Обзор наблюдательных данных о вариациях плазмы в диапазоне периодов от нескольких суток до нескольких секунд в солнечном ветре, форшоке и магнитослое земли



страница1/16
Дата31.08.2017
Размер1,61 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

ОБЗОР НАБЛЮДАТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ О ВАРИАЦИЯХ ПЛАЗМЫ В ДИАПАЗОНЕ ПЕРИОДОВ ОТ НЕСКОЛЬКИХ СУТОК ДО НЕСКОЛЬКИХ СЕКУНД В СОЛНЕЧНОМ ВЕТРЕ, ФОРШОКЕ И МАГНИТОСЛОЕ ЗЕМЛИ


Г.Н. Застенкер

Институт космических исследований РАН
Одним из самых «геоэффективных» воздействий солнечной активности являются вариации давления солнечного ветра. В докладе представлены результаты прямых наблюдений этих и других вариаций плазмы на нескольких космических аппаратах.

Вариации в масштабах нескольких дней слагаются из рекуррентной смены высокоскоростных и низкоскоростных потоков и спорадических явлений солнечной активности (вспышек и корональных выбросов массы), проявляющихся в магнитных облаках и межпланетных ударных волнах, дающих самые сильные возмущения.

Структуры солнечного ветра в масштабах часов и десятков минут наряду с «плавными» вариациями довольно часто обладают очень резкими (от нескольких секунд до нескольких минут) границами с большими (в несколько раз) перепадами плотности плазмы.

Сопоставление интенсивности среднемасштабных и мелкомасштабных вариаций плазмы в межпланетной среде и в модифицированном солнечном ветре в форшоке и в магнитослое показывает, что указанные области являются интенсивными источниками колебаний, амплитуда которых значительно (в несколько раз) превышает их амплитуду вдали от магнитосферы.


ТРАНСФОРМАЦИЯ ВАРИАЦИЙ КОСМИЧЕСКОЙ ПОГОДЫ В ИЗМЕНЕНИЯ БИОТРОПНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ


Б.М. Владимирский

Крымская Астрофизическая обсерватория, Научный, Украина
Космическая погода воздействует на среду обитания преимущественно по двум каналам:через вариации коротковолнового солнечного излучения - ионосферу; через вариации параметров солнечного ветра - магнитосферу. При этом благодаря известным (либо - отчасти известным) механизмам контролируется глобально одновременно сразу несколько факторов среды обитания: ЭМП на частотах ниже ~ 1Мгц; интенсивность приземного УФ в полосе В; электрическое поле атмосферы (одновременно автоматически - концентрация аэроионов); радиоактивность атмосферы (радон). Экологическая значимость некоторых параметров, явно зависящих от космической погоды, не изучена (микровариации атмосферного давления, инфразвук). От космической погоды локально зависят метеопеременные (механизм этой связи в значительной мере остается загадочным). Основным агентом-переносчиком перепадов космической погоды в биосферу, который сейчас не вызывает сомнений, являются ЭМП низких-крайне низких частот. Особенно важны здесь квазипериодические вариации параметров этих полей с периодами важнейших биологических ритмов.

ГЕОМАГНИТНЫЕ ПУЛЬСАЦИИ КАК ВОЛНОВОЙ ПОЧЕРК МАГНИТНОЙ БУРИ


Клейменова Н.Г.

Институт Физики Земли РАН
Рассматриваются пространственно-временные особенности дневных геомагнитных пульсаций (Рс) различного частотного диапазона в начальную, главную и восстановительную фазы магнитных бурь. Обсуждаются

амплитудные характеристики геомагнитных пульсаций типов Рс1-6, закономерности их спектрального состава и широтное распределение в зависимости от местного времени, фазы магнитной бури и условий в солнечном ветре и межпланетной среде.


ГЕОЭФФЕКТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ СОЛНЦА: ОТ КРАТКОСРОЧНОГО ПРОГНОЗА ВСПЫШЕЧНЫХ ЯВЛЕНИЙ ДО ДОЛГОСРОЧНОГО ПРОГНОЗА СОЛНЕЧНЫХ ЦИКЛОВ


Ишков В.Н.

