Диссертация (Особенности пространственно-временной структуры эффектов солнечной активности и вариаций космических лучей в циркуляции нижней атмосферы), страница 73

St.Petersburg, Petrodvorets, October 8-12, 2012.(Eds: V.N. Troyan, V.S. Semenov and M.V. Kubyshkina), St.Petersburg. − 2012. − P.422−427.319392.Veretenenko S., Thejll P. Influence of energetic Solar Proton Events on the development ofcyclonic processes at extratropical latitudes // IOP Publishing.

J. Phys.: Conf. Ser. − 2013. − Vol.409.− 012237. − doi:10.1088/1742-6596/409/1/012237393.Verronen P.T., Rodger C.J., Clilverd M.A., Wang S. First evidence of mesospheric hydroxylresponse to electron precipitation from the radiation belts // J. Geophys. Res. − 2011. − Vol.116. −D7307. − doi:10.1029/2010JD014965394.Verronen P.T., Seppälä A., Clilverd M.A., Rodger C.J., Kyrölä E., et al. Diurnal variation ofozone depletion during the October–November 2003 solar proton events // J.Geophys. Res. − 2005.

−Vol.110 (A09S32). − doi:10.1029/2004JA010932.395.Verronen P.T., Seppälä A., Kyrölä E., Tamminen J., Pickett H.M., Turunen E. Production ofodd hydrogen in the mesosphere during the January 2005 solar proton event // Geophys. Res. Lett. −2006. − Vol.33. − L24811. − doi: 10.1029/2006 GL028115.396.Voiculescu M., Usoskin I., Mursula K. Different response of clouds at the solar input //Geophys. Res. Lett. − 2006. − Vol.33. − L21802.397.Voiculescu, M., Usoskin, I., Persistent solar signatures in cloud cover: spatial and temporalanalysis // Environ. Res. Lett.

− 2012. − Vol.7. − 044004. − doi:10.1088/1748-9326/7/4/044004398.Voiculescu M., Usoskin I., Condurache-Bota S. Clouds blown by the solar wind // Environ.Res. Lett. − 2013. − Vol.8 − 045032. − doi:10.1088/1748-9326/8/4/045032.399.Walter, K., Graf H.-F. The North Atlantic variability structure, storm tracks, and precipitationdepending on the polar vortex strength // Atmos.Chem.Phys. − 2005. − Vol.5. P. 239–248.400.Waple F.M., Mann M.E., Bradly R.S.

Long-term pattern of solar irradiation forcing in modelexperiments and proxy based surface temperature reconstruction // Clim. Dynamics. − 2002. − Vol.18.− P. 563–578.401.Watanabe T. Influences of solar-terrestrial events on atmospheric environment over Syowastation, Antarctica: A preliminary analysis of radiosonde observations // Proceedings of the NIPRSymposium on Upper Atmosphere Physics. − 1996. − Vol.9. − P.42−55.402.Weeks L.

H., Cuikay R. S., Corbin J. R. Ozone measurements in the mesosphere during thesolar proton event of 2 November 1969 // J. Atmos. Sci. − 1972. − Vol. 29. − P. 1138−1142.403.Wigley T.M.L., Raper S.C.B. Climatic change due to solar irradiance changes // Geophys. Res.Lett. − 1990. − Vol.17 (12). − P.2169−2172.404.Wilcox J.M., Scherrer P.H., Swalgaard L., Roberts W.O., Olson R.H., Jenne R.L. Influence ofsolar magnetic sector structure on terrestrial atmospheric vorticity // J.

Atm. Sci. − 1974. − Vol.31. −P.581−588.320405.Wilson C.T.R. Investigations on lightning discharges and on the electric fields ofthunderstorms // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A. − 1921. −Vol.221. − P.73−115.406.Wilson R.C., Gulkis S., Janssen M., Hudson H.S., G.A. Chapman G.A. Observation of solarirradiance variability // Science. − 1981. − Vol.211.

− P.700−702.407.Wilson R.C., Hudson H.S. Solar luminosity variations in solar cycle 21 // Nature. − 1988. −Vol.332 (6167). − P.810−812.408.Yu F., Turco R.P. Ultrafine aerosol formation via ion-mediated nucleation // Geophys. Res.Lett. − 2000. − Vol. 27. − P. 883−886.409.Yu F., Turco R.P. From molecular clusters to nanoparticles: The role of ambient ionization intropospheric aerosol formation.

