Автореферат (1149306)
Текст из файла
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиАРТАМОНОВА ИРИНА ВАСИЛЬЕВНАВЛИЯНИЕ ВАРИАЦИЙ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙНА ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫВ НИЖНЕЙ АТМОСФЕРЕ ЗЕМЛИСпециальности: 01.03.03 – физика Солнца25.00.29 – физика атмосферы и гидросферыАвторефератдиссертации на соискание учѐной степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург20151Работа выполнена в федеральном государственном бюджетномобразовательном учреждении высшего образования«Санкт-Петербургский государственный университет»Научный руководитель:Официальныеоппоненты:кандидат физико-математических наук,Веретененко Светлана ВикторовнаКопытенко Юрий Анатольевичдоктор физико-математических наук,профессор, директор Санкт-Петербургского филиалаФедерального государственного бюджетного учреждениянауки«Институт земного магнетизма, ионосферы ираспространениярадиоволн имени Н.В.
Пушкова» РАНЧернокульский Александр Владимирович,кандидат физико-математических наук,научный сотрудникФедерального государственногобюджетного учреждения науки«Институт физики атмосферы имени А.М. Обухова»Ведущая организация:Российский государственный гидрометеорологическийуниверситет (РГГМУ), г. Санкт-ПетербургЗащита состоится «16» декабря 2015 года в 13.00 часов на заседании советаД 212.232.35 при Федеральном государственном бюджетном образовательномучреждении высшего образования «Санкт-Петербургский государственныйуниверситет» по адресу: Санкт-Петербург, Средний пр-т, В.О., д.
41/43, ауд.304.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке им. А.М. Горького СПбГУ и насайте http://spbu.ru/science/.Автореферат разослан «___» октября 2015 года.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.232.35кандидат физико-математических наукМ.В. Кубышкина2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫНастоящая диссертация посвящена изучению влияния вариаций космическихлучей на динамические процессы в нижней атмосфере Земли.
В работе исследуетсявлияние короткопериодных вариаций интенсивности галактических космическихлучей (ГКЛ), известных как форбуш-понижения, на процессы формирования иразвития барических образований в умеренных и высоких широтах северного июжного полушарий. Рассматривается динамика изменений атмосферного давления вовремя форбуш-понижений ГКЛ; изучается, какими атмосферными процессамиобусловлены изменения давления, наблюдаемые во время исследуемых событий.Приводится оценка жесткости геомагнитного обрезания, а также соответствующиеминимальные энергии высыпающихся космических частиц, которые могут оказыватьвлияние на эволюцию внетропических барических систем в областях наиболеезначимыхэффектовГКЛ.Рассматриваетсяизменениедлительностимакросиноптических процессов в связи с вариациями космических лучей солнечногои галактического происхождения.
Проводится сравнительный анализ отклика нижнейатмосферы на вторжения солнечных космических лучей и форбуш-понижениягалактических космических лучей. Обсуждаются возможные физические механизмывлияния солнечной активности на динамические процессы в нижней атмосфере.Актуальность темы исследованияДолгое время считалось, что атмосфера Земли является самосогласованнойсистемой, не подверженной влиянию извне. Однако результаты проведенных впоследние годы исследований свидетельствуют о наличии заметного откликаатмосферных параметров, таких как количество осадков [14, 15], площадь ираспределение облачного покрова [20, 34, 35], температура тропосферы [22, 23], атакже потоки прямой солнечной радиации [19, 36-38], на различные проявлениясолнечной активности.Несмотря на наличие большого объема работ, посвящѐнных исследованиюсолнечно-атмосферных связей, некоторыми учеными ставится под сомнение сам фактвлияния солнечной активности на погоду и климат Земли [3, 10, 17, 24, 26].
Камнемпреткновения является отсутствие на настоящий момент завершенной теории, ясно иполно описывающей физический механизм переноса энергии солнечного возмущенияв атмосферу Земли. К настоящему времени различными авторами предложены такиефизические механизмы солнечно-атмосферных связей как непосредственныйразогрев атмосферы в связи с вариациями интенсивности солнечного излучения ввидимой области спектра (солнечной постоянной, S0); вариации солнечной радиациив ультрафиолетовом диапазоне, влияющие на концентрацию стратосферного озона исвязанные с этим изменения интенсивности крупномасштабной тропосфернойциркуляции [12, 13]; вариации прозрачности атмосферы (концентрации оптическиактивных газов, аэрозолей) и облачности, обусловленные изменениями скоростиионизации в нижней атмосфере в связи с вариациями потоков космических лучей [5,6, 11, 16]; модуляция проводимости атмосферы вследствие еѐ ионизациикосмическими лучами и последующее изменение интенсивности токов в глобальнойтоковой цепи [29-33].