ИЗМИРАН, Троицк Московской, 142190, Россия

ishkov@izmiran.rssi.ru
Под прогнозом геоэффективных солнечных явлений здесь понимается совокупность всех видов прогнозов, в задачу которых входит расчёт развития процессов и явлений, происходящих в солнечной атмосфере и непосредственно влияющих на магнитную и радиационную обстановку в околоземном космическом пространстве (ОКП) на заданные интервалы времени. Интервал времени, на который возможен прогноз, определяется физическими процессами взаимодействия магнитных полей и закономерностями появления и эволюции солнечных структур, в которых происходят рассматриваемые геоэффективные явления. Возможность прогнозирования геоэффективных солнечных явлений и их воздействия на ОКП основана на результатах анализа закономерностей: - всплытия новых магнитных потоков (ВМП) в атмосфере Солнца, их физических характеристик, характера их взаимодействия с уже существующим магнитным полем; - временного распределения больших вспышек (БВ) в пределах локализации активных областей (АО); - временного и пространственного распределения выбросов солнечных волокон (ВСВ); - образования, распределения и эволюции солнечных корональных дыр (КД). Агентами вызывающими возмущения ОКП являются: транзиентные структуры - выбросы коронального вещества являющиеся следствием активных процессов во вспышках и выбросах волокон; высокоскоростные потоки солнечной плазмы, следующие за ударной волной от БВ и ВСВ или истекающих из областей с открытой конфигурацией магнитного поля (КД). Прогноз начал возмущений в ОКП и их длительности возможен на период от 1 до 5 суток, а корональных дыр - на период одного оборота Солнца (27,3 суток). Это дает возможность планировать различного рода технологические, биологические и медицинские эксперименты и защитные мероприятия для команды и приборов космических лабораторий.

Основные характеристики текущего цикла солнечной активности возможно спрогнозировать уже после 18 - 24 месяцев его развития, когда кривая развития цикла определенно попадает в одно из семейств: высоких, средних или низких солнечных циклов. Среднесрочный прогноз солнечных активных явлений ( в пределах текущего солнечного цикла) возможен только на основе общих свойств и статистических характеристик семейств солнечных циклов и носит описательный характер.



Основные этапы развития текущего 23 цикла солнечной активности следующие:

  • Минимум 22солнечного цикла - май 1996 (W* = 8.0);

  • Начало фазы роста 23 (текущего) цикла солнечной активности - сентябрь 1997 г.;

  • Максимум относительного числа солнечных пятен - апрель 2000 г.;

  • Глобальная переполюсовка общего магнитного поля Солнца - июль - декабрь 2000 г.;

  • Вторичный максимум относительного числа солнечных пятен - ноябрь 2001 г.

  • Максимум потока радиоизлучения на волне 10.7 см - февраль 2002 г.;

  • Фаза максимума 23 (текущего) цикла солнечной активности - октябрь 1999 - июнь 2002 г.;

  • Начало фазы спада текущего солнечного цикла - -июль 2002 г.;

  • Наиболее мощные вспышечные события текущего цикла – октябрь-ноябрь 2003 г.;

  • Вероятная точка минимума текущего цикла солнечной активности - июль-ноябрь 2006 г.

Некоторые особенности развития текущего 23 цикла солнечной активности и картина развития типичных для данного цикла активных областей могут свидетельствовать о смене режима генерации магнитных полей в конвективной зоне Солнца. В этом случае Солнце вступает в период средних и малых циклов солнечной активности по числу Вольфа, который может продлиться от 50 до 100 лет. В эпоху освоения космического пространства это приведет к еще большему загрязнению ОКП (неблагоприятный режим очистки низких орбит от космического мусора), значительному росту радиационного фона в ОКП (ослабление межпланетных магнитных полей даст увеличение концентрации галактических космических лучей в гелиосфере) и другим, возможно, неблагоприятным последствиям.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗА ПЕРЕДАЧИ ВОЗМУЩЕНИЙ ОТ СОЛНЦА К МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ


Ермолаев Ю.И., Зеленый Л.М., Застенкер Г.Н.,

Петрукович А.А., Ермолаев М.Ю.

