Диссертация (1149666), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Вариации тренда склонения, начиная с 1855-го достаточнохаотичны и происходят чаще, чем в H компоненте Санкт-Петербурга. Поэтому склонение былоскорректировано с использованием меньшего окна осреднения ±5 дней. Полученные исправленные значения изображены на рис. 2.7 зеленым цветом.H16 400+776 nTHELHSPBH, nT16 38016 36016 350212223242526272829Time30123456Рисунок 2.8: Часовые значения горизонтальной H компоненты геомагнитного поля вСанкт-Петербурге и Хельсинки с 21 ноября по 6 декабря 1860 г.25Несмотря на внесенные корректировки, значительную часть данных склонения и горизонтальной компоненты в Санкт-Петербурге до 1862-го года пришлось исключить.
Причиной этомупослужили регулярные отклонения от спокойного суточного хода: в основном зимой и осенью вночные и утренние часы. На рис. 2.8 показан пример таких расхождений в горизонтальной компоненте 1860-го года. Для показательности мы также изобразили H компоненту геомагнитногополя в Хельсинки за аналогичный период.
Хорошо видно, что начиная с 28 ноября появляютсярасхождения с данными Хельсинки. Здесь мы ориентировались на данные Хельсинки, так какв 1850–1862 годах в них нет ни явных инструментальных сбоев, ни отклонений от вековогохода. Ниже приведены даты найденных интервалов расхождений. Измерения H и D компонентгеомагнитного поля в эти периоды не использовались при подсчете полярности:• горизонтальная компонента:– в 1850: 01.01-13.02; 21.10-31.12;– в 1851: 01.01-24.03; 14.11-31.12;– в 1852: 01.01-25.02; 15.11-31.12;– в 1853: 01.01-31.01; 25.11-31.12;– в 1854: 01.01-09.03; 27.11-31.12;– в 1855: 01.01-26.02; 15.11-31.12;– в 1856: 01.01-20.03; 21.11-31.12;– в 1857: 01.01-07.03; 29.11-31.12;– в 1858: 01.01-02.03; 20.11-31.12;– в 1859: 01.01-21.02; 01.12-04.12;– в 1860: 01.01-26.02; 03.06-15.06; 13.11-31.12;– в 1861: 01.01-25.02; 27.10-31.12;– в 1862: 01.01-03.04; 12.06-01.07; 08.11-31.12;• склонение:– в 1857: 01.06-29.09; 27.11-31.12;– в 1858: 01.01-26.02; 25.04-05.09; 06.11-31.12;– в 1859: 01.01-08.02; 17.02-21.03; 13.05-27.07; 27.10-31.12;– в 1860: 01.01-11.03; 25.04-02.05; 25.05-08.06; 13.06-18.06; 13.07-17.07; 31.08-02.09;20.10-31.12;– в 1861: 01.01-21.04; 13.05-23.10; 13.11-31.12;– в 1862: 01.01-22.06; 17.07-21.07; 20.08-27.08; 12.09-18.09; 16.10-18.10; 10.12-31.12.26Станция в Екатеринбурге расположена на более низкой геомагнитной широте (51.45oN) посравнению с обсерваториями в Санкт-Петербурге и Хельсинки и, предположительно, из-за большей удаленности от DPY токовой системы, точность восстановления полярности по её даннымдолжна быть меньше.
Однако, Хельсинки и Санкт-Петербург расположены относительно “близко” другу к другу, в то время как Екатеринбург находится на ∼ 35o восточнее. Благодаря этому,по данным Екатеринбурга полярность ММП восстанавливается на основе геомагнитного эффекта иной части DPY токовой системы, чем для Хельсинки и Санкт-Петербурга. Соответственно,добавив полярность, восстановленную по данным Екатеринбурга к результатам, полученнымдля Хельсинки и Санкт-Петербурга, можно получить более полную картину эффекта DPY токовза день, а значит, и более качественные результаты восстановления полярности ММП.400Declination, min350300250200150D, EkaterinburgD, Ekaterinburg correctedtrend185018511852185318541855 1856Year18571858185918601861Рисунок 2.9: Часовые значения склонение в Екатеринбурге до (синим) и после (зелёным)корректировки.Измерения горизонтальной компоненты и склонения поля в Екатеринбурге были оцифрованы Хейки Неванлинна для периода 1850–1862 гг.
К сожалению, полученные им данные Hкомпоненты в это время очень нестабильны. Средний уровень значений очень быстро меняетсяв течение года, причём эти изменения носят достаточно случайный характер. К этому добавляются и частые резкие скачки в измерениях. Поэтому корректировка таких данных, по нашемупредставлению, представляет собой отдельную работу. Соответствующие значения поля не использовались в нашем методе, а полярность ММП для этого периода рассчитывалась только повариациям склонения, которое для Екатеринбурга в 1850–1862 годах более стабильно. Несмотря на это, в склонении также было обнаружено несколько достаточно длительных скачков: с 1января по 26 июля 1850 г.
