Автореферат (1149665), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Поэтому полярность, восстановленная по этим данным, не используется для получения итогового каталогасекторной структуры ММП. Для остальных станций 19-го века наблюдается высокий процент совпадений ∼80%, сохраняющийся в течение всего периода исследований, что свидетельствует о достоверности результатов отдельных станций и, соответственно, итогового каталога полярности.В последнем разделе четвёртой главы исследуется соотношение восстановленной полярности и геомагнитной активности, представленной аа иIHV(1d)-индексами. Демонстрируется, что среднегодовые значения индексов,полученные для дней положительной и отрицательной полярностей, практически одинаковы. Таким образом, независимо от уровня геомагнитной активности11каждый день может быть с одинаковой вероятностью определён как день положительной или отрицательной полярности.
Также восстановленная полярностьанализируется на предмет наличия эффекта Рассэлла-МакФеррона [7]. Два максимума геомагнитной активности осенью и весной образуются за счёт положительной и отрицательной полярностей ММП соответственно. Так как эффектнаблюдается в течение всего доспутникового периода с 1844-го по 1964-й года, делается предположение о высоком уровне достоверности восстановленнойсекторной структуры ММП.В пятой главе, состоящей из трёх разделов, проводится анализ восстановленной в доспутниковый период полярности ММП.В начале главы исследуется периодичность вращения секторных границ.В подразделе 5.1.1 рассматриваются значения, полученные в предшествующихработах, анализировавших периодичность солнечных данных в диапозоне 25–30дней.
В подразделе 5.1.2 периодичность данных восстановленной полярностиопределяется с помощью алгоритма Ломба-Скаргла [8]. Полученные спектрыдемонстрируют широкий разброс значений периодов от 26.2 до 29.3 дней. Самые большие пики в спектре наблюдаются вблизи значений 26.9 и 27.2 дней.Также показано, что не существует выделенных значений периодов вращениясекторной структуры, которые наблюдались бы постоянно, в любую эпоху.120RiseMaximumDeclineMinimum100P(ω)8060402025.52626.52727.5 28T (days)28.52929.5 30Рис. 3: Спектры вращения секторной структуры ММП для четырёх фаз солнечного цикла всреднем за 1844–2010 гг.В подразделе 5.1.3 исследуется изменение спектров вращения секторнойструктуры ММП с развитием цикла солнечной активности (рис. 3).
Делаетсявывод о том, что двухсекторная структура с периодами порядка 28–29 дней чаще наблюдается на фазах роста и максимума солнечной активности, а для фазспада и минимума более характерны как двухсекторные, так и наблюдаемые ре12T/(T+A)0.70.60.50.40.3T/(T+A)sin, T=21sin, T=22.5T/(T+A)0.70.60.50.40.318501870189019101930Years195019701990Рис.
4: Отношение числа дней отрицательной полярности T к общему числу дней (T+A);верхний график — в сентябре, нижний — в марте; вертикальные линии — максимумысолнечной активности; пунктиром изображены синусоиды с периодами 21 и 22.5 года,красными рамками — периоды сильного отклонения от эффекта Р-К.же четырёхсекторные структуры, с периодом ∼27 дней. То есть, с развитиемцикла источник крупномасштабного магнитного поля, образующий наблюдаемую в плоскости эклиптики секторную структуру, смещается из области широт∼40–45o (T≈29 дней) к более низким ∼20–25o (T≈27 дней).В разделе 5.2 рассматривается эффект Розенберга-Коулмана: преобладание ММП одной полярности в периоды равноденствий [9].
Сначала даётся обзор предшествующих исследований на эту тему. Наличие эффекта проверяетсякак отношение количества дней отрицательной восстановленной полярности кобщему числу дней в марте и сентябре (то есть вблизи равноденствия) за период 1844–2010 гг. В результате анализа скомпилированных оптимальных данныхвосстановленной полярности, для которых эффект виден наиболее отчётливо,утверждается, что исследуемое правило хорошо наблюдается в течение всегоинтервала, за исключением самого раннего периода 1844–1847 гг., а также околоминимума 14-го цикла солнечной активности (рис. 4).
Таким образом, предполагается, что начиная с ∼1850-го года переполюсовка магнитного поля Солнцадействительно происходила с известным периодом магнитного цикла Хэйла, порядка 22 лет, и в соответствии с циклами солнечной активности.Раздел 5.3 посвящён исследованию геоэффективности секторных границ.Даётся краткое описание геомагнитных бурь, и, в частности, супербурь, списоккоторых приводится в таблице 5.1. На основе сравнения дат указанных событий и времени пересечения секторных границ ММП, определённых согласно13восстановленным данным, делается предположение о том, что большинство исследуемых супербурь (13 из 18) пришлось на период смены знака полярностисектора ММП (±1 день).