Институт Космических Исследований РАН,

Профсоюзная 84\32, 117997, Москва
Солнечно-земные связи существуют в виде 2 каналов передачи энергии от Солнца к Земле: электромагнитное и корпускулярное излучения. Электромагнитное излучение является основным, так как именно по этому каналу к Земле поступает основная доля энергии Солнца. Второй канал - корпускулярное излучение, будучи на несколько порядков величины более слабым по величине переносимой энергии, является ключевым в космической погоде, и именно этот канал мы подробно рассмотрим в докладе. Для появления магнитного возмущения в магнитосфере Земли (суббури или бури) необходимо поступление из солнечного ветра в магнитосферу Земли количества энергии выше некоторого порога, а само поступление и его скорость определяются величиной и длительностью южной компоненты межпланетного магнитного поля (ММП). Потому основная задача прогноза сводится к тому, чтобы по наблюдениям Солнца предсказать время, величину и место появления южной компоненты ММП в окрестности магнитосферы Земли. Обычно ММП лежит в плоскости солнечного экватора, и заметная южная компонента ММП отсутствует, и только в возмущенных типах течений солнечного ветра может содержаться большая и длительная южная компонента ММП. К таким типам относятся магнитные облака и области взаимодействия быстрого и медленного течений солнечного ветра. Магнитные облака образуются в результате активных динамичных процессов в солнечной атмосфере, сопровождающихся так называемыми выбросами корональной массы. Это необязательно могут быть солнечные вспышки, а, например, отрыв волокон или эруптивные протуберанцы – одним словом, любая быстрая перестройка магнитных (токовых) структур Солнца. В докладе подробно описывается методика краткосрочного (2-суточного) прогноза на основе наблюдений Солнца, и обсуждаются надежность и перспективы развития прогнозирования магнитосферных возмущений с учетом возможности использования данных мониторинга солнечного ветра перед магнитосферой Земли.

ОСНОВЫ НОВОЙ МЕТОДИКИ СРЕДНЕСРОЧНОГО ПРОГНОЗА МАГНИТНЫХ БУРЬ


О.В.Хабарова, Е.А.Руденчик

ИЗМИРАН, 142190 Троицк, Моск. обл.;

e-mail: olik3110@izmiran.troitsk.ru


Прогноз магнитных бурь – важная задача физики солнечно-земных связей. Между тем, оправдываемость среднесрочных прогнозов до сих пор остается неудовлетворительной, снижаясь до 30% в годы минимума 11-ти летнего цикла солнечной активности. Отчасти это связано с тем, что на данный момент большинство методик среднесрочного прогноза ориентировано на анализ солнечных данных, слежение за активными областями и прогнозирование бурь, являющихся следствием активных процессов на Солнце. Но в годы минимума солнечной активности преобладают рекуррентные потоки и потоки смешанной природы, слежение за которыми затруднено. Выход видится в поиске прогностических факторов непосредственно в солнечном ветре.

На основании результатов анализа статистических распределений и вейвлет-анализа длительных непрерывных рядов данных были выявлены следующие предвестники геоэффективных потоков, проявляющиеся ~ в 90% случаев от общего числа магнитных бурь от нескольких часов до 5-ти дней до начала бурь: слабое нарастание плотности солнечного ветра и увеличение интенсивности длиннопериодных (2-250 минут) колебаний плотности солнечного ветра. Обнаруженное явление связано с CIR’s-потоками лишь в ~30% случаев.

Выявлены оптимальные уровни прироста плотности и амплитуд гармоник длиннопериодных колебаний, подходящие для прогнозирования. Предложен и протестирован метод автоматического выделения магнитных бурь по уровням 30-ти минутных скользящих градиентов мировых индексов SYM-H и ASYM-H.

Тестирование обнаруженных прогностических признаков было произведено на базе данных 1995 и 2000гг (соответственно годы минимума и максимума солнечной активности). Прогноз с плавающей заблаговременностью (типа: в течение ближайших 3-х суток начнется магнитная буря), без указания вероятной интенсивности и времени начала бури, дает оправдываемость 90% для обоих лет.



Таким образом, существует возможность использования текущих данных космических аппаратов не только для краткосрочного, но и для среднесрочного прогноза магнитных бурь. Планируется развитие предлагаемой методики и создание прогностического сайта, работающего в режиме реального времени. Возможно также слияние с классическими методами прогноза магнитных бурь.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В МАГНИТОБИОЛОГИИ


В.Н. Бинги

ИОФ РАН
Рассмотрены группы макроскопических и микроскопических процессов и различные классы микроскопических процессов преобразования сигналов ЭМП в состояния физических переменных. Различные процессы преобразования обладают разными перспективами с точки зрения объяснения нелинейных резонансоподобных эффектов действия слабых ЭМП на биологические системы. Анализ литературных данных по наблюдению биологических эффектов ЭМП указывает на молекулярную природу мишени электромагнитного поля. Обсуждаются основные закономерности, установленные в многочисленных экспериментах. Приведены общие оценки чувствительности молекулярной системы к ЭМП. Модели, предложенные для объяснения МБЭ, отличаются по своим объясняющим возможностям. Как правило, модели в состоянии объяснить лишь часть наблюдаемых закономерностей. Дано сравнение некоторых наиболее известных моделей по отношению к их способности объяснить те или иные экспериментально наблюдаемые особенности. Рассмотрена методология теоретической магнитобиологии.


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница