Диссертация (1145308), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Показано, что в связи с исследуемыми событиями происходитстатистически значимое резкое понижение давления на всех уровнях тропосферы в СевернойАтлантике. Эффект наиболее четко выражен у юго-восточного побережья Гренландии (областиформирования арктических фронтов) на следующий день после начала события исопровождаетсяусилениемциклоническойзавихренности.Согласнорезультатамсиноптического анализа, наблюдаемые изменения атмосферных характеристик обусловленыинтенсификацией вторичного углубления (регенерации) циклонов в связи с исследуемымиСПС.
Показано, что причиной более интенсивной регенерации циклонов является усилениеадвекции холода, наблюдаемое в районе юго-восточного побережья Гренландии в день началаСПС. Вариации атмосферного давления в связи с СПС сопоставлены с распределениемвертикальной жесткости геомагнитного обрезания. Показано, что в области СевернойАтлантики у побережья Гренландии складываются наиболее благоприятные условия дляэффектов космических лучей.
Данная область характеризуется структурой термобарическогополя, способствующей углублению циклонов (высокие контрасты температуры у береговГренландии, создающие условия для адвекции холода, расходимость изогипс в среднейтропосфере), и при этом − низкими порогами геомагнитного обрезания (Rc < 0.5 ГВ), чтопозволяет высыпаться заряженным частицам с минимальными энергиями ~ 90 МэВ.В разделе 2.3 рассматриваются эффекты СПС с энергиями > 90 МэВ в вариацияхатмосферного давления в масштабах северного и южного полушарий. Показано, что эффектыСПС отсутствуют на низких широтах. В умеренных и высоких широтах северного полушариянаиболее статистически значимые вариации давления локализованы в североатлантическомрегионе, где имеют место низкие пороги геомагнитного обрезания ( Rc < 0.5−2 ГВ).
Вумеренных широтах тихоокеанского региона, где жесткость геомагнитного обрезанияпревышает 3−7 ГВ, что соответствует минимальным энергиям частиц, высыпающихся в данномрегионе, Emin ~ 2−6 ГэВ, значимых эффектов СПС не обнаружено. В южном полушарииобнаружено статистически значимое понижение давления у берегов Земли Королевы Мод вобласти формирования антарктического фронта, где, как и у побережья Гренландии, имеетместо регенерация циклонов. Данная область также характеризуется низкими порогамигеомагнитного обрезания Rc ≤ 0.5−2 ГВ. Таким образом, эффект СПС, наблюдаемый в первые1-2 суток после начала события, обусловлен интенсификацией регенерации циклонов наарктических и антарктических фронтах, попадающих в область высыпания частиц с энергиями~100 МэВ, т.е.
энергиями, достаточными для проникновения в стратосферу.15В разделе 2.4 обсуждаются основные проблемы физического механизма эффектов СПС винтенсивности внетропического циклогенеза. Приведены изменения скорости ионизации в ходеисследуемых событий и оценки энергии, которая могла быть внесена в стратосферукосмическими частицами, а также кинетической энергии циклона. Показано, что скоростьпреобразования доступной потенциальной энергии в кинетическую энергию циклонасоставляет ~ 10 25 эрг/сут, что на несколько порядков превышает скорость поступления энергиив стратосферу за счет солнечных протонов.В разделе 2.5 приведены выводы к главе 2.В главе 3 исследуются эффекты Форбуш-понижений галактических космических лучей ввариациях давления атмосферы и изменения в эволюции барических систем, вызывающих этивариации, а также проводится сравнительный анализ эффектов СПС и Форбуш-понижений вциркуляции нижней атмосферы северного полушария.В разделе 3.1 приводятся определение Форбуш-понижений в интенсивности потока ГКЛ,механизм их формирования, типы высокоскоростных потоков солнечного ветра, которымиобусловлены Форбуш-понижения, характеристики Форбуш-понижений и их распределение вцикле солнечной активности.В разделе 3.2 рассматривается пространственное распределение вариаций давления всеверном и южном полушарии в ходе Форбуш-понижений ГКЛ, наблюдавшихся в холодныемесяцы (октябрь-март).
