WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 20 |

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

-- [ Страница 8 ] --

В качестве другого основания для деления всех ФЭ на группы может использоваться различие в продолжительности развития события. Среди всех ФЭ можно выделить события, которые развиваются очень быстро и те, которым необходимо больше времени. Отметим, что сам термин «развитие» ФЭ может подразумевать различные фазы эффекта. В одном случае под «развитием» ФЭ предполагается интервал времени между началом спада и минимумом в вариациях галактических КЛ (tmin). В другом случае, под «развитием» ФЭ можно понимать интервал времени между началом спада и моментом восстановления КЛ до прежнего уровня. Но в большинстве случаев, из-за частого наложения событий, мы не можем наблюдать полное восстановление КЛ до первоначального уровня. Поэтому в качестве параметра, характеризующего развитие ФЭ, удобнее всего использовать величину tmin.

Деление ФЭ можно также провести, основываясь на данных о фазе восстановления эффектов. Можно выделить эффекты с быстрым или медленным, а также происходящим в несколько этапов восстановлением.

Время восстановления зависит, прежде всего, от размеров возмущения, его скорости распространения в межпланетном пространстве, а также места попадания Земли в это возмущение. На рис. 2.7 представлены ФЭ с различными вариантами фаз восстановления. На первой панели (рис. 2.7а) восстановление КЛ до прежнего уровня длится более 14 дней. Одной из причин такого долгого восстановления может быть наложение эффектов. Из рисунка видно, что 25/03/1958 наблюдался большой по амплитуде ФЭ (AF 8%), а затем, на его фазу восстановления наложились еще два ФП с величинами 1.2% и 0.8%. Но не всегда события с долгим восстановлением создаются из-за наложения событий.

Большие времена для фазы восстановления КЛ до прежнего уровня типичны для волоконных событий, в которых отмечается сравнительно низкая скорость распространения (около 400-500 км/с) и большие размеры возмущения.

На второй панели (рис. 2.7б) представлен типичный ФЭ, которому соответствует восстановление КЛ в 3-4 дня. В событии 08/06/1989 (рис. 2.7в) восстановление ГКЛ до прежнего уровня проходит примерно за сутки. Но можно выделить такие события, в которых восстановление имеет составной вид. Например, на рис. 2.7г представлено ФП, где в течение первых 8 часов наблюдается резкое восстановление КЛ, а затем скорость восстановления замедляется.

В зависимости от типа источника возмущения межпланетной среды все ФЭ можно разделить на спорадические (от CMEs/ICMEs) и рекуррентные (от корональных дыр). Отметим, что механизм дополнительной модуляции КЛ в данных типах возмущений солнечного ветра различен [48,128,150]. Эффекты от ICMEs имеют, как правило, более резкое понижение ГКЛ. Кроме того, профиль ФП в таком случае, чаще всего, имеет двухступенчатую структуру (см. раздел 1.1).

Рис. 2.7. Форбуш-эффекты с различными вариантами фазы восстановления.

Для детального анализа различных зависимостей характеристик все ФЭ, обусловленные спорадическими солнечными источниками (CMEs), делились на пять групп [4] согласно гелиодолготам источников возмущения межпланетной среды на видимом солнечном диске.

Сравнение ФЭ из разных групп выявляет существенную зависимость различных параметров эффекта от гелиодолготы источника. Например, направление анизотропии КЛ во время ФЭ более изменчиво для восточных и центральных источников и более устойчиво для западных. Эффекты, ассоциированные с восточными CMEs/ICMEs, развиваются наиболее медленно (см. раздел 2.5).

Рис. 2.8. Вариации космических лучей в июле 1959 года.

Долготная зависимость профилей ФП очень ярко проявляется, например, в событиях в июле 1959 г. (см. рис. 2.8). Разберем более детально этот пример.

