Унифицированный РС индекс: методика его расчёта и диагностика высокоширотных магнитных возмущений

• Автор: Янжура, Александр Станиславович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

1. РС индекс как индикатор магнитной активности в полярной шапке
1.1 Общие сведения
1.2 Физическое обоснование РС индекса
1.3 Методика расчета РС индекса
1.4 РС15Г и РСБ индексы
2. Унифицированная методика для расчета РС1Ч и РСв индексов
2.1 Обзор спутниковой информации о межпланетном электрическом
поле, необходимой для расчета РС индекса.
2.2 Методика расчета кривой спокойного дня (КСД)
2.3 Методика определения параметров ф, а и |3
2.4 Тестирование унифицированной методики
2.5 Летний и зимний РС индекс: причины возможных различий
3. Реакция унифицированного РС индекса на изменения параметров
солнечного ветра
3.1 Соотношение между РС и геоэффективным межпланетным
электрическим полем Еш
3.2 Реакция РС индекса на резкие изменения параметров солнечного
ветра при прохождении фронтов межпланетных ударных волн
3.3 Реакция РС индекса на отрицательный скачок динамического давления солнечного ветра на фоне южной компоненты ММП
3.4 Реакция РС индекса на скачок динамического давления солнечного 73 ветра на фоне северной компоненты ММП

3.5 Оценка эффекта влияния импульсов динамического давления в 75 конкретных событиях
3.6 Основные результаты проведенного анализа
4. РС индекс и развитие изолированных суббурь
4.1 Методика анализа
4.2 Статистические оценки связи РС индекса с развитием изолированных
суббурь
4.3 Статистические соотношения между РС и АЕ/АЬ/АЕГ индексами в
летней и зимней полярных шапках
4.4 Скорости нарастания РС и АЕ/АЕ/Аи индексов на разных фазах
суббури
4.5 Обсуждение результатов и выводы
5. РС индекс и развитие периодически повторяющихся бухтообразных 96 возмущений
5.1 Данные и метод анализа
5.2 Статистические соотношения между величинами Егп, РС, и АЬ

5.3 Соотношение между РС индексами в летней и зимней полярных 105 шапках в ходе периодически повторяющихся бухтообразных возмущений
5.4 Соотношения между параметрами, характеризующими развитие 106 возмущений в течение фазы роста и фазы экспансии.
5.5 Соотношения между РС и АЬ в случае периодически повторяющихся
возмущений в авроральной зоне: сводка результатов
5.6 Общие закономерности развития изолированных суббурь и 113 периодически повторяющихся бухтообразных возмущений в авроральной зоне
5.7 Обсуждение результатов и выводы
Основные результаты диссертации
Литература

Работа посвящена разработке индекса, характеризующего магнитную активность в северной и южной полярных шапках, обусловленную воздействием геоэффективного солнечного ветра на магнитосферу Земли. Описывается методика расчёта и результаты верификации унифицированного РС индекса, адекватно отвечающего на геоэффективные изменения солнечного ветра независимо от местоположения точки наблюдения, сезона года (зима или лето) и местного времени. Оценивается эффективность воздействия на величину РС индекса вариаций межпланетного электрического поля и импульсов динамического давления солнечного ветра. Анализируется взаимосвязь между ростом РС индекса и развитием магнитных возмущений в авроральной зоне в случае изолированных магнитосферных суббурь, и для длительных периодов высокой магнитной активности, характеризующихся мощными повторяющимися бухтообразными возмущениями.
Актуальность проблемы. Солнечный ветер, взаимодействующий с магнитосферой Земли, является причиной существенных изменений параметров регулярного геомагнитного поля и ионосферы, которые, при достижении определённой интенсивности, называют магнито-ионосфсрными возмущениями. Магнито-ионосферные возмущения вызывают сбои или даже нарушения в работе различных спутниковых и наземных технологических систем (коммуникационные, навигационные, радиолокационные, линии электропередач, газопроводы и т.д.), т.е. критическим образом влияют на среду обитания человека. Магнито-ионосферные возмущения определяются изменениями параметров солнечного ветра, наиболее геоэффективным из которых является: межпланетное электрическое поле (МЭП), определяемое, главным образом, южной компонентой межпланетного магнитного поля (В/ ММП) и скоростью солнечного ветра Кяг- При геоэффективном МЭП происходит интенсивная накачка энергии солнечного ветра в магнитосферу, её накопление, и последующее высвобождение в виде суббурь — магнито-ионосферных возмущений, достигающих максимальной интенсивности в авроральной зоне, при этом первым сигналом о воздействии

обусловленные кратковременными (с периодом менее суток) вариации геоэффективных параметров солнечного ветра.
13 декабря 1999 года
Рис. 2.12: Пример реакции РСК и РСБ индексов на вариации В у и Зг компонент ММП (13 декабря 1999).
Рис, 2.12 показывает поведение PCN и РСБ индексов и их реакцию на изменения В у и В/, компонент ММП 13 декабря 1999 года. Отчетливо видно, что южная компонента ММП достаточно точно определяет поведение РС!4! и РСБ индексов. Если южная компоненты доминирует (на интервале от 00 до 09 11Т), то значения РСЫ и РСБ индексов соответствуют друг другу и меняются согласно вариациями В2 составляющей ММП. Когда В/ компонента приближается к нулю или переходит в северное направление (после 09 ИТ), магнитная активность в летней хорошо проводящей полярной шапке начинает определяться воздействием Ву компоненты ММП. В результате, РС индекс в летней полярной шапке (РСБ) растёт при почти неизменной величине РС индекса в зимней шапке, и РСЫ и РСБ индексы начинают расходиться. При изменении полярности В у (в 15:15 и 17:30 ЦТ), эффект влияния В у компоненты в летней шапке меняет знак, поэтому расхождение между РС индексами в зимней и летней полярных шапках может иметь как положительный, так и отрицательный знак, в зависимости от полярности Ву.