Крупномасштабные явления в солнечном ветре и магнитосферно-ионосферная активность

• Автор: Ревунов, Сергей Евгеньевич
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Отражение динамики параметров межпланетной среды в магнитосферно-ионосферной активности
§1.1 Крупномасштабные явления солнечной активности
§1.2 Физические причины геомагнитной активности
§1.3 Современные методы исследования природы магнитосферно-ионосферной
активности
§ 1.4 Постановка решаемых задач
ГЛАВА 2. Разработка комплексного подхода к изучению геомагнитных возмущений как следствия солнечно-земных связей
§2.1 Геомагнитные возмущения как следствие крупномасштабных
явлений солнечной активности
§2.2 Нейросетевой классификационный подход
§2.3 Задачи классификации геомагнитных возмущений
на основе солнечно-земных связей
§2.4 Принципы отбора глобальных геомагнитных вариаций и поиск адекватного
числа их классов
§2.5 Определение космических источников геомагнитных возмущений
§2.6 Классификация резких скачков в параметрах межпланетной среды
§2.7 Анализ влияния электрического поля солнечного ветра на
геомагнитную активность
§2.8 Выводы
ГЛАВА 3. Особенности высокоширотных геомагнитных возмущений
§3.1 Необходимость контроля пространственной динамики полярной шапки и
аврорального овала
§3.2 Разработка методики классификации пространственного положения станций по результатам Фурье-анализа геомагнитных данных

§3.3 Разработка методики классификации пространственного положения станций по
результатам вейвлет-анализа геомагнитных данных
§3.4 Обработка результатов классификации и оценка уровня согласованности
классификационного и традиционного модельного подходов
§3.5 Поиск физических причин разделения спектральных характеристик магнитных
возмущений в полярных областях
§3.6 Выводы
ГЛАВА 4. Исследование связи максимально наблюдаемой и критической частоты слоя ¥2 среднепшротной ионосферы с геоэффективными параметрами
межпланетной среды
§4.1 Корреляционное исследование связи критической частоты слоя ¥2 и МНЧ с
ключевыми геоэффективными параметрами межпланетной среды
§4.2 Определение времени реакции критической частоты слоя Р2 ионосферы и МНЧ на
взаимодействие межпланетной среды с магнитосферой
§4.3 Поиск оптимальной нейросетевой архитектуры для прогноза ионосферных
параметров
§4.4 Определение дополнительных входных параметров нейросети для повышения
качества прогнозирования критической частоты слоя Р2 и МНЧ
§4.5 Восстановление максимально наблюдаемой и критической частоты на
разветвленной нейросети методом добавления производных высокого порядка
§4.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Важным современным направлением солнечно-земной физики является изучение последствий динамики параметров солнечного ветра, как причины магнигосферно-ионосферной активности. Первостепенной задачей при этом является поиск косвенных и прямых связей между параметрами, характеризующими как причину, т.е. структуру солнечного ветра, так и следствие, т.е. глобальное геомагнитное возмущение. В связи с такой постановкой вопроса, наиболее актуальными являются исследования по выявлению наиболее геоэф)фективных параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, а также идентификация солнечных источников, ответственных за их появление. В контексте данной задачи так же важно оценить насколько среднеширотная ионосфера подвержена влиянию со стороны геоэффективных параметров межпланетной среды. Таким образом, можно говорить о необходимости разработки комплексного подхода к изучению глобальных геомагнитных возмущений как следствия солнечно-земных связей.
Отдельного рассмотрения заслуживает вопрос о высокоширотных геомагнитных возмущениях. В последнее время, в связи с запуском полярных космических аппаратов (КА) и получением большого объема новой информации, наблюдается повышенный интерес к изучению высокоширотной области. Большинство работ посвящено исследованию динамики полярной шапки и овала полярных сияний. Авторы этих исследований находят взаимосвязь между параметрами солнечного ветра и пространственно-временной структурой полярных геомагнитных вариаций. В этом направлении представляется важной задача по разработке методики определения пространственного положения высокоширотных зон геомагнитной активности: полярной шапки, аврорального овала и субавроральной зоны в on-line режиме, т.е. в реальном масштабе времени.
Диссертация посвящена анализу магнитосферно-ионосферной активности, как следствия крупномасштабных явлений в солнечном ветре, разработке методики классификации глобальных геомагнитных возмущений и разрывов параметров межпланетной среды, созданию методики определения пространственного положения высокоширотных зон геомагнитной активности, исследованию связи критической частоты слоя F2 среднеширотной ионосферы с геоэффективньтми параметрами межпланетной среды.

1.2. Классификация глобальных геомагнитных возмущений и резких скачков в параметрах межпланетной среды с учетом соответствующих причинно-следственных связей
1.3. Определение космических источников геомагнитных возмущений
1.4. Выполнение анализа влияния электрического поля солнечного ветра на геомагнитную активность
2. Сопоставление спектральных характеристик геомагнитных вариаций, регистрируемых на магнитных станциях в области высоких широт, с целью проверки возможности на этой основе контролировать пространственную динамику местоположения конкретной станции в одной из зон геомагнитной активности - полярная шапка, овал полярных сияний, субавроральная зона. Для данной задачи основными направлениями решения являются:
2.1. Разработка методики классификации пространственного положения станций по результатам Фурье и вейвлет-анализа геомагнитных данных
2.2. Обработка результатов классификации
2.3. Оценка уровня согласованности классификационного и традиционного модельного подходов
2.4. Поиск физических причин разделения спектральных характеристик магнитных возмущений в полярных областях
3. Анализ связи максимально наблюдаемой и критической частоты ионосферного распространения коротковолнового радиосигнала с параметрами солнечного ветра и межпланетного магнитного поля для повышения надежности ионосферной КВ радиосвязи. В контексте поставленной задачи пути решения следует искать по следующим направлениям:
3.1. Выполнение корреляционного исследования связи критической частоты слоя Р2 и МНЧ с ключевыми геоэффективными параметрами межпланетной среды
3.2. Определение времени реакции МНЧ и критической частоты слоя Р2 ионосферы на взаимодействие межпланетной среды с магнитосферой
3.3. Поиск дополнительных факторов, влияющих на состояние ионосферного слоя Р2