В течение одной недели (11, 15 и 17 июля 1959 года Землю достигли три ударные волны, после которых возникли сильные геомагнитные бури и большие ФП с величинами 10.1, 14.8 и 14.4 %. Каждое из этих трех событий было связано с мощной солнечной вспышкой в одной и той же активной области, зарегистрированной 10, 14 и 16 июля с координатами N21E64, N27E07, N17W30 соответственно [11]. Хотя у первого ФЭ, начавшегося 11 июля, был длительный профиль, восстановления потока КЛ до прежнего уровня не произошло, поскольку начался следующий ФЭ. Все это сопровождалось короткой и умеренной ГМБ (Kp = 7–, Dst = –36 нТл). Второй ФЭ (15 июля) был самым большим из наблюдаемых эффектов. Он характеризовался быстрым двухступенчатым понижением и относительно быстрым восстановлением интенсивности КЛ. В этом случае ГМБ была не только самой большой из этих трех, но и одной из самых больших в истории наблюдений по Dst индексу, минимальное значение которого составило –429 нТл. Третий ФЭ (17 июля) по характеру спада был подобен первому, и имел самое быстрое восстановление, что характерно для западных событий. Это понижение в КЛ сопровождалось очень большой магнитной бурей (severe, Kp = 9–, Dst = –183 нТл).

2.3. Форбуш-эффекты с внезапным и постепенным началами Как отмечалось выше, существуют два основных типа возмущений межпланетной среды: рекуррентные (в основном, высокоскоростные потоки плазмы из корональных дыр) и спорадические (CMEs/ICMEs) (см. раздел 1.1).

Оба типа межпланетных возмущений способны вызвать отклик в вариациях КЛ, однако механизм дополнительной модуляции будет различен. Кроме того, различаются и характеристики ФЭ. Но получение количественных данных о различиях этих характеристик затруднительно, поскольку далеко не всегда известно, что является источником конкретного возмущения, а многие события имеют смешанную природу, т.е. в их создании участвуют и CMEs/ICMEs, и корональные дыры (см., напр., [16]).

Поскольку прямой путь в статистическом сравнительном анализе ФП двух типов затруднен, приходится искать косвенные подходы. Например, делить события по особенностям их начала, объединяя в одну группу события, начавшиеся с прихода к Земле межпланетной ударной волны, а в другую – события без ударной волны, как было впервые предложено еще Китамурой [120]. Разумеется, мы не предполагаем, что такое деление полностью соответствует делению по солнечным источникам. Ударные волны у Земли иногда наблюдаются и на фронтах высокоскоростных потоков из корональных дыр. С другой стороны, множество межпланетных возмущений, созданных ICMEs, приходят к Земле без ударной волны. Тем не менее, можно утверждать, что ударные волны более характерны для событий, обусловленных корональными выбросами, и не типичны для событий, связанных с корональными дырами.

В представленном разделе проведен статистический анализ большого количества данных с целью изучения связи различных характеристик ФЭ между собой и с параметрами межпланетной среды [2]. Анализ проводился для двух различных групп, объединяющих события, которые начались с приходом к Земле межпланетной ударной волны и события с постепенным началом, не сопровождавшиеся ни внезапным началом ГМБ (SSC), ни ударной волной.

С учетом условий отбора, описанных в разделе 2.1, всего было отобрано 3455 событий, которые были поделены на две группы: группу S (с межпланетными ударными волнами) и группу NS (без ударных волн).

Внезапное начало магнитных бурь (SSC) использовалось как наиболее удобный индикатор межпланетных ударных волн (ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/SOLAR_ DATA/SUDDEN_COMMENCEMENTS/STORM2.SSC). В S-группу не включались слабовыраженные и ненадежно выделенные из внезапных начал, т.е. те, которые ни одной магнитной обсерваторией не были отнесены к классу A [135].