// J. Geophys. Res. − 2001. − Vol.106. − P. 4797−4814.410.Yu F. Altitude variations of cosmic ray induced production of aerosols: Implications for globalcloudiness and climate // J. Geophys. Res. − 2002. − 107A. − 1118. − doi:10.1029/2001JA000248.411.Yu F. Formation of large NAT particles and denitrification in polar stratosphere: Possible roleof cosmic rays and effect of solar activity // Atmos. Chem. Phys. − 2004. − Vol.4. − P.2273–2283.412.Zadorozhny A.M., Kiktenko V.N., Kokin G.A., Chizhov A.F., Shtirkov O.V.

Middleatmosphere response to the solar proton events of October 1989 using the results of rocketmeasurements // J. Geophys. Res. − 1994. − Vol. 99. − P. 21059–21069.413.Zerefos C. S. Circulation changes in the free atmosphere during proton events associated withtype IV radio bursts // Planet. Space Sci. − 1975. − Vol.23.

− P. 1035−1043.414.Zerefos C.S., Tourpali K., Bojkov B.R., Balis D. S., Rognerund B, Isaksen I.S.A. Solaractivity-total column ozone relationships: Observations and model studies with heterogeneouschemistry // J. Geophys. Res. − 1997. − Vol.102. − P.1561−1569.321ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СПИСОК СОЛНЕЧНЫХ ПРОТОННЫХ СОБЫТИЙ С ЭНЕРГИЯМИЧАСТИЦ > 90 МЭВВ таблице приведены дни начала солнечных протонных событий, максимальные значенияпотоков Fmax (в см-2⋅с-1⋅ср-1) и продолжительности события t для потоков частиц с энергиямиE > 90 МэВ и E > 600 МэВ по данным каталогов Ю.И. Логачева [Логачев, 1990; Logachev,1998]. Для событий GLE (Ground Level Enhancement, протоны с жесткостью R > 1 ГВ)приводится максимальное увеличение скорости счета нейтронного монитора (в %) и названиестанции.№Дата началаСПСЕ > 90 МэВFmax,см-2⋅с-1⋅ср-1Е > 600 (*500) МэВ∆tFmax,см-2⋅с-1⋅ср-1∆tНМ(R > 1 ГВ)1.6 февраля 19800,0212 ч2.23 ноября 19800,03>10 ч3.7 марта 19810,0091,9E-02*4.25 марта 19810,029,0E-03*5.8 октября 1981>0,64,2 сут6.12 октября 1981>134,7 сут7.31 января 19820,51/0,1219 ч8.8 февраля 19820,037ч9.7 марта 19820,1311 ч10.

22 ноября 19820,278ч11. 26 ноября 19822,92,9 сут0,151 сут4,6% Апатиты12. 8 декабря 1982242,7сут0,931,2 сут28% Апатиты13. 15 декабря 19820,08<2 сут14. 25 декабря 19820,03/0,142,5сут15. 5 января 19836,68,5ч0,042ч16. 3 февраля 19830,04/0,0521,6сут17. 16 февраля 1984>4>1,7сут>0,08>5ч18. 14 марта 1984>0,24>11ч19. 22 января 19850,288ч20.

6 февраля 19861,71сут21. 14 февраля 19861,4>14 ч22. 25 марта 19880,544ч10 ч10.3% Апатиты>0,8995% Гуз Бэй32223. 12 октября 19880,0610 ч24. 8 ноября 19880,491,1сут25. 14 ноября 19880,067ч26. 14 декабря 19880,76>1,9сут27. 27 декабря 1988>0,0921 ч28. 10 марта 19890,3>2 сут29. 23 марта 19890,067ч30. 19 октября 1989170/310−2,9/6,8−31. 29 октября 19892,2>10,3сут0,072,5 сут32. 15 ноября 19894,31,3 сут0,1212 ч53% Санаэ12,5% ЗемляАдели33. 30 ноября 19890,481,2 сут34. 19 марта 19900,0251,1 сут35. 23 октября 19900,0315ч36.

