Диссертация (Влияние вариаций космических лучей на динамические процессы в нижней атмосфере Земли), страница 3

- Т. 79. - № 5. - С.747749.Публикации в трудах научных школ и конференций1.ВеретененкоС.В.,АртамоноваИ.В.Влияниефорбуш-пониженийгалактических космических лучей на интенсивность циклонических процессов вумеренных и высоких широтах // Труды IX Пулковской международной конференция пофизике Солнца: «Солнечная активность как фактор космической погоды», 4-9 июля2005. - Санкт-Петербург. - Пулково.

- ГАО РАН. – Россия. - 2005. - С. 11-16.132. Артамонова И.В., Веретененко С.В. Короткопериодные эффекты вариацийгалактических космических лучей в эволюции барических систем умеренных широт //Электронный сборник трудов 30й Всероссийской конференции по космическим лучам,2-7 июля 2008. - Санкт-Петербург. - Россия. - 2008.3. Artamonova I.V., Veretenenko S.V.

Baric system dynamics during Forbushdecreases of galactic cosmic rays // Proceedings of the 7th International Conference «Problemsof Geocosmos», 26-30 May 2008. - Saint-Petersburg. - Russia. - 2008. - P. 7-11.4. Артамонова И.В. Влияние короткопериодных вариаций интенсивностикосмических лучей на эволюцию барических систем умеренных и высоких широт //Труды ХI Конференции молодых ученых «Гелио- и геофизические исследования» врамках БШФФ-2009, 7-12 сентября 2009. - Иркутск.

- Россия. - 2009. - C. 55-57.5. Artamonova I.V., Veretenenko S.V. Effect of short-term variations of galactic cosmicray intensity on the evolution of midlatitude baric systems // Proceedings of the XIII Pulkovoconference «Year of astronomy: Solar and Solar-Terrestrial Physics – 2009», 5-11 July 2009.Saint-Petersburg. - Pulkovo. - Russia.

- 2009. - P.33-34.6. Артамонова И.В., Веретененко С.В. Влияние короткопериодных вариацийпотоков космических лучей на динамические процессы в нижней атмосфере умеренныхи высоких широт // Труды XIV Всероссийской школы-конференции молодых ученых«Состав атмосферы. Атмосферное электричество. Климатические эффекты», 18-21 мая2010. - Нижний Новгород. - Россия. - 2010. - C. 137-140.7. Artamonova I.V., Veretenenko S.V. Cosmic ray variation influence on the durationof elementary synoptic processes // Proceedings of the 8th International Conference «Problemsof Geocosmos», 20-24 September 2010.

- Saint-Petersburg. - Russia. - 2010. - P. 13-16.8. Артамонова И.В., Веретененко С.В. Связь длительности макросиноптическихпроцессов с вариациями потоков космических лучей // Труды XII Конференциимолодых ученых «Взаимодействие полей и излучения с веществом» в рамках БШФФ2011, 19-24 сентября 2011. - Иркутск. - Россия. - 2011. - C. 311-313.9. Artamonova I.V., Veretenenko S.V. Atmospheric pressure variations at high latitudesassociated with Forbush decreases of cosmic rays // Proceedings of the 9th InternationalConference «Problems of Geocosmos», 8-12 October 2012. - Saint-Petersburg.

- Russia. 2012. - P. 188-192.14СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована перспективность и актуальность темы исследования,сформулирована цель работы, обозначены основные положения, выносимые на защиту,отмечены научная новизна и практическая ценность работы, кратко изложеносодержание работы.Впервойглаведиссертацииприводитсяобзорработ,посвященныхисследованию солнечно-атмосферных связей.В разделе 1.1 приведены экспериментальные данные, свидетельствующие оналичии связи между активными явлениями на Солнце и процессами в нижнейатмосфере Земли на временных шкалах от нескольких дней до нескольких сотен лет.В разделе 1.2 рассмотрены возможные физические агенты, обеспечивающиепередачу энергии солнечного возмущения в нижнюю атмосферу Земли и связанные сэтими агентами механизмы влияния солнечной активности на погоду и климат Земли.Вовторойглаведиссертацииприведенырезультатыисследованияпространственных вариаций атмосферного давления на изобарическом уровне 1000 гПав северном и южном полушариях в связи с форбуш-понижениями ГКЛ.В разделе 2.1 дана постановка задачи.В разделе 2.2 приведено описание данных, используемых в работе, и методологияисследования.