В ряде случаев в группу S включались события, в которых SSC отсутствовали, но были сообщения об ударных волнах, наблюдавшихся на спутниках ACE (www.swpc.noaa.gov/ace), Wind (http://wind.nasa.gov) (http://sohowww.nascom.nasa.gov/home.html). В результате в группу S вошло событий, а в NS-группу – 2815.

Используя DBFE можно получить информацию о различных параметрах в выделенных группах. В таблице 2.3 представлены минимальные, средние и максимальные значения параметров, характеризующих ФЭ и межпланетные возмущения для S- и NS-групп: AF – амплитуда ФП; Axy, Az – максимальные величины составляющих анизотропии в плоскости земного экватора и вдоль оси вращения Земли, min – максимальное часовое понижение плотности КЛ;

Kp, Ap – максимальные значения индексов геомагнитной активности в данном возмущении; Dst – минимальное значение индекса геомагнитной активности; Bt и VSW – максимальные величины напряженности ММП и скорости солнечного ветра соответственно; VmBm – параметр, характеризующий возмущенность солнечного ветра; t(VSW), t(Bt), t(Axy), t(min) – интервалы времени между Advanced Composition Explorer Solar and Heliospheric Observatory началом возмущения и максимальным значением скорости солнечного ветра, напряженности ММП, анизотропии Axy и часового падения плотности КЛ min соответственно; RB – максимальная жесткость частиц, которые способны отразить магнитное поле межпланетного возмущения (см. объяснение далее);

tmin – продолжительность основной фазы (фазы спада); AF/Bt – отношение величины ФП к максимальному значению напряженности ММП. Отметим, что параметр VmBm нормирован следующим образом:

где V0 и B0 – параметры невозмущенной межпланетной среды (обычно используются V0 = 400 км/с, B0 = 5 нТл).

рассматриваемых группах существенно различаются. Например, средняя величина ФЭ в S-группе практически в два раза больше, чем в группе NS (2.27±0.08% и 1.12±0.01% соответственно). Этот факт подтверждает также распределение числа ФЭ по их величине в выделенных группах (см. рис. 2.9).

Рис. 2.9. Распределения величин Форбуш-эффектов в группах событий с SSC и без SSC.

Из рисунка видно, что максимум числа событий группы NS является более узким и смещен относительно максимума S-группы влево, в область меньших амплитуд ФЭ. При более детальном анализе можно получить, что в группах NS и S на ФП с AF 1% приходится 1603 (около половины) и 138 (~1/ часть) событий соответственно. Событий с амплитудой 02% в NS-группе окажется 2589 (~92%), а в S-группе – 365 (~ 57%). Если обратиться к правой части распределения (в область с большими величинами ФП), то видно большое количественное преобладание событий из S-группы в данной области.

ФП с амплитудой AF 6% в NS-группе составляют ~1/700 часть, а в S-группе 1/23 часть событий данной группы, т.е. большие по величине события принадлежат, в основном, S-группе. Максимальные значения ФП для S- и NSгрупп 13.5% и 11.0% соответственно. При этом следует учесть, что многие события, превышающие по величине данные значения, в основном из S-группы, по вышеописанным причинам были отсеяны (см. раздел 2.1), и преобладание Sгруппы среди больших ФП на деле еще очевиднее. Более того, при более подробном рассмотрении отдельных событий оказывается, что все большие ФЭ полностью или частично связаны с ICMEs.

Может показаться, что отличия S- и NS-групп только в мощности солнечных и межпланетных событий, и они являются разными выборками одного и того же распределения. Понятно, что более мощные возмущения солнечного ветра, будь то ICMEs или высокоскоростные потоки из корональных дыр, чаще создают ударные волны и сильнее влияют на КЛ.

Однако между группами существуют не только количественные, но и качественные различия, так что эти группы представляют разные распределения, а не являются двумя разными выборками одного.

Различия в величинах ФП двух групп становятся понятны, если сравнить параметры соответствующих межпланетных возмущений Bt, VSW, VmBm и RB.



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 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.