WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 20 |

Характеристики форбуш-эффектов и их связь с солнечными, межпланетными и геомагнитными возмущениями

-- [ Страница 2 ] --

Во второй главе рассматриваются Форбуш-эффекты и их связь с межпланетными и геомагнитными возмущениями. В разделе 2.1 датся краткий обзор параметров, характеризующих явление. В разделе 2.2 представлена классификация эффектов. В разделе 2.3 проведен статистический сравнительный анализ большого количества событий с целью изучения связи различных характеристик Форбуш-эффектов между собой и с параметрами межпланетной среды. В разделе 2.4 анализируются события, обусловленные спорадическими солнечными источниками с различной гелиодолготой. Раздел 2.5 посвящен анализу связей между различными параметрами корональных выбросов (скоростей, угловых размеров, массы и т.д.) и величиной Форбушэффекта.

Третья глава посвящена изучению событий 19-го цикла солнечной активности, имеющего целый ряд отличий от других. Сопоставление событий в КЛ с солнечной и геомагнитной активностью показало, что количество и мощность магнитных бурь в 19-м цикле соответствует аномально высокому числу солнечных пятен. Однако в этом цикле существует определнный дефицит ФЭ с очень большими величинами (AF 15%). В главе анализируются возможные причины этого дефицита.

В четвртой главе излагаются основы новой методики ранней диагностики геоэффективности нерекуррентных источников геомагнитных бурь и Форбуш-понижений. В качестве основного исходного параметра используется не информация о скорости и форме СМЕ в картинной плоскости, а суммарный магнитный поток диммингов и постэруптивных аркад на уровне фотосферы.

В Заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы:

Апробация работы докладывались и обсуждались на следующих научных мероприятиях:

Десятая Баксанская молодежная школа экспериментальной и теоретической физики (БМШ ЭТФ), Приэльбрусье, учебно-научная база КБГУ, Россия, 18– 25 октября 2009 г.;

European Geosciences Union General Assembly (EGU 2010), Vienna, Austria, 2–7 May 2010;

31-я Всероссийская конференция по космическим лучам (ВККЛ), Москва, Россия, 5–9 июля 2010 г.;

22nd European Cosmic Ray Symposium (ECRS 2010), Turku, Finland, 3– August, 2010;

32nd International Cosmic Ray Conference (ICRC 2011), Beijing, China, 11– August, 2011;

7th Scientific Conference with international participation (SES 2011) «Space, Ecology, Safety», Sofia, Bulgaria, 29 November – 1 December, 2011;

7-я ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ, Москва, Россия, 6–10 февраля 2012 г.;

IX Конференция молодых ученых «Фундаментальные и прикладные космические исследования», ИКИ, Москва, Россия, 12–13 апреля 2012 г.;

Научная конференция «Базы данных, инструменты и информационные основы полярных геофизических исследований», г. Троицк, ИЗМИРАН, Россия, 22–26 мая 2012 г.;

23rd European Cosmic Ray Symposium (ECRS 2012), MSU, Moscow, Russia, 3–7 July, 2012;

32-я Всероссийская конференция по космическим лучам (ВККЛ), МГУ, Москва, Россия, 3–7 июля 2012 г.;

XI Russian-Chinese conference on space weather Irkutsk, Institute of SolarTerrestrial Physics SB RAS, 3–8 September 2012;

Всероссийская конференция, посвященная 50-летию ИКФИА СО РАН «Космические лучи и гелиосфера», Якутск, Россия, 17–18 сентября 2012 г.;

8th Scientific Conference with international participation (SES 2012) «Space, Ecology, Safety», Sofia, Bulgaria, 4–6 December, 2012.

Публикации По теме диссертационной работы опубликовано 18 научных работ, из которых 14 работ входят в список SCOPUS, 12 – в Web of Science, 7 – в реферируемых научных изданиях из списка ВАК.

Личный вклад автора Во всех исследованиях, изложенных в работе, автор принимал активное участие в постановке задач, решении методических вопросов, обработке и анализе данных, обсуждении, интерпретации полученных результатов и написании статей. Автор проделал большую работу по обработке и анализу экспериментальных данных мировой сети станций космических лучей.

Абуниным А.А. лично разработаны основные пакеты программ необходимых для исследования.

Кроме научной работы, Абунин А.А. принимает деятельное участие в обеспечении работоспособности системы сбора и передачи данных на сервера с нейтронных мониторов ИЗМИРАН, а также в поддержке работы зеркала международной базы данных нейтронных мониторов (NMDB), установленного в ИЗМИРАН.

