Диссертация (1149666), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Для весеннего периода (с 1-го по 5-й месяцы) то же самое наблюдается только для двух из шести бурь. Таким образом, для супербурь в период около весеннегоравноденствия чаще наблюдается секторная граница между положительным и отрицательнымсектором ММП, а для “осенних” супербурь, наоборот, между отрицательным и положительным.Так как статистика из 18 событий не достаточно показательна, аналогичным образом былипроверены даты сильных геомагнитных возмущений, когда десятибальный ежесуточный индексгеомагнитной активности C9 был равен максимальному значению 9.
Этот индекс характеризуетпланетарную геомагнитную активность в среднем за сутки по 10 баллам от 0 до 9. По процедуре, ввёдённой Бартельсом [78], Зосимович [88] рассчитала значения C9 с 1841-го по 1905-й год,правда по данным только одной станции Санкт-Петербург (с 1878-го по данным станции Павловск). С 1921-го года доступны значения планетарного C9, посчитанного по вариациям поляна восьми станциях.
Отметим, что не всем экстремальным бурям из таблицы 5.1 соответствуетмаксимальное значение индекса.Таблица 5.2: Статистика смены полярности сектора ММП для событий C9=9.Период(+/−)(−/+)?(+/−)?(−/+)нет смены знака1–5 месяцы, 1844–201018863127–11 месяцы, 1844–201061515261–5 месяцы, 1926–2010863357–11 месяцы, 1926–2010691020За период с 1844-го по 2010-й года для 103 событий (некоторые продолжительностью болееодного дня) C9 равен 9. Статистика для них представлена в таблице 5.2 (три события, произошедшие в июле не отражаются в статистике) и приведена как для всех лет 1844–2010 гг., таки для периода 1926–2010 гг., когда появляются геомагнитные данные высокоширотной станцииГодхавн и точность восстановленной полярности ММП предположительно возрастает.
Порядоксмены знака полярности ММП на границе секторов указана в скобках. В третьем и четвёртомстолбцах приведены числа для событий (всего 15), когда сложно однозначно утверждать наличие секторной границы около периода бури — либо секторная граница, соответствующая буре,не видна за 27 дней до события, либо пропадает спустя 27 дней, либо наблюдается только дляпредыдущего и последующего оборота, а в период возмущения пропадает. Из 100 исследуемых107бурь о 47 можно уверенно говорить, что им соответствуют секторные границы, то есть пересечения гелиосферного токового слоя.
Для 38 событий смены секторов не наблюдается. Такимобразом, большинство сильных геомагнитных возмущений с С9=9 также происходят на границепротивоположных полярностей ММП, правда, в гораздо меньшей степени, чем для супербурь,указанных в таблице 5.1: ∼54% (47 из 87) и ∼93% (13 из 14) соответственно.P′1−5 months7−11 months0−54 days−27 days0+27 days+54 daysNumber of days from the stormРисунок 5.19: Усреднённые методом наложения эпох финальные значения восстановленнойполярности в относительных единицах в интервале ±54 дня относительно события с С9=9, длякоторых уверенно наблюдается смена полярности сектора ММП; красным для весеннегопериода (1–5 месяцы), синим для осеннего (7–11 месяцы).Также для этих событий наблюдается отмеченная раннее закономерность: около равноденствия с 1-го по 5-й месяцы большинству бурь (18 из 26) соответсвует смена полярности ММПс положительной на отрицательную, а для месяцев с 7-го по 11-й (15 из 21) — смена отрицательного сектора на положительный.
Отметим правда, что для интервала с 1926-го года эта закономерность наблюдается, но гораздо слабее: для 1–5 месяцев только 8 из 14 бурь согласуютсяс предполагаемой закономерностью, для 7–11 месяцев — 9 из 15. Может возникнуть предположение, что так как до 1926-го года полярность ММП восстанавливается только по даннымсреднеширотных станций, то успешность результатов в это время не достаточна, чтобы “правильно” идентифицировать границы секторов ММП.
Однако, секторная структура проверяласьв интервале ±54 дня, и числа, приведённые во втором и третьем столбцах таблицы 5.2, получены только для тех событий, когда секторная граница наблюдалась в течение всего интервала∼4 солнечных оборотов. Это позволяет предполагать, что приведённая статистика достовернаи до 1926-го года. На рис. 5.19 показан средний график смены секторов в интервале ±54 дняотносительно события с С9=9, полученный методом наложения эпох. Усреднение проводилосьпо всем событиям, для которых отмечена смена полярности, отдельно для 1–5 месяцев (красная108кривая) и 7–11 месяцев (синяя кривая). Закономерность чередования секторов для бурь разногопериода года отчётливо отображается на графике.Подведём итог.
