ИОНОСФЕРНАЯ ОБЛАСТЬ РАССЕЯНИЯ ОНЧ АВРОРАЛЬНОГО ХИССА ПО ДАННЫМ НАЗЕМНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ

В работе представлены результаты анализа всплесков аврорального хисса, зарегистрированных в период с 7 ноября 2018 года по 9 февраля 2020 года на двух пространственно разнесенных точках - Ловозеро (Россия) и Каннуслехто (Финляндия). Всего за время наблюдений выбрано 22 события. Регистрируемые всплески были разбиты по общим признакам на четыре типа: 1) область рассеяния имеет размеры, малые относительно расстояния между станциями; 2) область рассеяния перемещается по долготе; 3) область рассеяния вытянута по долготе; 4) смешанный тип. Подробно рассмотрены примеры регистрации аврорального хисса, соответствующие тому или иному типу и сформулированы их отличительные особенности.

DAY BY DAY BEHAVIOR OF GNNS POSITIONING ERRORS AND TEC FLUCTUATIONS ASSOCIATED AURORAL DISTURBANCES OVER MARCH 2015

We analyzed the occurrence of TEC fluctuations and an impact of auroral disturbances on the Precise Point Positioning (PPP) errors in European sector using GPS measurements of EPN network. Index AE was used as indicator of auroral activity. The fluctuation activity was evaluated by indexes ROT and ROTI. The positioning errors were determined using the GIPSY-OASIS software (http://apps.gdgps.net). The Precise Point Positioning is the processing strategy of the single receiver for GNSS observations that enables the efficient computation of the high-quality coordinates. For quiet conditions the algorithm provided for TRO1 stations daily average PPP errors less than 4-5 sm. The analysis indicated regular increasing positioning errors around MLT (22 UT) during March 2015. While raising the auroral activity it was observed increasing TEC fluctuation as well as positioning errors. In the report we discus also behavior PPP errors during super storm 17 March 2015. During storm at TRO1 the PPP errors reached more than 20 m. The increasing errors were observed on latitudes low than 52-54°N.

CHOICE OF CONDITIONS FOR MHD SIMULATIONS ABOVE THE ACTIVE REGION, ALLOWING THE STUDY OF THE SOLAR FLARE MECHANISM

Primordial release of solar flare energy high in corona (at altitudes 1/40 - 1/20 of the solar radius) is explained by release of the magnetic energy of the current sheet. The observed manifestations of the flare are explained by the electrodynamical model of a solar flare proposed by I. M. Podgorny. To study the flare mechanism is necessary to perform MHD simulations above a real active region (AR). MHD simulation in the solar corona in the real scale of time can only be carried out thanks to parallel calculations using CUDA technology. Methods have been developed for stabilizing numerical instabilities that arise near the boundary of the computational domain. Methods are applicable for low viscosities in the main part of the domain, for which the flare energy is effectively accumulated near the singularities of the magnetic field. Singular lines of the magnetic field, near which the field can have a rather complex configuration, coincide or are located near the observed positions of the flare.

СУПЕРСУББУРЯ 20 ДЕКАБРЯ 2015 ГОДА: МАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ НА РАЗНЫХ ШИРОТАХ

Анализируется суперсуббуря (очень интенсивная суббуря с SML индексом ~2100 нТл), наблюдавшаяся 20 декабря 2015 года (с началом в 16:13 UT) во время интенсивной магнитной бури, вызванной воздействием на магнитосферу магнитного облака с устойчивым южным направлением ММП. Показано, что ионосферные токи, соответствующие этой суперсуббуре, развивались в глобальном масштабе – от поздне-утреннего до вечернего секторов. Во время ее развития наблюдался очень интенсивный западный электроджет с максимумом в утреннем секторе (~06 MLT). В вечернем секторе (~18 MLT) наблюдался восточный электроджет. Во время взрывной фазы суббури в вечернем секторе наблюдались вариации магнитного поля, соответствующие появлению дополнительного токового клина обратного направления. Развитие суббури сопровождалось появлением большой положительной вариации Х-компоненты магнитного поля на геомагнитных широтах от ~60° до ~50°, что могло привести к наблюдаемому импульсу MPB-индекса (Midlatitude Positive Bay index).

ОСОБЕННОСТИ ВЕРТИКАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ В ПРИБРЕЖНЫХ И ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНАХ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Рассмотрены сезонные и пространственные вариации поля температуры воздуха в пограничном слое атмосферы на территории Мурманской области. Временные вариации над Мурманском, Апатитами и Кандалакшей происходят в значительной степени синхронно на всех высотах. Пространственные различия в термической структуре ПСА в среднем достигают 1°С зимой и 2°С летом. Неоднородности вызваны большими расстояниями между пунктами измерений и с неодинаковым воздействием Баренцева и Белого моря на тепловой режим прибрежных территорий.

СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОМАГНИТНЫХ ИНДИКАТОРОВ МАГНИТОСФЕРНОГО КОЛЬЦЕВОГО ТОКА

Исследуются вариации среднесуточных значений геомагнитных индексов Dst, SYM-H и АSY-H. Установлено, что SYM-H и ASY-H линейно растут по модулю с ростом модуля Dst и в течение года имеют возрастания в периоды равноденствий. Модуль отношения (SYM-H)/(ASY-H) растет с ростом модуля Dst и приближается к 1, что означает сравнимость симметричного и асимметричного компонент кольцевого тока.