Однако ни один из предложенных выше физическихмеханизмов влияния солнечной активности на состояние нижней атмосферы непретендует на всеобъемлющее и завершенное описание проблемы.В данной работе в качестве космического агента, участвующего в процессепереноса энергии солнечного возмущения в атмосферу Земли, рассматриваютсякосмические лучи солнечного (СКЛ) и галактического (ГКЛ) происхождения.3Космические лучи представляют собой потоки высокоэнергичных заряженныхчастиц, преимущественно протонов, с энергиями Е ∼103 - 1019 эВ [напр., 7].Низкоэнергичная компонента космических лучей (Е ∼105 - 109 эВ), высыпающаяся ввысокоширотных областях Земли, может проникать в атмосферу до высотыстратосферы и верхних слоев тропосферы, и при этом оказывать влияние надинамические процессы, происходящие в нижней атмосфере [21, 27, 28].
С другойстороны, интенсивность потоков космических лучей с указанными энергиями взначительной степени модулируется солнечной активностью [напр., 9]. При выбореагента солнечной активности также было учтено, что космические лучи могутодновременно участвовать в работе разных механизмов солнечно-земных связей, вчастности, оптического и электрического.Степень разработанности темы исследованияВ ряде работ имеется подтверждение существенной роли космических лучей вфизическом механизме солнечно-атмосферных связей.
Например, обнаруженопонижение зонального давления в поясе широт ∼ 55–70°N в связи с солнечнымипротонными событиями и его рост в связи с форбуш-понижениями космическихлучей [18]. Показано, что всплески СКЛ сопровождаются ростом циклоническойзавихренности в районе Северной Атлантики [2, 39, 40]. С другой стороны, в ходефорбуш-понижений ГКЛ наблюдается уменьшение индекса циклоническойзавихренности над океанами на широтах ∼ 40–65°N [28]. В работах Веретененко иТайла [2, 39, 40] обнаружено, что кратковременные вариации потоков космическихлучей во время солнечных протонных событий могут оказывать влияние наэволюцию североатлантических циклонов.Таким образом, изучение влияния вариаций космических лучей на состояниенижней атмосферы Земли играет важную роль в исследованиях солнечно-земныхсвязей и дает возможность прояснить физический механизм влияния солнечнойактивности на циркуляцию нижней атмосферы, погоду и климат Земли.
Результатыданного исследования могут использоваться в качестве экспериментальной базы длясоздания прогностических моделей погодно-климатических изменений.Цели и задачи исследованияЦелью настоящей работы является детальное исследование барическогоотклика атмосферы северного и южного полушарий на короткопериодные вариациипотоков галактических космических лучей (форбуш-понижений ГКЛ); исследованиеэволюции барических систем в ходе исследуемых форбуш-понижений; оценкаэнергий космических частиц, которые могут принимать участие в процессах,влияющих на интенсивность и время жизни данных барических образований;изучение вариаций длительности макросиноптических процессов в связи совсплесками СКЛ и форбуш-понижениями ГКЛ; сравнительный анализ откликаатмосферы на вариации потоков солнечных и галактических космических лучей.Положения, выносимые на защиту1. В ходе форбуш-понижений ГКЛ происходит ослабление циклонической иинтенсификация антициклонической деятельности в умеренных широтахсеверного и южного полушарий.
Максимальные изменения в динамикебарических систем, связанные с форбуш-понижениями ГКЛ, наблюдаются врайонах арктических, антарктических и полярных климатических фронтов.42. Всплески солнечных протонов и форбуш-понижения ГКЛ могут оказыватьвлияние на длительность элементарных синоптических процессов поклассификации Вангенгейма-Гирса.3. Североатлантический регион является выделенным регионом северногополушария, где складываются наиболее благоприятные условия для эффектовГКЛ в эволюции внетропических барических систем, что связано с высыпанием вданном регионе низкоэнергичной компоненты ГКЛ, которая более эффективномодулируется солнечной активностью.4.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