на +5.5′ , c 16 октября 1861 г. по 31 декабря 1862 г. на +3.5′ , и ещеряд менее длительных. Аналогично предыдущим алгоритмам, был исправлен тренд вековых вариаций (использовалось окно ±15 дней). На рис. 2.9 показаны значения склонения до и послекорректировки.27Более поздние измерения геомагнитного поля в Екатеринбурге с 1887-го по 1980-й года оцифрованы и выложены на сайте Эдинбургского Центра Геомагнитных Данных. В этих данных также присутствуют скачки. Ниже перечислены изменения, внесённые в эти данные:• добавлено 60′:– с 20 UT 15 марта до 19 UT 16 марта 1898 г.;– с 20 UT 9 сентября до 19 UT 10 сентября 1898 г.;– с 20 UT 28 октября до 19 UT 30 октября 1898 г.;– с 20 UT 21 ноября до 19 UT 22 ноября 1898 г.;– с 20 UT 11 апреля до 19 UT 13 апреля 1923 г.;– с 20 UT 24 апреля до 19 UT 25 апреля 1923 г.;– в ноябре 1943-го года;• вычтено 60′ :– с 20 UT 23 июля до 19 UT 24 июля 1921 г.;– с 20 UT 26 июля до 19 UT 27 июля 1921 г.;– с 20 UT 11 мая до 19 UT 13 мая 1923 г.;– с 20 UT 24 мая до 19 UT 25 мая 1923 г.;– с 20 UT 26 мая до 19 UT 27 мая 1923 г.;• с 20 UT 23 марта до 19 UT 25 марта 1901 г.
D уменьшено на 3′ ;• с 20 UT 9 августа до 19 UT 10 августа 1908 г. D уменьшено на 30′• с 20 UT 29 ноября до 19 UT 30 ноября 1910 г. к D добавлено 50′;• с 20 UT 9 июня до 19 UT 10 июня 1914 г. к D добавлено 30′;• с 20 UT 31 июля до 19UT 31 агуста 1931 г. H компонента уменьшена на 20 нТл.Хотя значения склонения в 1887–1925 гг. соответствуют вековому тренду, по суточному ходу,полученному в среднем за год, можно понять, что мы имеем дело со склонением противоположным современному.
На рис. 2.10 синим и зелёным цветом изображены кривые суточного ходасклонения для периодов 1850–1862 и 1930–1980 гг., а красным для периода 1887–1925 гг. (перерыв в 1926–1929 годах связан со сменой положения станции). Поскольку не удалось выяснитьпричину наблюдаемого несоответствия, было решено определить полярность с использованиемимеющихся данных и, затем изменить знак полярности, восстановленной в 1887–1925 гг., напротивоположный.2820D, 1850−1862D, 1887−1925D, 1930−198015Declination, min1050−5−10−15−20−2536912UT, hour151821Рисунок 2.10: Суточный ход склонения в Екатеринбурге. Цветом указны разные периоды.Выложенные в открытый доступ геомагнитные наблюдения Хельсинки уже скорректированы.
По этим данным был опубликован ряд работ, в частности посвященных реконструкциигеомагнитной активности и среднегодовых значений межпланетного магнитного поля в прошлом [28–32] и др. Позже в статье “Исправление ошибочных коэффициентов пересчёта длямагнитных элементов в Хельсинки” [33] Свальгард обратил внимание на то, что величина вариаций магнитных компонент Хельсинки аномально меняется в некоторые периоды. Так вариациигоризонтальной H компоненты занижены приблизительно на 30% (в 1.32 раза) в период с 1866го по 1874.5 год, а вариации склонения в период 1885.8–1887.5 гг. занижены приблизительно в 2раза. Причиной таких ошибок могло быть неучтенное изменение коэффицентов пересчета εH иεD из относительных единиц в абсолютные значения. Локвуд, использующий данные Хельсинкидля реконструкции геомагнитных параметров в прошлом, подтвердил необходимость введенияпоправок в значения Хельсинки [34].Мы проверили указанные периоды, сравнив, где это возможно, данные Хельсинки с данными Санкт-Петербурга.
Вариации горизонтальной компоненты в 1870, 1873 и 1874-м годахдействительно несколько занижены. Поэтому H компонента Хельсинки в данный период быласкорректирована в соответствии с формулой, где Hh — среднее значение в окне ±30 дней, а Hh′— исправленные значения:Hh′ = Hh + (Hh − Hh ) · 1.3229Амплитуда вариаций склонения, по предположению Свальгарда, занижена в 1885–1887 годах, аточнее с 11 августа 1885 г. по 5 июня 1887 г.
Однако, сравнение с измерениями Санкт-Петербургапоказало, что не на всем протяжении указанного периода вариации занижены. К тому же меняется не только амплитуда вариаций, но и средний уровень склонения. Было обнаружено, чтовариации D компоненты в Хельсинки и Санкт-Петербурге расходятся и в конце 1880-го года,начиная с 28 августа, после чего вплоть до 17 октября 1884 года значительная часть измеренийсклонения пропущена.
На протяжении этих лет нет пропусков в измерении склонения геомагнитного поля в Санкт-Петербурге, а также оно не отклоняется от “нормального” поведения.Соответственно, для периодов с 28 августа 1880 по 17 октября 1884 года и с 11 августа 1885по 5 июня 1887 года вариации склонения геомагнитного поля в Хельсинки не используются длявосстановления полярности.Также были проверены и геомагнитные данные станций, основанных уже в 20-м веке. Былообнаружено:• Ситка:– сдвиг на −60′ в D со 2 по 31 января 1911 г.;• Восток:– сдвиг на +100 нТл в H в июне 1965-го года;– сдвиг на −100 нТл в H в 1971-м году;– не рассматриваем D с 17 по 31 января 1971-го года;– сдвиг на +28′ в D в сентябре 1973-го года;– вариации D в 1976-м перевёрнуты;– D компонента в 1981-м и 1983-м годах не в минутах, а в десятых долях минут;– вариации вертикальной Z компоненты в 1971-м году имеют противоположный знак;– нарушение тренда в Z компоненте: с июня по декабрь 1976-го года, в 1974-м году, соктября 2009-го по апрель 2010-го года.2.2.4 Корректировка времениНа рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
