Диссертация (1149579), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Мы через усредненный суточный ходволнового импеданса, измеренный в Ловозеро в октябре 2011 г. (см. рис.4.13), с помощью уравнения (1.1) с параметрами ℎ1 и , соответствующимиспокойным условиям, выразили усредненный суточный ход фазовой скоростираспространения ЭМ возмущений. Затем через усредненный суточный ходгрупповой скорости распространения в диапазоне частот 95-165 Гц в октябре2011 г. с помощью уравнения (4.3) выразили усредненный суточный ход фазовойскорости распространения. Результат сравнения фазовой скорости, полученной124через волновой импеданс в Ловозеро, и фазовой скорости, рассчитанной изPhase Velocity, 103 km/sэкспериментально полученной групповой, представлен на рисунке 4.14. Из260250240230220051015Hours of a Day20Пунктир – фазовая скорость распространения ЭМ возмущений на трассеЛовозеро-Баренцбург, полученная из измеренной групповой скорости;сплошная линия – фазовая скорость, оцененная по волновому импедансув обс. Ловозеро.Рисунок 4.14: Полученная из измеренной групповой и оцененная по волновомуимпедансу фазовые скорости распространения ЭМ возмущений.рисунка видно хорошее совпадение между фазовой скоростью распространенияЭМ возмущений на трассе Ловозеро-Баренцбург, полученной из измереннойгрупповой, и скоростью, оцененной через реальную часть отношения / .4.4.2СкоростьЭМраспространениявозмущенийвоивремяволновойимпедансгелиогеофизическихвозмущенийДля того, чтобы исследовать влияние гелиогеофизических возмущений навариации скорости распространения и волнового импеданса ЭМ возмущенийна трассе Ловозеро-Баренцбург, лежащей в авроральных широтах, мыпроанализировали три характерных события из периода наблюдений засостоянием ЭМ поля в обс.
Ловозеро и обс. Баренцбург (2011-2012 гг.).Первое событие, которое было рассмотрено, - серия вспышек на Солнце,наблюдаемая в марте 2012 г. [123]. Здесь мы анализировали период со 2125по 14 марта. Судя по данным Kp-индекса, Dst-индекса, потока солнечныхрентгеновских лучей [2; 3], период со 2 по 5 марта характеризовался отсутствиемвозмущенности, а начиная с 5-ого марта, наблюдалась серия вспышек наСолнце, одна из которых (7 марта) была Х-класса. На рис. 4.15 (а, б) показанызависимости от времени групповой скорости распространения ЭМ возмущенийна трассе Ловозеро-Баренцбург и волнового импеданса в обс. Ловозеро.Кружками отмечены значения скорости во время локального полудня насередине трассы Ловозеро-Баренцбург.Как уже было сказано выше, период времени со 2 по 5 мартахарактеризовался спокойными гелиогеофизическими условиями.
Kp-индексизменялся от 0 до 3, Dst-индекс был выше -30 нТл, поток рентгеновских лучейне превышал 10−5 Вт/м2 . Из рис. 4.15 (а) видно, что в этот промежутоквремени в групповых скоростях атмосфериков, измеренных на трассеЛовозеро-Баренцбург, наблюдается регулярный суточный ход. Днем скоростиминимальны, а ночью – максимальны.
Данный суточный ход согласуется стем, который наблюдался в спокойных гелиогеофизических условиях в октябре2011 г. (см. раздел 4.4.1 данной диссертации). Волновой импеданс в это время(рис. 4.15 (б)) также испытывает вариации, соответствующие невозмущеннымусловиям.Пятого марта 2012 г. на Солнце произошла небольшая вспышка, вызвавшаякратковременный поток рентгеновских лучей до 10−4 Вт/м2 в сторону Земли иотносительно небольшой, до 20 + см-2 с-1 ср-1 , поток высокоэнергичных протоновс энергиями выше 10 МэВ.
При этом Kp-индекс не превысил значения 3, аDst-индекс не опускался ниже -28 нТл. Как видно из рис. 4.15 (а), данноеявление вызвало смещение хода групповой скорости распространения ЭМвозмущений на трасе Ловозеро-Баренцбург вниз примерно на 20 тыс. км/с(на 8%). Волновой импеданс (рис. 4.15 (б)) не отреагировал на вторжениепотока протонов непосредственно после вспышки 5 марта. В риометрическомпоглощении (см. рис. 4.15 (д)) также не наблюдалось отклонений от значений,соответствующих спокойным гелиогеофизическим условиям.Вторая и самая мощная вспышка на Солнце за рассматриваемый интервалвремени произошла 7 марта 2012 г.
Поток рентгеновских лучей достигалзначений 5·10−3 Вт/м2 , Kp-индекс 7-ого марта был равен 6, а 9 мартаp.y=cmaDsDsrWSunDZenithDAngle8DdegreesZyZk8DOhmGroupDVelocity8D7k9Dkmys126аWaLkaIkavkabka9kaaka7kkaGroupDVelocityk9kbaGI WaveDImpedanceaGbaGaa7Gz7GI7Gb7Ga7kak9kbIkLkzkRk7kk77k7ak7kI7kbkvkIkLkzDayskR7k777a797bбWkvkIkLkzDayskR7k777a797bLovozero8DBarentsburgвWEPEADDProtonsDvOmin:DpB=>7DMeVWc8DpB=>vDMeVWc8DpB=>7kMeVWc8DB=WestpB=>9kMeVWc8DpB=>vkDMeVWc8pB=>IkDMeVWc8DpB=>7kkDMeVWcгW7ka7kk7kOakavAbsorbtion8DdBMarchDak7aazkbk9kbkvkIkLkzDayskR7k777a797bдWRiometer8DIvalo9a7kkak9kbkvkIkLkzDayskR7k777a797b(а) Групповая скорость распространения ЭМ возмущений на трассе ЛовозероБаренцбург; (б) волновой импеданс в обс. Ловозеро; (в) зенитный угол в обс.Ловозеро и Баренцбург на высоте 80 км; (г) поток протонов (GOES-15); (д)риометрическое поглощение (обс.