THE INVESTIGATION OF THE PG PULSATIONS WITH USING DATA OF ARASE, GOES SATELLITES AND GROUND-BASED STATIONS

The physical nature of Pg (pulsation giant) pulsations, which were observed in the magnetosphere by the Japanese satellite Arase, geostationary satellites GOES, and ground stations of the THEMIS and CARISMA networks, was investigated in this work. Pg pulsations belong to the Pc4 frequency range and are characterized by a very monochromatic shape. For the event on 5 June, 2018, according to the data from the Arase satellite, the Pg pulsation wave packet was recorded in the dawn sector during 3 hours. The pulsations are most pronounced in the radial component of the geomagnetic field, their frequency was about 11 mHz. Pg pulsations observed in the magnetosphere were accompanied by pulsations with the same period according to data from a number of ground-based magnetic stations located near the conjugate point. According to the data of ground stations, the pulsations were most strongly expressed in the Y-component of the geomagnetic field. Pg pulsations were accompanied by pulsations in electron and proton fluxes according to the Arase, GOES satellite observations. There are no clear phase relationships between geomagnetic pulsations and pulsations in charge particle fluxes. Pg pulsations were excited under quiet geomagnetic conditions (SYM-H = -10 nT, AE = 100-400 nT) on the recovery phase of the small geomagnetic storm. It is assumed that the expansion of the plasmasphere at low geomagnetic activity leads to an increase in the plasma density in the region of the geostationary orbit, which creates favorable conditions for the excitation of Pg pulsations due to the drift-bounce resonance of protons with the geomagnetic field lines oscillations in the magnetosphere.

MEDIUM-TERM OSCILLATIONS OF THE SOLAR ACTIVITY

In addition to the well-known 11-year cycle, longer and shorter characteristic periods can be isolated in variations of the parameters of helio-geophysical activity. Periods of about 36 and 60 years were revealed in variations of the geomagnetic activity and an approximately 60-year periodicity, in the evolution of correlation between the pressure in the lower atmosphere and the solar activity. Similar periods are observed in the cyclonic activity. Such periods in the parameters of the solar activity are difficult to identify because of a limited database available; however, they are clearly visible in variations of the asymmetry of the sunspot activity in the northern and southern solar hemispheres. In geomagnetic variations, one can also isolate oscillations with the characteristic periods of 5-6 years (QSO) and 2-3 years (QBO). We have considered 5-6-year periodicities (about half the main cycle) observed in variations of the sunspot numbers and the intensity of the dipole component of the solar magnetic field. A comparison with different magnetic dynamo models allowed us to determine the possible origin of these oscillations. A similar result can be reproduced in a dynamo model with nonlinear parameter variations. In this case, the activity cycle turns out to be anharmonic and contains other periodicities in addition to the main one. As a result of the study, we conclude that the 5-6-year activity variations are related to the processes of nonlinear saturation of the dynamo in the solar interior. Quasi-biennial oscillations are actually separate pulses related little to each other. Therefore, the methods of the spectral analysis do not reveal them over large time intervals. They are a direct product of local fields, are generated in the near-surface layers, and are reliably recorded only in the epochs of high solar activity.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИГНАЛОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДАЛЬНЕЙ НАВИГАЦИИ РСДН-20 «АЛЬФА» В УЧАСТКАХ ВОЛНОВОДА ЗЕМЛЯ – ИОНОСФЕРА С ГОРИЗОНТАЛЬНО НЕОДНОРОДНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ

Представлены результаты моделирования распространения электромагнитных волн ОНЧ диапазона в горизонтально неоднородных участках высокоширотного волновода Земля-ионосфера при различных профилях концентрации электронов. Профили концентрации электронов и частоты столкновений электронов с нейтралами, которые были использованы соответствовали событиям 24 января 2012 г. В это время происходили высыпания высокоэнергетических частиц в полярную ионосферу в результате взаимодействия межпланетной ударной волны с магнитосферой и последующей магнитной суббурей. Частоты модельного источника сигнала соответствовали частотам радиотехнической системы дальней навигации РСДН-20 «Альфа» постоянно вещающей в диапазоне ОНЧ на территории Российской Федерации. Показано, что изменения амплитуды сигналов радиотехнической системы дальней навигации РСДН-20 «Альфа» вызванные действием геомагнитного поля и горизонтальными неоднородностями зависят от направления распространения сигнала относительно вектора геомагнитного поля и не могут быть обращены в случае изменения направления распространения на противоположное.

ПРОГНОСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КРИТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ СЛОЯ F2 ИОНОСФЕРЫ ПО НАБЛЮДЕНИЯМ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ В ПЕРИОДЫ РЕГИСТРАЦИИ КОРОНАЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ МАССЫ НА КОРОНОГРАФАХ

Возможность подготовки и создания мер защиты от природных аномалий и от геоэффективных последствий мощных солнечных явлений в околоземных и земных процессах – актуальная задача современной науки, определяется периодом прогнозирования мощных явлений солнечной активности. Поскольку существуют методы прогнозирования отдельных явлений солнечной активности, в том числе и вызывающих возмущения в околоземном пространстве, можно было бы с определенной степенью уверенности предсказать временные возмущения в ионосфере. Способ прогноза времени регистрации коронального выброса массы был предложен на основе анализа данных солнечного микроволнового излучения, получаемых при наземном круглосуточном мониторинге при сравнительно простых усовершенствованиях методов обработки имеющейся информации. В то же время за проявление геоэффективности CME можно принять длительное снижение значений девиации f0F2 критической частоты f0F2 слоя F2 ионосферы, и прогнозирование состояния ионосферы можно связать с прогнозированием корональных выбросов массы. В данной работе приводятся прогностические оценки f0F2 на основе данных наблюдений солнечного радиоизлучения в широком диапазоне частот.