Глава 1. Обзор современного состояния исследований Форбушэффектов. Средства и методы изучения вариаций галактических космических лучей 1.1. Современное состояние вопроса Модуляция галактических космических лучей (ГКЛ) происходит в результате их взаимодействия с неоднородностями магнитного поля в солнечном ветре. Таким образом, космические лучи (КЛ) несут в себе информацию о состоянии межпланетной среды, и если в ней имеются возмущения, то они будут отражены в вариациях КЛ. Влиянию межпланетных магнитных полей (ММП) подвержены частицы в широком энергетическом диапазоне: от десятков кэВ до сотен ГэВ. Эти частицы регистрируются спутниковой (низкие энергии) и наземной аппаратурой (с энергиями от единиц до сотен ГэВ), что делает КЛ серьезным инструментом для исследования магнитных неоднородностей в возмущениях солнечного ветра. На Земле такие возмущения могут проявляться в виде геомагнитных бурь (ГМБ) и Форбушэффектов (ФЭ) в КЛ, которые были открыты в 1937 году [89], а также были отмечены в работе Гесса и Деммельмаейра [105]. Результаты по исследованию Форбуш-понижений (ФП) освещались во многих публикациях, и этому вопросу уделено много внимания, к примеру, в книгах Дормана Л.И. [78,80], а также в работах других авторов (см., напр., [1,2,4,8,30,44,61,65,108,112,114,128,147, 148,158-160]).

Хотя ФП были открыты в самом начале регулярных наблюдений КЛ и изучаются уже более 70 лет, до сих пор для них нет общепринятого определения. Более того, в ряде работ (см., напр., [52,53,162,191]) используется термин «Форбуш-эффект» в качестве описания данного явления. Как выяснилось, Форбуш-эффект – это гелиосферное явление, включающее в себя не только понижение, но и восстановление интенсивности КЛ, и небольшие изменения плотности и анизотропии КЛ перед началом спада, так называемые «предвестники» ФП [43,90,146,183], которые также характеризуют явление в целом. На данный момент термины «Форбуш-эффект» и «Форбуш-понижение»

являются эквивалентными и оба используются как российскими, так и зарубежными авторами.

Казалось, что запуск космических аппаратов и изучение ФП вне планетарной магнитосферы, создание новых инструментов исследования КЛ, разработка различных теорий и моделей позволят всесторонне изучить данные эффекты. Тем не менее, нет еще достаточно полных ответов на многие вопросы, касающиеся величины эффекта, их разнообразия, взаимосвязи с параметрами солнечного ветра, различными индексами, описывающими геомагнитную активность, и пр. (см., напр., [8,53,113,129]).

Долгое время под ФЭ понимали понижение интенсивности КЛ во время магнитных бурь ([78] и ссылки в нем). Однако ФП также наблюдались далеко от Земли и магнитосфер других планет [87,88], и даже на Земле они не всегда сопровождаются ГМБ. В работе Белова и др. [8] представлено, на данный момент, наиболее полное определение ФЭ: «Форбуш-эффекты – это изменения плотности и анизотропии космических лучей в крупномасштабных галактических, так и в солнечных космических лучах».

Первоначально ФЭ были обнаружены при помощи ионизационных камер.

Позже, на основе данных нейтронных мониторов (НМ), было показано, что за спорадические и рекуррентные [2,53,65,128,159]. Первые обусловлены корональными выбросами (CMEs – coronal mass ejections), которые при распространении от Солнца трансформируются в межпланетные облака ICMEs (см., напр., [56,97]); вторые – высокоскоростными потоками плазмы из корональных дыр, вращающихся вместе с Солнцем. Оба типа межпланетных возмущений способны вызвать отклик как в магнитосфере и ионосфере Земли, так и в вариациях КЛ. Однако механизм дополнительной модуляции ГКЛ в данных типах возмущений солнечного ветра будет различен [48,128,150].

Различаются и характеристики ФЭ двух типов [1,2]. Но получение количественных данных о различиях этих характеристик затруднительно, поскольку далеко не всегда известно, что является источником конкретного события, и к какому типу оно относится. Более того, многие события имеют смешанную природу, и в их создании участвуют и ICMEs, и корональные дыры [16]. Влияние различных типов возмущений межпланетной среды на модуляцию КЛ исследовалось в ряде работ. В части из них исследовалось использовался метод наложения эпох.