Также отмечается устойчивая закономерность, когдасупербурям на границе секторов в период около весеннего равноденствия чаще предшествует положительный сектор, а «осенним» супербурям, наоборот,сектор отрицательной полярности ММП. Те же особенности характерны и длябольшего числа событий сильных возмущений, для которых индекс геомагнитной активности C9 равен максимальному значению 9.В заключении приводятся основные результаты работы.Удалось разработать метод, который с высокой точностью (∼80%), позволил восстанавливать секторную структуру ММП по геомагнитным вариациям насреднеширотных станциях. В результате полярность была восстановлена вплотьдо 1844-го года, что по времени значительно превосходит самый длинный каталог полярностей ММП, полученный ранее группой Веннерстрём для периодас 1905-го года [4].
Таким образом, полученный ряд данных вместе с современными спутниковыми наблюдениями позволяет исследовать свойства секторнойструктуры ММП и крупномасштабного магнитного поля Солнца за период порядка пятнадцати циклов солнечной активности.Реконструкция секторной структуры в 19-м веке стала возможной, в частности, благодаря оцифровке наблюдений геомагнитного поля на станции СанктПетербург.Показано, что достоверность восстановленной секторной структуры какв 20-м, так и в 19-м веках находится на высоком уровне. При определении суточной полярности удалось избежать зависимости от геомагнитной активности, характерной для каталога восстановленной полярности ММП, полученного Свальгардом.Спектральный анализ секторной структуры за период 1844–2010 гг.
непоказал наличия устойчивых периодов вращения ММП. Самые высокие пикив спектре соответствуют значениям ∼26.9 и ∼27.2 дней. Причина такой дискретности пока не ясна. В среднем границы наблюдаемых периодов составляют∼26.2 и ∼29.3 дней, что свидетельствует о распределении источников наблюдаемого в плоскости эклиптики ММП от экваториальных гелиоширот до ∼40–45o .Двухсекторная структура — наиболее характерная конфигурация ММП,наблюдается в течение всего цикла солнечной активности, причём на фазе ростаи максимума её период часто составляет от 28 до 29.5 дней. Средние значения спектров вращения секторной структуры свидетельствуют о преобладании27-дневной периодичности в течение всего цикла солнечной активности.
Четырёхсекторная структура также с периодом ∼27 дней более характерна для фазыспада и минимума активности.14Анализ эффекта Розенберга-Коулмана, подтвердил, что, по крайней мере начиная с 9-го цикла активности, то есть до первых наблюдений солнечныхмагнитных полей, переполюсовка магнитного поля Солнца действительно происходила в соответствии с правилом магнитного цикла Хэйла.Сравнение секторных границ ММП и дат сильнейших за всю историюнаблюдений геомагнитных возмущений (супербурь), показало, что абсолютноебольшинство таких событий пришлось на период пересечения Землей гелиосферного токового слоя, то есть на границе смены полярностей ММП.
Всемтаким событиям в месяцы около осеннего равноденствия предшествовали сектора отрицательной полярности, а для месяцев около весеннего равноденствиябольшинству событий предшествовали сектора положительной полярности.Публикации автора по теме диссертацииСтатьи в журналах, рекомендованных ВАК:1. Vokhmyanin M. V., Ponyavin D. I. Inferring interplanetary magnetic field polaritiesfrom geomagnetic variations // J. Geophys. Res.
2012. Т. 117. С. A06102.2. Вохмянин М. В., Понявин Д. И. Реконструкция секторной структуры межпланетного магнитного поля по данным геомагнитных станций // Геомагнетизми аэрономия. 2012. Т. 52, № 6. С. 755–762.3. Vokhmyanin M. V., Ponyavin D. I. Sector structure of the interplanetary magneticfield in the 19th century // Geoph. Res. Lett. 2013. Т. 40. С. 3512—3516.4. Reconstruction of geomagnetic activity and near-Earth interplanetary conditionsover the past 167 yr—Part 3: Improved representation of solar cycle 11 / M.Lockwood, H. Nevanlinna, M.
Vokhmyanin [и др.] // Ann. Geophys. 2014. Т.32, № 4. С. 367–381.Другие публикации:5. Vokhmyanin M. V., Ponyavin D. I. Reconstruction of the IMF polarity fromgeomagnetic observations // Proceedings of the 8th International Conference“Problems of Geocosmos” (St. Petersburg, Russia, 20—24 September 2010), ed.V. S. Semenov, St. Petersburg Univ. Press. 2010. С. 274—279.6. Вохмянин М. В., Понявин Д. И. Восстановление межпланетного магнитногополя по геомагнитным наблюдения // Труды Всероссийской ежегодной конференции по физике Солнца “Солнечная и солнечно-земная физика—2010”,под ред.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
