КОНКУРС НАУЧНЫХ РАБОТ ИКИ РАН 2012-2013 гг.

Н. С. Николаева, Ю. И. Ермолаев, И. Г. Лодкина, М. Ю. Ермолаев Цикл работ «Статистическое исследование магнитных бурь»

Н. С. Николаева, Ю. И. Ермолаев, И. Г. Лодкина, МОДЕЛИРОВАНИЕ ВРЕМЕННОГО ХОДА Dst ИНДЕКСА НА ГЛАВНОЙ ФАЗЕ МАГНИТНЫХ БУРЬ, ГЕНЕРИРОВАННЫХ РАЗНЫМИ ТИПАМИ СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА,

КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2013, том 51, № 6, с. 1–12

В данной работе выполнено моделирование главной фазы магнитных бурь, вызванных следующими типами течений солнечного ветра (СВ): магнитными облаками (МС, 10 бурь), коротирующими областями взаимодействия (CIR, 31 буря), областью сжатия перед межпланетными корональными выбросами (Sheath перед ICME, 21 буря), «поршнями» (Ejecta, 31 буря). Главная фаза магнитных бурь аппроксимируется линейной зависимостью от основных параметров солнечного ветра: интегрального электрического поля sumE_y, динамического давления P_d, и уровня флуктуаций sB ММП. В работе проводится сравнение 3-х версий модели: с индивидуальными значениями коэффициентов аппроксимации фазы; с коэффициентами аппроксимации, усредненными по типу СВ; и с учетом поправок на предысторию развития начала главной фазы магнитной бури.

Для всех типов СВ главная фаза магнитных бурь лучше всего моделируется индивидуальными значениями коэффициентов аппроксимации. Точность данной модели выше для бурь от МС, и в ~2 раза хуже для бурь от других типов СВ. Модель с коэффициентами аппроксимации, усредненными по типу СВ, хуже описывает вариации D_st индекса главной фазы для бурь от МС, и лучше для Sheath- и CIR-бурь; точность модели самая высокая для бурь от Ejecta и самая низкая для бурь от Sheath. Введение поправок на предысторию развития начала главной фазы магнитной бури улучшает параметры моделирования для всех типов межпланетных источников бурь: коэффициент корреляции меняется в диапазоне от r=0.81 для бурь от Ejecta до r=0.85 для бурь от Sheath; самая высокая точность у бурь от МС, и в ~1.5 раза ниже для Sheath-бурь.

Yermolaev, Y. I., I. G. Lodkina, N. S. Nikolaeva, and M. Y. Yermolaev (2013), Occurrence rate of extreme magnetic storms, J. Geophys. Res. Space Physics, 118, doi:10.1002/jgra.50467. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jgra.50467/pdf

В статье на основе анализа большого экспериментального материала показано, что распределение частоты появления магнитных бурь по их величине имеет резко спадающий степенной хвост в области экстремальных бурь, т.е. число бурь резко падает с увеличением силы бури. Полученные результаты позволили оценить среднюю частоту появления на Земле экстремальных магнитных бурь. Так, согласно полученным оценкам, средняя частота появления магнитных бурь типа бури марта 1989г. составляет около 25 лет, а Кэррингтоновской бури сентября 1859г. – не менее 500 лет. Практический вывод из этих результатов заключается в том, что ныне живущее человечество должно быть готово к магнитным бурям типа 1989г., а вот столкнуться с бурей типа Кэррингтоновской вероятность крайне мала, тем более, что согласно наблюдением за Солнцем в нынешний 11-летний цикл солнечной активности, наше светило вступает в эпоху снижения его активности.