В ряде работ (см., напр., [65,157]) показано, что ICMEs вызывают большие и асимметричные эффекты, которые характеризуются резким и глубоким понижением интенсивности КЛ, в то время как корональные дыры являются причиной более мелких ФП с более симметричным и плавным профилем. В работах [35,175] отмечается, что более глубокий эффект наблюдается, когда ударная волна сформирована в переднем крае возмущения, распространяющегося в сторону Земли, производя тем самым двухступенчатое понижение (так называемый «классический Форбуш-эффект») [37,38,61,64, 65,160, 164,193]. Впервые такой профиль ФЭ был отмечен в работах [37,38] на основе пяти событий в период с 1966 по 1972 гг. Автор предположил, что двухступенчатый профиль получается в результате модуляции ГКЛ как ударной волной, так и оболочкой выброса. В этой модели ударная волна создает первую ступень понижения в эффекте, а вторая ступень возникает за тангенциальным разрывом в главной части возмущения. Следующим большим вкладом в изучение двухступенчатой структуры ФП является работа Сандерсона [164], в которой было проанализировано уже 19 событий, связанных с магнитными облаками. Выбирались события, которым на орбите Земли соответствовали ФП с амплитудами более 2%. В каждом случае были измерены временные интервалы между приходом ударной волны и минимумом понижения интенсивности ГКЛ на первой ступени, а также между приходом магнитного облака и минимумом КЛ во второй ступени. Авторы пришли к выводу, что и оболочка магнитного облака, и ударная волна создают трудно проходимый барьер для космических лучей. Но следует отметить, что в данном исследовании авторы использовали данные только одного НМ.

Несколько лет спустя в работе Кэйн [62] был сделан вывод, что и турбулентная область в оболочке выброса, и расширяющееся магнитное облако могут вызвать понижение в галактических КЛ. Эти исследования были сделаны на основе данных приборов, находящихся на Земле и в космосе, а их цель заключалась в определении различий между эффектами от ударных волн и магнитных облаков. В дальнейшем это исследование продолжилось в последующих статьях (см., напр., [64]). В них авторы разделили все ФП на четыре класса, основываясь на характеристиках межпланетной среды, а не на данных о профиле ФП. К первому классу отнесены события, в которых присутствует и ударная волна, и ICME (см. рис. 1.1 врезка А). Ко второму классу относятся события только с наличием ударной волны (см. рис. 1.1, вставка В), к третьему – с ICME и слабой ударной волной и, наконец, к четвертому – смешанные события, где наблюдаются несколько источников межпланетного возмущения. Позже появились более полные обзоры, касающиеся двухступенчатой структуры ФП [65,193].

На основе последующей работы Кэйн [66] был создан «современный»

каталог межпланетных корональных выбросов [159], который включает в себя уже более 300 ICMEs, достигших Земли в 23 цикле солнечной активности. В данном каталоге отмечены основные параметры выбросов, такие как:

максимальная скорость, величина напряженности ММП, наличие магнитного облака в выбросе и т.д. В следующих работах этих же авторов сопоставлены параметры данных выбросов солнечной плазмы с соответствующими соответствующими индексами геомагнитной активности [161].



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 20 |
 


Похожие материалы:

«Куприянов Владимир Викторович Численно-экспериментальное исследование вращательной динамики спутников планет 01.03.01 – Астрометрия и небесная механика ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель д. ф.-м. н. Шевченко Иван Иванович Санкт-Петербург – 2014 Оглавление Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Глава 1. Исторический обзор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1. Численное ...»

« Гожа Марина Львовна НАСЕЛЕНИЕ РАССЕЯННЫХ ЗВЕЗДНЫХ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИКИ 01.03.02 – астрофизика и звездная астрономия Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор В.А. Марсаков Ростов-на-Дону – 2014 2 Оглавление Введение………………………………………………………………………………. 5 Глава 1. Неоднородность населения рассеянных звездных скоплений в Галактике…………………………………………………………………………. 20 1.1 ...»

«ЧАЗОВ Вадим Викторович РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО МЕТОДА ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЙ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ Диссертация на соискание учёной степени доктора физико-математических наук Специальность 01.03.01. Астрометрия и небесная механика Москва – 2012 Содержание 1 Содержание Предисловие 7 1 Постановка задачи 17 1.1 Стандартные соглашения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.1 Системы отсчёта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.2 ...»

« УДК 524.7;524.72-4 КАЙСИНА Елена Ивановна БАЗОВЫЕ СВОЙСТВА ГАЛАКТИК МЕСТНОГО ОБЪЕМА (01.03.02 - Астрофизика и звездная астрономия) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико–математических наук Научный руководитель: доктор физико–математических наук, профессор Караченцев И. Д. Нижний Архыз – 2014 2 Оглавление Введение Общая характеристика работы Актуальность Цели и задачи исследования Научная новизна Научная и практическая ценность работы Основные результаты ...»







 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.