Показано, что форбуш-понижения ГКЛ сопровождаются значительнымивариациями приземного давления в умеренных широтах Северной и Южной Атлантики,а также в Южном океане. Рассмотрены отклонения давления от среднего уровня на 4йдень после начала форбуш-понижения ГКЛ (день максимума обнаруженного эффекта).Показано, что области роста давления расположены в районах среднего многолетнегоположения основных климатических фронтов: арктического, антарктического иполярного.В разделе 2.3 дана оценка жесткости геомагнитного обрезания и минимальныхэнергий частиц, высыпающихся в областях формирования эффектов форбушпонижений ГКЛ. Показано, что в североатлантическом регионе складываются наиболееблагоприятныеусловиядлявоздействиявариацийкосмическихлучейнавнетропические барические образования, что обусловлено меньшими порогамигеомагнитного обрезания, чем в тихоокеанском секторе.15В разделе 2.4 приведены результаты синоптического анализа приземных картпогоды для северного и южного полушарий, согласно которым причинами вариаций вэволюции внетропических барических систем, наблюдаемых в ходе форбуш-пониженийГКЛ, является ослабление циклонической и усиление антициклонической деятельностив областях расположения основных атмосферных фронтов в умеренных и высокихширотах.Вразделетакжеобсуждаютсявозможныепричинырегиональныхособенностей эффектов форбуш-понижений ГКЛ: наличия значимых вариацийатмосферногодавлениявсевероатлантическомрегионеиихотсутствиевтихоокеанском секторе.В разделе 2.5 содержатся выводы к главе 2.В третьей главе подробно рассмотрены вариации давления в нижней тропосфересевероатлантического региона.В разделе 3.1 дана постановка задачи.В разделе 3.2 приводятся результаты анализа вариаций давления на основныхизобарических уровнях (1000, 850, 700, 500, 300 и 200 гПа) в ходе форбуш-пониженийГКЛ в области, ограниченной меридианами 90ºE и 90ºW от экватора до полюса.В разделе 3.3 приведены результаты синоптического анализа приземных картпогоды для североатлантического сектора, согласно которым развитие областиповышенного давления над Восточной Атлантикой, Западной Европой и северомевропейской территории России в ходе форбуш-понижений ГКЛ обусловлено болееинтенсивным формированием блокирующих антициклонов в данном районе.

Приведёнпример синоптической обстановки для форбуш-понижения, начавшегося 13.01.1988 г.В разделе 3.4 приведены оценки значений жесткости геомагнитного обрезания всевероатлантическом регионе и минимальных энергий частиц, которые высыпаются вобластях обнаруженного эффекта форбуш-понижений ГКЛ и могут принимать участие впроцессах, приводящих к наблюдаемым вариациям тропосферного давления в СевернойАтлантике и связанных с ними изменениям в динамике барических систем.В разделе 3.5 приведены результаты сравнительного анализа вариацийпараметров нижней атмосферы в североатлантическом регионе, наблюдаемых в ходефорбуш-понижений галактических космических лучей и солнечных протонныхсобытий.

Показано, что противоположные по знаку вариации скорости ионизацииатмосферы космическими лучами приводят к интенсификации барических систем16противоположных типов: солнечные протонные события сопровождаются регенерациейциклонов, форбуш-понижения приводят к интенсификации антициклонов. При этомреакция атмосферы на солнечные протонные события имеет меньшее время отклика ибольшую амплитуду, чем в случае форбуш-понижений ГКЛ.Вразделе3.6обсуждаетсявозможныйфизическиймеханизмвлияниякосмических лучей на динамические процессы в нижней атмосфере Земли.В разделе 3.7 приведены выводы к главе 3.Вчетвертойглаведиссертацииприведенырезультатыисследованияпродолжительности элементарных синоптических процессов (согласно классификацииВангенгейма-Гирса) в зависимости от вариаций интенсивности космических лучейсолнечного и галактического происхождения.В разделе 4.1 приведено определение элементарного синоптического процесса(ЭСП) согласно типизации Вангенгейма-Гирса.

Описывается естественное развитиеЭСП западной, меридиональной и восточной форм атмосферной циркуляции вотсутствии возмущающего влияния космических лучей.В разделе 4.2 дана постановка задачи (пункт 4.2.1), приведены результатыанализа длительности ЭСП основных форм атмосферной циркуляции в связи с форбушпонижениями ГКЛ, имеющими амплитуду δN/N > 2.5 %, и всплесками СКЛ с энергиямипротонов Ер > 90 МэВ (пункт 4.2.2), рассмотрены возможные причины обнаруженныхвариаций продолжительности элементарных синоптических процессов (пункт 4.2.3).В разделе 4.3 приведены выводы к главе 4. Отмечено, что полученные в даннойглаве результаты могут использоваться для улучшения качества метеопрогнозов,основанных на анализе типа и длительности макросиноптических процессов.В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.В приложении 1 приведено определение индекса завихренности VAI.В приложении 2 описаны вариации галактических космических лучей наразличных временных шкалах и дано определение понятию форбуш-понижение ГКЛ.В приложении 3 описана методология оценки статистической значимостиполученных результатов методом Монте-Карло.В приложении 4 приводится описание макросиноптических процессов согласнотипизации Вангенгейма-Гирса.17Глава 1Проблема влияния солнечной активности на состояние нижнейатмосферы, погоду и климат Земли1.1 История исследования солнечно-атмосферных связейВопрос о возможном влиянии различных проявлений активности Солнца насостояние нижней атмосферы, погоду и климат Земли занимает внимание учёных втечение последних нескольких сотен лет.

Особенно актуально он стоит сейчас в связи свозросшим интересом к глобальному потеплению климата и обсуждением природыданного явления.К одним из первых работ на рассматриваемую тему можно отнести исследованияанглийского учёного Уильяма Гершеля (1738-1822), показавшего связь междусолнечной активностью, неурожаями и стоимостью пшеницы на бирже [26, 27].Проанализировав данные о количестве солнечных пятен и рыночных ценах на пшеницу,Гершель обнаружил обратно пропорциональную зависимость между ними: в периодывысокой активности Солнца наблюдались обильные урожаи, и биржевые цены напшеницу снижались.Далее, в работе Коппена [120] была обнаружена 11-летняя периодичность ввариациях средней температуры воздуха в Северном полушарии, коррелирующая с 11летними вариациями чисел Вольфа, что позволило автору предположить наличие связимежду солнечной активностью, погодой и климатом Земли.Пионером российских исследований данного вопроса стал А.Л.