23 декабря 19900,035ч37. 25 января 19910,062,8 сут38. 23 марта 199151>1,5 сут39. 30 октября 19911>1,6 сут40. 16 ноября 19910,0616 ч41. 7 марта 19920,7>2 сут42. 15 марта 19920,1>19 ч43. 30 октября 19927,12,4сут44. 4 марта 19930,141,7 ч45.

12 марта 19930,319,9 ч46. 20 февраля 19940,31/0,1412 ч47. 19 октября 19940,1312 ч48. 20 октября 19950,099ч0,120,9 сут0,96>1,4 сут0,57>1,8 сут323ПРИЛОЖЕНИЕ2.ПРОВЕРКАСТАТИСТИЧЕСКОЙЗНАЧИМОСТИКОЭФФИЦИЕНТОВ КОРРЕЛЯЦИИМетод рандомизации фаз. Для оценки статистической значимости той или иной величины,полученной в результате исследования, рассчитывается вероятность p того, что даннаявеличина получена случайным образом (нулевая гипотеза).

Уровень доверия P оценивается какP = 1 − p . Расчет p производится при некоторых предположениях о статистических свойствахисходных данных. Надежность полученных оценок значимости зависит от того, насколькокорректны эти предположения.Оценка статистической значимости коэффициентов корреляции может быть получена спомощью классических методов (напр., с помощью t-статистики Стьюдента [Фестер и Ренц,1983]), если данные имеют нормальное распределение и в них отсутствует серийная корреляция(т.е. автокорреляционная функция равна нулю для любых временных сдвигов, не равных нулю).Тем не менее, серийная корреляция присутствует в большинстве геофизических иметеорологических данных.

Наличие серийной корреляции может привести к завышеннымоценкам статистической значимости взаимосвязей, обнаруживаемых между исследуемымирядами. В связи с этим встает вопрос о надежности оценки коэффициентов корреляции вслучае, если исходные данные серийно коррелированы.Для решения этой проблемы в работе [Ebisuzaki, 1997] была выдвинута идея генерироватьнаосновеисходныхданныхсуррогатныевременныеряды,имеющиеодинаковыестатистические свойства с исходными рядами, и использовать эти ряды для проверкизначимости коэффициентов корреляции. Предложенный [Ebisuzaki, 1997] статистическийэкспериментвключалгенерациюбольшогочисласуррогатныхвременныхрядов,рандомизированных путем перемешивания фаз компонент Фурье-преобразования одного изисходныхрядов.Значимостькоэффициентакорреляциимеждуисходнымирядамиопределялась на основе сравнения этого коэффициента с распределением коэффициентовкорреляции между суррогатным рядом (рядом с рандомизированными фазами Фурьепреобразования) и вторым из исходных рядов.Проверка значимости коэффициентов корреляции в настоящей работе проводиласьметодом рандомизации фаз для обоих исследуемых рядов, поскольку, как правило,коррелировались метеорологические и геофизические данные, для которых характерно наличиесерийной корреляции.

Из исходных данных X1(t) и X2(t) формировались суррогатные рядыX1rand(t) и X2rand(t) и для них рассчитывался коэффициент корреляции по следующей схеме:3241)Фурье-преобразование реальных сигналов X1(t) и X2(t) → формирование X1*(ω) иX2*(ω), где X1*(ω) и X2*(ω) – Фурье-образы исходных сигналов2)Рандомизация фаз полученных Фурье-образов X1*(ω) и X2*(ω) формированиеX1*rand(ω) и X2*rand(ω), где X1*rand(ω) и X2*rand(ω) – Фурье-образы исходных сигналов срандомизированными фазами3)Обратное Фурье-преобразование X1*rand (ω) и X2*rand (ω)  формированиесуррогатных рядов X1rand(t) и X2rand(t)4)Расчет коэффициента корреляции R между суррогатными рядами X1rand(t) и X2rand(t).Полученные таким образом суррогатные ряды X1rand(t) и X2rand(t) имеют одинаковые сисходными рядами X1(t) и X2(t) статистические характеристики (средние значения,среднеквадратичныеотклонения)иФурье-спектры,нонесохраняютисходныхавтокорреляционных функций.