«Космическая погода: Мифы и реальность»
Ю. И. Ермолаев, М. Ю. Ермолаев, Г. Н. Застенкер, Л. М. Зеленый, А. А. Петрукович (ИКИ РАН)
Аннотация доклада:
В рамках решения задач программы «Космическая погода» анализируются 25-летние ряды наблюдений солнечного рентгеновского излучения, измерений параметров плазмы и магнитного поля солнечного ветра и вариаций Dst индекса с целью выявления факторов, оказывающих наибольшее влияние на развитие магнитосферных бурь.
Корреляция между сильными солнечными вспышками и бурями практически не превышает уровня корреляции случайных процессов. В частности не обнаружено связи между классом вспышки и минимумом Dst индекса для бурь, которые по времени запаздывания могли быть связаны с рассматриваемыми вспышками. Данные о другом типе солнечной активности - выбросах корональной массы (coronal mass ejection, СМЕ) - охватывают лишь небольшую часть исследуемого интервала. Однако имеющиеся наблюдения показывают, что СМЕ в половине случаев приводят к средним бурям c –100 нТ < Dst < -60 нТ и в 2/3 случаев с Dst < -100 нТ.
Наиболее геоэффективными межпланетными явлениями оказываются магнитные облака (magnetic cloud, МС), которые, как многие полагают, являются межпланетными проявлениями СМЕ, и сжатия в области взаимодействия разноскоростных потоков солнечного ветра (corotating interaction region, CIR). Явлениями МС и CIR сопровождается около 2/3 всех наблюдаемых магнитных бурь, причем для бурь с Dst < -60 нТ количество МС и CIR приблизительно одинаковое, а для сильных бурь с Dst < -100 нТ доля бурь от МС несколько выше. Анализ поведения параметров плазмы солнечного ветра и межпланетного магнитного поля (ММП) для геоэффективных событий в межпланетной среде подтверждает известный факт, что к возмущениям магнитосферы приводят события, в которых длительное время наблюдается большая негативная (южная) компонента ММП. Как раз подобная ситуация наиболее часто регистрируется в МС и CIR, что можно объяснить тем, что если в первоначально невозмущенном солнечном ветре была южная компонента ММП, то в результате динамических процессов во время распространения МС и CIR происходит сжатие и увеличение всех компонент ММП внутри этих явлений.
В докладе также подробно обсуждаются проблемы надежности предсказания геомагнитных возмущений на основе наблюдений Солнца и мониторинга состояния межпланетной среды. Долгосрочные (порядка суток) прогнозы делаются на основе наблюдений Солнца и в настоящее время имеют низкую надежность (от 40 до 70% по разным источникам), в то время как краткосрочные (около часа) прогнозы используют измерения межпланетной среды вблизи Земли и демонстрируют надежность около 90-95%. Так например, на сайте ИКИ http://www.iki.rssi.ru/apetruko/forecast/forecast.html реализована программа предсказаний магнитных бурь и суббурь по измерениям в real-time параметров солнечного ветра и ММП на спутнике АСЕ, расположенном в точке либрации L1 между Солнцем и Землей на расстоянии 1.5 млн. км от Земли. Неточность (около 5%) предсказания состояния геомагнитосферы по данным удаленного монитора типа АСЕ связана с двумя причинами: (1) конечными размерами и наличием наклонных фронтов структур в солнечном ветре, которые приводят в ряде случаев к низкой корреляции параметров, измеренных на АСЕ и вблизи Земли на спутнике ИНТЕРБОЛ-1, и (2) взаимодействием магнитосферы не с невозмущенным солнечным ветром, а с солнечным ветром, модифицированным на околоземной ударной волне и в магнитослое, где наблюдается большое число возмущений, несвязанных с вариациями параметров в невозмущенном солнечном ветре.
В заключение приводятся предложения ИКИ по исследованию вопросов Космической погоды в проекте ИНТЕРБОЛ-ПРОГНОЗ (ИНТЕРБОЛ-3).