Влияние условий космической погоды на перемежаемость иррегулярных геомагнитных пульсаций Pi3

Номер выпуска 2 от 02.06.2025

Исследовано влияние интенсивности суббурь, параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля (ММП) на характер распределений амплитуд (перемежаемость) всплесков пульсаций Pi3, наблюдаемых в ночном секторе магнитосферы во время развития суббурь. Для анализа использовались одноминутные цифровые данные наблюдений магнитного поля обсерваторий Арктики и Антарктики (о. Хейса и Мирный). В качестве основной характеристики перемежаемости пульсаций Pi3 рассматривался показатель α, отражающий наклон кумулятивной функции распределения амплитуд всплесков Pi3. Показано, что распределения амплитуд всплесков Pi3 в зависимости от условий космической погоды подчинялись разным степенным законам. Обнаружено, что величина α в северном и южном полушарии была больше во время развития слабых суббурь, чем во время развития сильных и умеренных суббурь. Показано, что значения α в двух полушариях сравнимы, когда всплески Pi3 возбуждались на фоне медленных потоков солнечного ветра, при северном направлении Bz-компоненты ММП и высоком уровне турбулентности плазмы солнечного ветра. При других анализируемых условиях обнаружена асимметрия в изменении показателя α. Предполагается, что показатель перемежаемости α на качественном уровне характеризует уровень турбулентности плазмы в области возбуждения всплесков пульсаций Pi3.

39 0

Пространственно-временны́е особенности структурированных геомагнитных пульсаций Pc1

Номер выпуска 1 от 01.01.2023

Приведены результаты исследования пространственно-временны́х особенностей и межпланетных условий возбуждения структурированных геомагнитных пульсаций диапазона Pc1 (“жемчужины”). Для анализа использованы одновременные динамические спектры ультранизкочастотных колебаний в диапазоне частот 0.2‒5.0 Гц, полученные по цифровым данным с высоким разрешением синхронных наблюдений на двух среднеширотных обсерваториях Борок (BOX, Φ' = 53.6°; Λ' = 114.4°; L = 2.8) и Монды (MND, Φ' = 47°; Λ' = 174°; L = 2.1) за период с 1996 по 2001 гг. За анализируемый период на двух обсерваториях отобрано 108 когерентных серий жемчужин. Обнаружено, что серии пульсаций Pc1 наблюдались в обсерватории Борок по отношению к обсерватории Монды одновременно (19% случаев), с запаздыванием (54% случаев) и с опережением (27% случаев). Показано, что временны́е интервалы эффектов запаздывания и опережения начала жемчужин в BOX по отношению к MND преимущественно составляли 10 и 20 мин соответственно. Выявлены существенные различия в суточной вариации числа случаев Рс1 и геофизических условиях, при которых серии Pc1 возбуждаются одновременно, с запаздыванием или опережением в BOX по отношению к MND. Обнаруженные эффекты западного и восточного дрейфа серий Pc1 могут быть обусловлены положением источника колебаний относительно плазмопаузы в зависимости от межпланетных условий.