Ивало).Рисунок 4.15: 02 - 14 марта 2012 г. Возмущенные гелиогеофизические условия.127достиг значения 8. Dst-индекс 7-ого марта опустился до -74 нТл, а 9марта до -130 нТл. Величина потока протонов с энергиями больше 60 МэВсоставила 100 + см-2 с-1 ср-1 . Вторжение потока высокоэнергичных протоновпродолжалось вплоть до 13 марта. После этой вспышки наблюдалась сменарежима суточных изменений групповой скорости ЭМ возмущений на трассеЛовозеро-Баренцбург, продолжавшаяся до 12 марта (рис. 4.15 (а)). В это времявместо ожидаемых максимумов скорости ночью мы наблюдали минимумы, авместо минимумов днем – максимумы. После 12 марта значения и суточныйход скорости вернулись к режиму изменений, соответствующему спокойнымгелиогеофизическим условиям.
Как следует из рис. 4.15 (б), после вспышки насолнце 7-ого марта наблюдались выраженные всплески волнового импеданса,максимумы которых превышали его среднее значение более чем в 2 раза [114;121]. Отметим, что максимумы всплесков волнового импеданса по временисовпадают с прохождением терминатора на высоте 80 км в обс.
Ловозеро.Риометрическое поглощение (см. рис. 4.15 (д)) также отреагировало навозрастание потока протонов, его значения в это время достигали 4.5 дБ.Второе рассматриваемое в настоящей работе событие относится к ноябрюдекабрю 2011 г. Зависимости от времени групповой скорости, волновогоимпеданса, риометрического поглощения, потока протонов за период времени с21 ноября по 7 декабря представлены на рисунке 4.16. Здесь также кружкамиотмечены значения групповой скорости распространения во время локальногополудня на середине трассы Ловозеро-Баренцбург.
Как и в предыдущем случае,гелиогеофизическому возмущению предшествовали спокойные условия (с 21 по25 ноября). В это время Kp-индекс был ниже 3, Dst-индекс - выше -20 нТл, потокрентгеновских лучей составлял в среднем 5·10−6 Вт/м2 . По данным спутникаGOES-15 с 26 ноября по 30 ноября наблюдалось вторжение высокоэнергичныхпротонов. Поток протонов с энергиями больше 30 МэВ достигал значений 5+ см-2 с-1 ср-1 .
Kp-индекс поднялся до значения 4 только 29 ноября, Dst-индекс вэто время опустился до -40 нТл. Данное протонное событие не сопровождалосьувеличением потока рентгеновских лучей. Таким образом, плотность потокарентгеновского излучения за рассматриваемый период времени не превышалазначений, соответствующих спокойным гелиогеофизическим условиям. Изрисунка 4.16 (а) следует, что в спокойный период времени измеренная128ZhZG/WOhmGroupWVelocity/WuGkWkmhslLGlgGNovember/WDecemberWlGuulSGlIGldGlkGllGluGluSunWZenithWAngle/Wdegreesp+h9cmlWsWsralllkldlIlSlglLlzDayskGGuGlGkGdGIGSLGzGlllkldGgбalOS WaveWImpedancelOdlOlluOLuOSuOduOlululIlSlglLLovozero/WBarentsburglzDayskGGuGlGkGdGIGSGgвauGGuuGulGukGuGS EPEADWProtonsWIZminRWpB9>uWMeVac/WpB9>IWMeVac/WpB9>uGMeVac/WB=WestpB9>kGMeVac/WpB9>IGWMeVac/uGd pB9>SGWMeVac/WpB9>uGGWMeVacгauGluGGuGZlluIAbsorbtion/WdBаaGroupWVelocitydlllkldlIlSlglLlzDayskGGuGlGkGdGIGSRiometer/WIvaloGgдakluGlulllkldlIlSlglLlzDayskGGuGlGkGdGIGSGg(а) Групповая скорость распространения ЭМ возмущений на трассе ЛовозероБаренцбург; (б) волновой импеданс в обс.
Ловозеро; (в) зенитный угол в обс.Ловозеро и Баренцбург на высоте 80 км; (г) поток протонов (GOES-15); (д)риометрическое поглощение (обс. Ивало).Рисунок 4.16: 21 ноября - 7 декабря 2011 г. Возмущенные гелиогеофизическиеусловия.129групповая скорость распространения ЭМ возмущений имела регулярныйсуточный ход. Ее среднее значение днем составляло примерно 258 тыс. км/с.Во время гелиогеофизического возмущения с 26 по 28 ноября мы наблюдалихарактерное понижение как ночной, так и дневной групповой скорости.
Так,днем ее значения уменьшились примерно на 8 тыс. км/с (3%), а ночью примерно на 20 тыс. км/с (7.5%). С 29 ноября дневные значения групповойскорости распространения вышли на уровень, соответствующий ее дневнымзначениям до возмущения, однако суточный ход скорости распространения ЭМвозмущений так и не вернулся тому, что наблюдался до гелиогеофизическоговозмущения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
