Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 5. С. 241-250
Исследование причин долготных неоднородностей ионосферных возмущений в северном полушарии во время геомагнитных бурь
Б.Г. Шпынев
1 , Д.С. Хабитуев
1 , М.А. Черниговская
1 1 Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия
Одобрена к печати: 23.08.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-5-241-250
Выполнено исследование характера долготных вариаций компонент геомагнитного поля на основе данных двух цепей магнитометров в северном полушарии вблизи ~55° и ~70° с. ш. в течение временных периодов, связанных с развитием четырёх магнитных бурь в 2012–2014 гг. Установлено, что долготная изменчивость компонент геомагнитного поля имеет нерегулярную структуру, обусловленную несовпадением северного географического и геомагнитного полюсов, а также наличием аномалий различных пространственных масштабов в фоновом магнитном поле Земли. Особенности долготно-временных вариаций магнитного поля Земли также зависят от индивидуальных особенностей развития магнитных бурь. По данным среднеширотной цепи магнитометров зона сильных вариаций Н- и Z-компонент геомагнитного поля формируется в направлении меридиана геомагнитного полюса ~270° (в географических координатах) как в условиях низкой, так и возмущённой геомагнитной активности. В магнитовозмущённые периоды образуются две зоны сильных вариаций магнитного поля Земли симметрично относительно меридиана геомагнитного полюса на долготах ~40° и ~130°. Между этими двумя зонами всегда образуется сектор с наименьшими вариациями геомагнитного поля на долготах 80–110°. Вдоль высокоширотной цепи магнитометров максимальные значения вариаций Z-компоненты геомагнитного поля наблюдаются на долготах ~130°, ~300° и ~200°. Для вариаций Н-компоненты максимум значений расположен в секторе долгот ~130–200°. Эта особенность структуры и вариаций геомагнитного поля приводит к тому, что развитие геомагнитных бурь в ионосфере также обладает выраженной долготной неоднородностью.
Ключевые слова: вариации геомагнитного поля, геомагнитная буря, ионосферные возмущения
Полный текстСписок литературы:
- Гульельми А. В. О феноменологической теории магнитных бурь // Солнечно-земная физика. 2016. Т. 2. № 2. С. 29–34. DOI: 10.12737/18126.
- Зверева Т. И. Динамика главного магнитного поля Земли с 1900 года по наши дни // Электромагнитные и плазменные процессы от недр Солнца до недр Земли: Юбилейный сборник ИЗМИРАН-75 / под ред. В. Д. Кузнецова. М.: ИЗМИРАН, 2015. С. 36–45.
- Лайонс Л., Уильямс Д. Физика магнитосферы. Количественный подход. М.: Мир, 1987. 312 с.
- Мизун Ю. Г. Полярная ионосфера. Л.: Наука, 1980. 216 с.
- Шпынев Б. Г., Золотухина Н. А., Полех Н. М., Черниговская М. А., Ратовский К. Г., Белинская А. Ю., Степанов А. Е., Бычков В. В., Григорьева С. А., Панченко В. А., Коренькова Н. А., Мелич Й. Исследование ионосферного отклика на сильную геомагнитную бурю в марте 2015 года по данным евразийской цепи ионозондов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 4. С. 235–248. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-4-235-248.
- Achache J., Cohen Y., Counil J.-L. The magnetic anomalies of the Earth’s crust // Endeavour. 1988. V. 12. No. 4. P. 154–162. DOI: 10.1016/0160-9327(88)90160-3.
- Akasofu S. I. A historical review of the geomagnetic storm-producing plasma flows from the Sun // Space Science Reviews. 2011. V. 164. P. 85. DOI: 10.1007/s11214-011-9856-y.
- Buonsanto M. J. Ionospheric storms ― a review // Science Reviews. 1999. V. 88. P. 563–601.
- Danilov A. D., Laštovička J. Effects of geomagnetic storms on the ionosphere and atmosphere // Intern. J. Geomagnetism and Aeronomy. 2001. V. 2. No. 3. P. 209–224.
- Gonzalez W. D., Joselyn J. A., Kamide Y., Kroehl H. W., Rostoker G., Tsurutani B. T., Vasyliunas V. M. What is a geomagnetic storm? // J. Geophysical Research. 1994. V. 99. No. A4. P. 5771–5792.
- Gubenko V. N., Pavelyev A. G., Kirillovich I. A., Liou Y.-A. Case study of inclined sporadic E layers in the Earth’s ionosphere observed by CHAMP/GPS radio occultations: Coupling between the tilted plasma layers and internal waves // Advances in Space Research. 2018. V. 61. No. 7. P. 1702–1716. DOI: 10.1016/j.asr.2017.10.001.
- Hemant K., Maus S. Geological modeling of the new CHAMP magnetic anomaly maps using a geographical information system technique // J. Geophysical Research. 2005. V. 110. B12103. DOI: 10.1029/2005JB003837.
- Hinze W. J. Continental magnetic anomalies // Rewiews of geophysics and space physics. 1979. V. 17. No. 2. P. 257–273.
- Kim H. R., von Frese R. R.B., Golynsky A. V., Taylor P. T., Kim J. W. Application of satellite magnetic observations for estimating near-surface magnetic anomalies // Earth Planets and Space. 2004. V. 56. P. 955. DOI: 10.1186/BF03351793.
- MacDougall J. W., Jayachandran P. T., Plane J. M. C. Polar cap Sporadic-E: part 1, observations // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2000. V. 62. P. 1155–1167.
- Olsen N., Hulot G., Lesur V., Finlay C. C., Beggan C., Chulliat A., Sabaka T. J., Floberghagen R., Friis-Christensen E., Haagmans R., Kotsiaros S., Lühr H., Tøffner-Clausen L., Vigneron P. The Swarm Initial Field Model for the 2014 geomagnetic field // Geophysical Research Letters. 2015. V. 42. P. 1092–1098. DOI: 10.1002/2014GL062659.
- Shpynev B. G., Zolotukhina N. A., Polekh N. M., Ratovsky K. G., Chernigovskaya M. A., Belinskaya A. Yu., Stepanov A. E., Bychkov V. V., Grigorieva S. A., Panchenko V. A., Korenkova N. A., Mielich J. The ionosphere response to severe geomagnetic storm in March 2015 on the base of the data from Eurasian high-middle latitudes ionosonde chain // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. In press. DOI: 10.1016/j.jastp.2017.10.014.
- Thébault E., Vigneron P., Langlais B., Hulot G. A Swarm lithospheric magnetic field model to SH degree 80 // Earth, Planets and Space. 2016. V. 68. P. 126. DOI: 10.1186/s40623-016-0510-5.
- Zolotukhina N., Polekh N., Kurkin V., Rogov D., Romanova E., Chelpanov M. Ionospheric effects of St. Patrick’s storm over Asian Russia: 17–19 March 2015 // J. Geophysical Research Space Physics. 2017. V. 122. P. 2484–2504. DOI: 10.1002/2016JA023180.