Автореферат (1149665)
Текст из файла
На правах рукописиВохмянин Михаил ВладимировичМАГНИТНОЕ ПОЛЕ СОЛНЦА ПОГЕОМАГНИТНЫМ ДАННЫМСпециальность 01.03.03 — физика СолнцаАвторефератдиссертации на соискание учёной степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург — 2014Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательномучреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургскийгосударственный университет»Научный руководитель:Понявин Дмитрий Иванович,кандидат физико-математических наук, доцентОфициальные оппоненты: Дергачев Валентин Андреевич,доктор физико-математических наук, профессор,Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Физико-технический институт им.А.Ф. Иоффе РАН»Тясто Марта Ильинична,доктор физико-математических наук,Санкт-Петербургский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им.
Н.В.Пушкова РАН»Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетное учреждение «Арктический и антарктический научноисследовательский институт»часов на заседании диссертаЗащита состоится 17 декабря 2014 г. вционного совета 212.232.35 по защите докторских и кандидатских диссертацийпри Санкт-Петербургском государственном университете по адресу:.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им.М. Горького Санкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9 и на сайте http://spbu.ru/science/disser/dissertatsii-dopushchennye-k-zashchite-i-svedeniya-ozashchite.Автореферат разослан “Ученый секретарьдиссертационного советаД 212.232.35, к.ф.-м.н.”20г.Кубышкина Марина ВалерьевнаОбщая характеристика работыАктуальность темы.С появлением спутников и космических аппаратов в начале 1960-х годовпроизошел значительный прорыв в понимании физических процессов, происходящих в околоземном космическом пространстве.
В частности был обнаруженпредсказанный Юджином Паркером солнечный ветер — поток заряженных частиц, исходящий из верхних слоев солнечной атмосферы, который, переносясолнечное магнитное поле, формирует межпланетное магнитное поле (ММП).Полярность ММП — направление вдоль силовых линий к Солнцу (отрицательная полярность) или от него (положительная), определяется крупномасштабныммагнитным полем Солнца. В плоскости эклиптики образуется секторная структура ММП — чередование ММП противоположной полярности. Свальгард иМансуров обнаружили, что в зависимости от полярности сектора на высокоширотных магнитных станциях наблюдаются разные типы вариаций геомагнитного поля.
Анализируя соответствующие вариации, можно определить полярность ММП даже в то время, когда измерения ММП были недоступны, то естьв доспутниковый период. На сегодняшний день в нашем распоряжении имеются регулярные спутниковые измерения ММП, начиная примерно с 1965-го года, что по времени составляет порядка пяти циклов солнечной активности иличуть больше двух магнитных циклов Хэйла. Восстановление полярности ММПв доспутниковый период позволяет получить сведения о свойствах и эволюциисекторной структуры ММП за гораздо более длительный интервал времени, чтообеспечивает актульность темы, исследуемой в диссертации.Степень разработанности темы.Первые методы восстановления полярности ММП были разработаныСвальгардом [1] и Мансуровым [2] в 1972-м и 1973-м годах соответственно.В методе Мансурова использовались данные одной южной станции — Восток, идвух северных — Туле и Резолют Бэй. Обязательное условие одновременной доступности всех указанных станций ограничивало возможность восстановленияполярности ММП в прошлом 1957-м годом, когда появились первые измерения геомагнитного поля на станции Восток.
Соответственно, этот метод давалсведения о секторной структуре лишь за девять лет доспутникового периода.Свальгарду удалось восстановить полярность ММП вплоть до 1926-гогода. Для этого использовались геомагнитные данные H компоненты субавроральной станции Годхавн, открытой в начале 20-го века. Несмотря на достаточно высокую точность результатов — порядка 80% совпадений со спутниковымиданными, метод подвергся критике Рассэллом и Розенбергом [3].
Согласно их3замечаниям дни повышенной геомагнитной активности преимущественно классифицировались как дни отрицательной полярности, и наоборот, спокойные дничаще классифицировались как дни положительной полярности.Веннерстрём с соавторами разработали метод [4], опубликованный в2001-м году, который позволил на основе геомагнитных данных субавроральной станции Ситка восстановить полярность вплоть до 1905-го года. Однако,результаты этого метода отсутствуют в открытом доступе.Целью данной работы является реконструкция и исследование межпланетного магнитного поля за длительный период времени, когда спутниковыеизмерения были недоступны.Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:1.
