Магнитогидродинамические волны в плазме солнечного ветра в периоды событий геомагнитных бурь в феврале – марте 2023 года


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Сообщается об изучении МГД-волн в плазме солнечного ветра во время двух геоэффективных событий космической погоды в феврале – марте 2023 г. В это время на Земле наблюдались различные геофизические явления: интенсивные магнитные бури, понижения интенсивности галактических космических лучей, полярные сияния и ряд других проявлений космической погоды. Для изучения ситуации в околоземном космическом пространстве в работе использовались данные прямых измерений параметров межпланетной среды на космических аппаратах DSCOVR и ACE. Применение методов спектрального анализа к данным прямых измерений параметров солнечного ветра на космическом аппарате DSCOVR позволило изучить характеристики и динамику альфвеновских, быстрых и медленных магнитозвуковых волн в инерционном диапазоне частот (от ~0.0001 до ~0.01 Гц) наблюдаемого спектра турбулентности солнечного ветра во время этих событий.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. А. Стародубцев

Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН

Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Россия, Якутск

П. Ю. Гололобов

Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН

Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Россия, Якутск

В. Г. Григорьев

Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Россия, Якутск

А. С. Зверев

Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН

Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Россия, Якутск

Список литературы

  1. Kappenman J. G. Space Weather and the Vulnerability of Electric Power Grids // Effects of Space Weather on Technology Infrastructure. NATO Science Series II: Mathematics. 2004. V. 176. P. 257–286.
  2. Tsurutani B. T., Lakhina G. S., Hajra. R. The physics of space weather/solar-­terrestrial physics (STP): what we know now and what the current and future challenges are // Nonlin. Processes Geophys. 2020. V. 27. P. 75– 119. https://doi.org/10.5194/npg-27-75-2020
  3. Pilipenko V. A., Chernikov A. A., Soloviev A. A. et al. Influence of Space Weather on the Reliability of the Transport System Functioning at High Latitudes // Russian J. Earth Sciences. 2023. V. 23. Iss. 2. Art.ID. ES2008. (In Russian) https://doi.org/10.2205/2023ES000824
  4. Биттенкорт Ж. А. Основы физики плазмы. Москва: Физматлит, 2009.
  5. Neugebauer M., Wu C. S., Huba J. D. Plasma fluctuations in the solar wind // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. P. 1027–1034.
  6. Топтыгин И. Н. Космические лучи в межпланетных магнитных полях. Москва: Наука, 1983.
  7. Jenkins G. M., Watts D. G. Spectral Analysis and Its Applications. San Francisco, Cambridge, London, Amsterdam: Holden-­Day, 1968.
  8. Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. Основные методы. Москва: Мир, 1982.
  9. Luttrell A. H., Richter A. K. A study of MHD fluctuations upstream and downstream of quasi-­parallel interplanetary shocks // J. Geophys. Res. 1987. V. 92. P. 2243–2252.
  10. Бережко Е. Г., Стародубцев С. А. Природа динамики спектра флуктуаций космических лучей // Изв. АН СССР. Серия физическая. 1988. Т. 52. С. 2361–2363.
  11. Стародубцев С. А., Зверев А. С., Гололобов П. Ю., Григорьев В. Г. Флуктуации космических лучей и МГД-волны в солнечном ветре // Солнечно-­земная физика. 2023. Т. 9. № 2. С. 78–85. https://doi.org/10.12737/szf-92202309
  12. Kamide Y., Yokoyama N., Gonzalez W. Two-step development of geomagnetic storms // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. P. 6917–6921.
  13. Gonzalez W. D., Tsurutani B. T., Clua de Gonzalez A. L. Interplanetary origin of geomagnetic storms // Space Sci. Rev. 1999. V. 88. P. 529–562.
  14. Parnahaj I., Kudela K. Forbush Decreases, Geomagnetic Storms, and Interplanetary Structures // WDS’14 Proceedings of Contributed Papers – Physics. 2014. P. 310–315.
  15. Kudela K., Brenkus R. Cosmic ray decreases and geomagnetic activity: list of events 1982–2002 // J. Atmospheric and Solar-­Terrestrial Physics. 2004. V. 66. P. 1121–1126. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2004.05.007
  16. Бережко Е. Г. Неустойчивость в ударной волне, распространяющейся в газе с космическими лучами. // Письма в Астрон. журн. 1986. Т. 12. С. 842–847.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость Dst-индекса геомагнитной активности от времени для событий интенсивных геомагнитных бурь в конце 26.II.2023 (а) и начале 23.III.2023 (б).

Скачать (194KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость параметров межпланетной среды от времени. На панелях (а–в) показаны модули |B| и Bz-компонента ММП в GSE-системе координат, плотность n и скорость U СВ для периода 22–27.II.2023 и то же самое на панелях (г–е) для 20–25.III.2023 соответственно. Заштрихованными областями и цифрами 1–5 над ними обозначены интервалы времени, для которых на рис. 3, 5 и 6 приводятся параметры МГД-волн.

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость коэффициентов когерентности ΓBU(ν), ΓBn(ν) и ΓUn(ν) от частоты ν, характеризующих вклад альфвеновских (а, г, ж), быстрых (б, д, з) и медленных (в, е, и) магнитозвуковых волн в наблюдаемые спектры мощности модуля ММП P|B|. Легенда для интервалов времени 1–5 приведена.

Скачать (629KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость потоков низкоэнергичных КЛ в различных дифференциальных каналах, зарегистрированных на борту КА ACE в эксперименте EPAM детектор LEMS120, от времени для 22–27.II.2023 (а) и 20–25.III.2023 (б). Легенда для восьми дифференциальных энергетических каналов приведена.

Скачать (365KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектры мощности PBU(ν), PBn(ν), PUn(ν) соответственно для альфвеновских (а, г, ж), быстрых (б, д, з) и медленных (в, е, и) магнитозвуковых волн в зависимости от частоты ν. Легенда соответствующих интервалов времени 1–5 приведена.

Скачать (600KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Наблюдаемые спектры мощности модуля ММП (P|B|) и суммы спектров альфвеновских, быстрых и медленных магнитозвуковых волн (PΣ) для интервалов времени 1–5. Указаны 95% доверительных

Скачать (315KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024