43 0

Особенности поведения излучения типа SE во время суббурь

Номер выпуска 2 от 01.03.2023

Выполнено исследование одновременных наблюдений ультранизкочастотных колебаний в диапазоне частот 0.1‒5.0 Гц типа “серпентинной эмиссии” (Serpentine Emission ‒ SE), наблюдаемой в области полярной шапки, и возмущений в авроральной зоне. Для анализа использованы уникальные аналоговые магнитные записи Антарктической обсерватории Восток (исправленные геомагнитные координаты Φ' = –85.41°, Λ' = 69.01°), оцифрованные с высокой частотой (20 Гц) и находящиеся в свободном доступе на сайте Мирового Центра Данных по Солнечно-Земной Физике, Москва. За период 1966 (ноябрь, декабрь), 1968 (март–июль), 1970–1972, 1973 (январь–март) гг. проанализировано поведение “серпентинной эмиссии” во время развития 180-ти изолированных суббурь, выделенных по вариации AL-индекса. Обнаружено прерывание режима генерации “серпентинной эмиссии” в области полярной шапки во время активной фазы интенсивных изолированных суббурь (с максимальной величиной AE-индекса ∼500‒600 нТл). В фазу экспансии суббурь возникает шумовое широкополосное электромагнитное излучение с резким передним фронтом в диапазоне Pc1‒2, также регистрируемое в полярной шапке. Шумовое излучение имеет резкий передний фронт и возникает примерно через 2 ч после переориентации Bz-компоненты ММП с северного направления на южное. Момент прерывания SE по времени совпадает с началом этого излучения и моментом достижения Bz-компонентой ММП максимальных отрицательных значений. Эффект прерывания SE наблюдается на фоне относительно стабильных других геоэффективных параметров солнечного ветра и ММП. Средняя продолжительность прерывания эмиссии составляет ∼3 ч. Косвенным подтверждением воздействия суббуревой активности на режим генерации SE является совпадение закономерностей суточной и сезонной вариации интервалов прерывания SE и вероятности наблюдения суббурь. В связи с тем, что шумовое излучение возникает во время активной фазы изолированных суббурь, и спустя ∼2 ч после переориентации Bz-компоненты ММП в солнечном ветре, есть основания полагать, что оно связано с потоками плазмы, направленными к Земле из хвоста магнитосферы. По-видимому, энергия плазменных потоков в активную фазу суббури стимулирует возникновение шумового излучения, прерывающего SE.

36 0

Соответствие горизонтов отложений, обогащенных космической пылью, экскурсам геомагнитного поля

Номер выпуска 6 от 01.11.2023

Исследована связь между всплесковыми возрастаниями потоков пылевого космического вещества на земную поверхность (в основном представленного частицами самородных металлов) и поведением полярности главного геомагнитного поля. С этой целью проведен поиск горизонтов древних отложений с высокой концентрацией пылевого космического материала (превышающей фоновую концентрацию более чем на порядок). Такие повышенные концентрации пылевых космических частиц были обнаружены в отложениях торфа, соответствующих экскурсу Этруссия (2.5–3 тыс. лет назад), а также в древних морских отложениях мела и палеогена. Всего нами обнаружено 5 горизонтов с высокой концентрацией пылевого космического материала. Их мощности составляли до 1 м. Измерение палео- и петромагнитных параметров образцов, отобранных по мощности осадочных толщ, показало, что начало накопления этих горизонтов совпало с экскурсами геомагнитного поля. При этом процесс обогащения отложений пылевыми частицами мог продолжаться несколько дольше, чем длился экскурс геомагнитного поля. Получено свидетельство того, что столкновения Земли с плотными потоками космической пыли могли совпадать с кратковременными нарушениям полярности геомагнитного поля, но не оказывали продолжительного влияния на работу геодинамо.

28 0

Вариация несущей частоты серпентинной эмиссии в условиях спокойной магнитосферы

Номер выпуска 4 от 23.08.2024

По данным регистрации магнитного поля в Антарктической обсерватории Восток (исправленные геомагнитные координаты F'=−85.41°, L'=69.01°) за период 1970‒1972 гг. исследована вариация несущей частоты f_SE серпентинной эмиссии, наблюдаемой в диапазоне частот 0.1‒5.0 Гц в условиях спокойной магнитосферы (Kp ~ 0‒2). Используя динамические спектры УНЧ-излучений, проанализировано 90 случаев наблюдения серпентинной эмиссии, центральная несущая частота которых плавно снижалась (в несколько раз, иногда до 0) и затем возрастала практически до первоначального уровня на интервалах времени, значительно превышающих максимальный период модуляции (1 ч). При этом типичная модуляция несущей частоты эмиссии с периодами 1‒60 мин сохранялась. Наиболее вероятное время наблюдения обнаруженного эффекта приходилось на предполуночные часы. Показано, что снижение f_SE и последующее ее возрастание наблюдалось на фоне слабой геомагнитной активности и относительной стабильности доминирующего числа параметров солнечного ветра и ММП. Учитывая обнаруженное синхронное совпадение поведения f_SE динамики величины AE-индекса, а также наблюдение эффекта понижения несущей частоты вблизи местной полуночи, предполагается, что вероятнее всего серпентинная эмиссия возбуждается вблизи полярного каспа и затем проникает в область полярной шапки. Наблюдавшееся на длительных интервалах времени поведение f_SE предположительно контролируется плазменным параметром β и отношением плотности протонов к плотности ионов гелия Np/Na, динамика которых аналогична средней вариации f_SE.

34 0