Разработать метод, позволяющий по вариациям геомагнитного поля с высокойточностью восстанавливать секторную структуру межпланетного магнитногополя;2. Оценить точность метода, сравнив результаты со спутниковыми данными, ипроверить их достоверность в доспутниковый период;3. Исследовать свойства реконструированной секторной структуры межпланетного магнитного поля в прошлом;Основные положения, выносимые на защиту:1. Оцифрованы и приведены к современному стандарту измерения геомагнитного поля в Санкт-Петербурге в 19-м веке, а также скорректированы геомагнитные данные Хельсинки и Екатеринбурга;2.
Разработан новый метод, позволяющий с высокой точностью восстановливатьполярность межпланетного магнитного поля даже по данным среднеширотных станций, в результате удалось восстановить секторную структуру ММПвплоть до 1844-го года;3. Показано на большом статистическом материале отсутствие у секторнойструктуры ММП устойчивых периодов вращения; чаще всего наблюдается27-дневная периодичность ММП и двухсекторная структура; периоды вращения порядка 28–29 дней наиболее характерны для фазы роста и максимумасолнечной активности; четырёхсекторная структура ММП имеет период ∼27дней и наблюдается гораздо реже, в основном на фазе спада и минимумаактивности;4. Показано, что начиная с 9-го цикла солнечной активности, переполюсовкамагнитного поля Солнца действительно происходила с известным периодоммагнитного цикла Хэйла порядка 22 лет;45. Продемонстрировано, что большинство самых сильных за всю историю наблюдений геомагнитных бурь совпадает с периодом смены полярности секторов ММП, причём для бурь вблизи весеннего равноденствия чаще наблюдается смена полярности ММП с положительной на отрицательную, а для бурьв осенние месяцы — наоборот.Научная новизна:1.
Впервые показано, что полярность межпланетного магнитного поля можновосстанавливать, анализируя вариации геомагнитного поля на среднеширотных станциях;2. Впервые реконструирована секторная структура межпланетного магнитногополя вплоть до 1844-го года;3. Впервые показано, что, по крайней мере с 9-го цикла солнечной активности,переполюсовка магнитного поля Солнца действительно происходила;4. Впервые показано, что даты большинства сильнейших геомагнитных бурьприходятся на периоды смены полярности сектора межпланетного магнитного поля.Практическая значимость диссертационной работы заключается в том,что полученный каталог полярностей ММП даёт сведения о магнитном полеСолнца в периоды, когда отсутствовали не только спутниковые измерения, нодаже не было представлений о наличии у Солнца магнитного поля.
Таким образом, восстановленная за 1844–1964 гг. секторная структура ММП являетсязначительным дополнением к уже имеющимся данным магнитного поля Солнца и может быть использована в широком спектре задач исследования физикиСолнца.Достоверность результатов восстановления полярности ММП оценивалась сравнением с данными спутниковых измерений. Проверка показала высокую точность результатов метода для любого периода года и даже при использовании геомагнитных данных среднеширотных станций. В работе продемонстрировано, что ни низкий, ни высокий уровни геомагнитной активности неприводят к избыточному определению той или иной полярности ММП.
Результаты, полученные с использованием геомагнитных данных различных станций,хорошо согласуются между собой, что подтверждает высокую степень их достоверности.5Апробация работы. Результаты, представленные в диссертации докладывались на российских и международных конференциях:1. «Солнечная и солнечно-земная физика» (Санкт-Петербург) в 2010, 2012 и2013 гг.;2. «Problems of geocosmos» (Санкт-Петербург) в 2010 и 2012 гг.;3. «Physics of auroral phenomena» (Апатиты) в 2011 г.;4. «Взаимодействие полей и излучения с веществом» (Иркутск) в 2011 г.;5. American Geophysical Union’s 45th annual Fall Meeting (Сан-Франциско, США)в 2012 г.;6.
Space Climate 5 symposium (Оулу, Финляндия) в 2013 г.;7. «Физика плазмы в солнечной системе» ИКИ РАН (Москва) в 2014 г.Работа была поддержана грантом РФФИ 12-02-31531 (Мой первый грант)«Восстановление секторной структуры межпланетного магнитного поля по данным геомагнитных наблюдений в Санкт-Петербурге и Хельсинки во второй половине 19 века».Личный вклад.Автор принимал непосредственное участие в постановке задачи, отбореи обработке используемых данных.
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}