Большинство сильнейших за всю историю наблюдений геомагнитных бурьпришлось на период смены полярности сектора ММП, что свидетельствует о геоэффективностисекторных границ или о том, что к секторным границам приурочены геоэффективные события,такие как например корональные выбросы солнечного вещества (CME). Возможно также, геоэффективным является порядок смены секторов. Весной таким событиям чаще предшествуютсектора положительной полярности ММП, а осенью, наоборот, сектора отрицательной полярности. Наблюдаемая закономерность каким-то образом может быть связана с конфигурациейполей в магнитных облаках, образуемых распространяющимся CME.
В месяцы около весеннего равноденствия на границе “+/−” эти образования, по-видимому, могут давать дополнительную южную компоненту ММП, что приводит к формированию геомагнитной бури. Наоборот, восенние месяцы, когда земной диполь наклонён по отношению к эклиптике в другую сторону,дополнительную южную компоненту ММП могут давать магнитные облака на границе междуотрицательным и положительным секторами.109ЗаключениеНам удалось разработать метод, который с достаточно высокой точностью (∼80%), позволилвосстанавливать секторную структуру ММП по геомагнитным вариациям на среднеширотныхстанциях.
В результате полярность была восстановлена вплоть до 1844-го года (приложение A),что по времени значительно превосходит самый длинный каталог полярностей ММП, полученный ранее группой Веннерстрём для периода с 1905-го года [14]. Таким образом, полученныйряд данных вместе с современными спутниковыми наблюдениями позволяет исследовать свойства секторной структуры ММП и крупномасштабного магнитного поля Солнца за период порядка пятнадцати циклов солнечной активности.Реконструкция секторной структуры в 19-м веке стала возможной, в частности, благодаряоцифровке наблюдений геомагнитного поля на станции Санкт-Петербург.
Эти данные такжебыли использованы Майклом Локвудом для реконструкции геомагнитной активности и среднегодовых значений интенсивности ММП в прошлом [34].В главе 4 показано, что достоверность восстановленной секторной структуры как в 20-м, таки в 19-м веках находится на высоком уровне. При определении суточной полярности удалосьизбежать зависимости от геомагнитной активности, характерной для каталога восстановленнойполярности ММП, полученного Свальгардом.Спектральный анализ секторной структуры за период 1844–2010 гг. не показал наличияустойчивых периодов вращения ММП.
Самые высокие пики в спектре соответствуют значениям∼26.9 и ∼27.2 дней. Причина такой дискретности пока не ясна. В среднем границы наблюдае-мых периодов составляют ∼26.2 и ∼29.3 дней. Это свидетельствует о распределении источниковнаблюдаемого в плоскости эклиптики ММП от экваториальных гелиоширот до ∼40–45o .Наиболее характерная конфигурация ММП — двухсекторная структура, в среднем наблюда-ется в течение всего цикла солнечной активности, причём на фазе роста и максимума её периодчасто составляет от 28 до 29.5 дней.
Средние значения спектров вращения секторной структурысвидетельствуют о преобладании 27-дневной периодичности в течение всего цикла солнечнойактивности. Четырёхсекторная структура также с периодом ∼27 дней более характерна для фазыспада и минимума активности.Анализ эффекта Розенберга-Коулмана, подтвердил, что по крайней мере начиная с 9-го циклаактивности, то есть до первых наблюдений солнечных магнитных полей, переполюсовка магнитного поля Солнца действительно происходила в соответствии с правилом магнитного циклаХэйла.110Сравнение секторных границ ММП и дат сильнейших за всю историю наблюдений геомагнитных возмущений (супербурь), показало, что абсолютное большинство таких событий пришлось на период пересечения Землей гелиосферного токового слоя, то есть на границе сменыполярностей ММП.
Всем таким событиям в месяцы около осеннего равноденствия предшествовали сектора отрицательной полярности, а для месяцев около весеннего равноденствия большинству событий предшествовали сектора положительной полярности.111Литература1. Parker E. N. Dynamics of the interplanetary gas and magnetic fields // Astrophys.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
