. — Vol. 90, A5. — P. 4229–4248. — doi: 10.1029/ja090ia05p04229.
  12. Kozelov B. V. Fractal approach to description of the auroral structure // Annales Geophysicae. — 2003. — Vol. 21, no. 9. — P. 2011–2023. — doi: 10.5194/angeo-21-2011-2003.
  13. Kozelov B. V., Golovchanskaya I. V. Derivation of aurora scaling parameters from ground-based imaging observations: Numerical tests // Journal of Geophysical Research: Space Physics. — 2010. — Vol. 115, A2. — doi: 10.1029/2009ja014484.
  14. Kozelov B. V., Pilgaev S. V., Borovkov L. P., et al. Multi-scale auroral observations in Apatity: winter 2010-2011 // Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems. — 2012. — Vol. 1, no. 1. — P. 1–6. — doi: 10.5194/gi-1-1-2012.
  15. Kozelov B. V., Titova E. E. Conjunction Ground Triangulation of Auroras and Magnetospheric Processes Observed by the Van Allen Probe Satellite near 6 Re // Universe. — 2023. — Vol. 9, no. 8. — P. 353. — doi: 10.3390/universe9080353.
  16. Kozelov B. V., Uritsky V. M., Klimas A. J. Power law probability distributions of multiscale auroral dynamics from groundbased TV observations // Geophysical Research Letters. — 2004. — Vol. 31, no. 20. — doi: 10.1029/2004GL020962.
  17. Kozelov B. V., Vorobjev V. G., Titova E. E., et al. Diagnostics of the High-Latitude Ionosphere and Spatiotemporal Dynamics of Auroral Precipitations // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. — 2024. — Vol. 88, no. 3. — P. 394–399. — doi: 10.1134/S1062873823705573.
  18. Milan S. E., Evans T. A., Hubert B. Average auroral configuration parameterized by geomagnetic activity and solar wind conditions // Annales Geophysicae. — 2010. — Vol. 28, no. 4. — P. 1003–1012. — doi: 10.5194/angeo-28-1003-2010.
  19. Newell P. T., Liou K., Zhang Y., et al. OVATION Prime-2013: Extension of auroral precipitation model to higher disturbance levels // Space Weather. — 2014. — Vol. 12, no. 6. — P. 368–379. — doi: 10.1002/2014SW001056.
  20. Oguti T. Similarity between global auroral deformations in DAPP photographs and small scale deformations observed by a TV camera // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. — 1975. — Vol. 37, no. 11. — P. 1413–1418. — doi: 10.1016/0021-9169(75)90070-7.
  21. Vorobjev V. G., Yagodkina O. I., Katkalov Yu. V. Auroral Precipitation Model and its applications to ionospheric and magnetospheric studies // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. — 2013. — Vol. 102. — P. 157–171. — doi: 10.1016/j.jastp.2013.05.007.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Козелов Б.В., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».