Показано, что в связи с исследуемыми событиями имеет местопостепенный рост давления с максимумом на +3/+4-й дни в умеренных широтах в областиклиматического положения полярных фронтов. Наиболее статистически значимые эффектыФорбуш-понижений наблюдаются в северном полушарии над восточной частью СевернойАтлантики, Северной Европой и Европейской территорией России. Согласно даннымсиноптическогоанализа,повышениедавлениявуказанномрегионеобусловленоинтенсификацией формирования блокирующих антициклонов в ходе исследуемых событий.Показано, что, как и в случае СПС, статистически значимые эффекты Форбуш-понижений ГКЛлокализованы в североатлантическом регионе, где пороги геомагнитного обрезания составляютRc ~ 0.5−3 ГВ (минимальные энергии высыпающихся частиц Emin ~ 120 МэВ−2 ГэВ).
Втихоокеанском регионе, где пороги геомагнитного обрезания существенно выше, значимыхвариаций давления не обнаружено. В южном полушарии области статистически значимогоповышения давления в ходе Форбуш-понижений обнаружены в области климатическойдепрессии у берегов Земли Королевы Мод и над морем Дюрвиля, где также имеют местонизкие пороги геомагнитного обрезания. По данным синоптического анализа, рост давления вуказанных областях обусловлен ослаблением циклонов и смещением в высокие широтыгребней субтропических антициклонов.16В разделе 3.3 проводится сравнительный анализ эффектов СПС с энергиями > 90 МэВ иФорбуш-понижений ГКЛ в эволюции внетропических барических систем и вариациях давлениянижней атмосферы северного полушария.
Отмечается, что указанные события, вызывающиепротивоположные эффекты в атмосферной ионизации, способствуют развитию барическихсистем противоположного типа. Высыпания солнечных протонов с энергиями ~100 МэВприводит к активизации динамических процессов (углублению циклонов) на высокоширотныхарктических фронтах, вариации галактических космических лучей с энергиями от 200 МэВ до3-4 ГэВ − на полярных фронтах умеренных широт.В разделе 3.4 приведены выводы к главе 3.Вглаве4исследуютсяособенностипространственно-временнойструктурыдолговременных эффекты солнечной активности и галактических космических лучей ввариациях давления тропосферы, а также возможные причины временной изменчивостисолнечно-атмосферных связей.В разделе 4.1 показано, что временнáя неустойчивость корреляционных связей,наблюдаемых между атмосферными характеристиками и явлениями солнечной активности,является одной из наиболее серьезных проблем солнечно-атмосферной физики.
Приводитсяобзор изменений характера корреляционных связей между различными атмосфернымихарактеристиками и солнечно-геофизическими факторами.В разделе 4.2 (подразделы 4.2.1 и 4.2.2) исследуется пространственное распределениеэффектов ГКЛ в вариациях давления тропосферы северного и южного полушарий по даннымреанализа NCEP/NCAR и скорости счета нейтронного монитора в Клаймаксе. Показано, чтопространственная структура вариаций давления, коррелирующих с изменениями потока ГКЛ в11-летнем солнечном цикле, определяется климатическим положением главных атмосферныхфронтов.
Наиболее статистически значимые коэффициенты корреляции между давлением ипотоками ГКЛ наблюдаются на полярных фронтах умеренных широт, что свидетельствует овлиянии вариаций галактических космических лучей на развитие внетропического циклогенеза.В высокоширотной области северного полушария, ограниченной арктическими фронтами,коэффициенты корреляции между давлением и интенсивностью ГКЛ противоположныкоэффициентам корреляции на полярных фронтах умеренных широт.
Показано, что знакикорреляции в выделенных регионах могут меняться на противоположные в зависимости отвременного периода. Выявлены изменения знака корреляции давления и интенсивности ГКЛ вовсех регионах земного шара в начале 1980-хх гг. В подразделе 4.2.3 исследована временнаяизменчивость эффектов СА/ГКЛ в вариациях приземного давления атмосферы северногополушария с использованием архива MSLP (Climatic Research Unit, East England University) ичисел Вольфа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
