Том 64, № 5 (2024)

Выполнена проверка и сделана оценка точности модели краткосрочного (24 ч) прогнозирования максимального рентгеновского класса солнечных вспышек на основе степенной зависимости от энергии потенциального магнитного поля активной области, которая была предложена M. Aschwanden в 2020 г. Для этого проанализирована выборка из 275 вспышек (253 M-класса и 22 X-класса) в изолированных активных областях на Солнце в 2010−2023 гг. Экстраполяция магнитного поля в нелинейном бессиловом и потенциальном приближениях сделана с помощью GX Simulator на основе фотосферных векторных магнитограмм инструмента Helioseismic Magnetic Imager на борту Solar Dynamics Observatory. Установлено, что в 6% случаев модель дает заниженный прогнозируемый максимальный класс вспышки относительно наблюдаемого (максимальное занижение в 4.4 раза). Точность модели (среднее отношения наблюдаемого к прогнозируемому максимальному классу вспышек) 0.31 ± 0.47. Предложены четыре другие статистические модели, две из которых так же, как и обсуждаемая модель, основаны на степенной зависимости максимального класса вспышки от энергии потенциального магнитного поля, а две другие – на степенной зависимости от свободной магнитной энергии. Эти модели дают меньшее количество заниженных прогнозов (или не дают совсем) максимального класса вспышки, но примерно в два-три раза более низкую точность прогноза от 0.11 до 0.17. Дополнительно на основе полученного статистического материала сделаны оценки предельного рентгеновского класса солнечных вспышек. Пять моделей дали разные предельные значения от ~X14 до ~X250. Кратко обсуждается реалистичность этих значений и возможность уточнения моделей на основе расширения выборки событий.

Работа посвящена исследованию исторических геомагнитных спутниковых данных, зарегистрированных во время сильной магнитной бури 8−9 марта 1970 г. Помимо данных советского спутника Космос-321 в анализе использовались данные американского спутника OGO-6, который выполнял геомагнитные измерения в то же время. Изучались вариации внешних магнитных полей, зафиксированные в спутниковых и наземных наблюдениях магнитного поля. Настоящее исследование также послужило толчком к созданию усовершенствованной программной реализации модели аврорального овала APM, которая позволяет восстанавливать его положение и интенсивность высыпаний как в прошлом, так и в квазиреальном времени. Идентифицированы магнитные вариации, создаваемые в околоземном пространстве различными источниками. В частности, выделены сигналы кольцевого тока, экваториального и авроральных электроджетов. Статья подчеркивает непреходящую ценность исторических данных наблюдений магнитного поля, хранящихся в центрах данных и непрестанно цифруемых силами их сотрудников.

Представлены первые результаты выделения трендов средних за год ионосферных индексов ΔIG₁₂ и ΔT₁₂, которые получены после исключения из IG₁₂ и T₁₂ зависимости этих индексов от индексов солнечной активности. В данном случае индексами солнечной активности являются F10 и F30 – потоки радиоизлучения Солнца на 10.7 и 30 см. Получено, что для интервала 1957–2023 гг. все анализируемые линейные тренды отрицательны, т.е. величины ΔIG₁₂ и ΔT₁₂ уменьшаются со временем, и эти тренды значимы. По абсолютной величине они максимальны для ΔIG₁₂ с учетом зависимости IG₁₂ от F10₁₂ и минимальны для ΔT₁₂ с учетом зависимости T₁₂ от F30₁₂. Учет нелинейности трендов показывает, что, например, после 2010 г. они усилились. Представлены соотношения, которые позволяют по данным трендов ионосферных индексов (ΔIG₁₂ или ΔT₁₂) судить о характере тренда ΔfoF2 над конкретным пунктом. Для этого по модели IRI для foF2 получен коэффициент, который дает связь между трендами ионосферного индекса и ΔfoF2 над данным пунктом. На основе сопоставления с экспериментальными данными на средних широтах получено, что тренды ионосферных индексов позволяют правильно определить знак тренда ΔfoF2 и общую тенденцию изменения этого тренда, но вычисленная величина тренда над конкретным пунктом может заметно отличаться от экспериментальных данных.

На основе данных семнадцати среднеширотных ионосферных станций за 1958–1988 гг. проведен анализ сезонных особенностей концентрации максимума слоя F2 (NmF2) на разных долготах при повышенной (48 > ap(τ) > 27) геомагнитной активности, где ap(τ) – средневзвешенный (с характерным временем 14 ч) ap-индекс этой активности. В качестве характеристик изменчивости использованы стандартное отклонение σ флуктуаций NmF2 относительно спокойного уровня и средний сдвиг этих флуктуаций x_ave в дневные (11–13 LT) и ночные (23–01 LT) часы. Получено, что на всех анализируемых станциях дисперсия σ² для повышенной геомагнитной активности больше, чем для спокойных условий, и, при прочих равных условиях, она максимальна зимой в ночные часы. Для повышенной геомагнитной активности во все сезоны разница в значениях x_ave между анализируемыми станциями достаточно большая. Одна из причин этой разницы связана с зависимостью x_ave от геомагнитных широт. Для выбора этих широт использованы аппроксимации геомагнитного поля наклонным диполем (TD), эксцентричным диполем (ED) или с помощью исправленных геомагнитных (CGM) координат. Получено, что зависимость x_ave от ED-широты точнее зависимости x_ave от TD-широты или CGM-широты во все сезоны в ночные часы и в равноденствия и зимой в дневные часы. Летом в дневные часы зависимости x_ave от ED-широты и CGM-широты сопоставимы по точности, и они точнее зависимости x_ave от TD-широты. Следовательно, ED-широты являются оптимальными для учета эффектов бурь в концентрации максимума слоя F2 на средних широтах во все сезоны. Этот вывод получен, по-видимому, впервые.

Приведены результаты космического эксперимента “Терминатор” на Международной космической станции, полученные в ближнем ИК-диапазоне спектра в лимбовой геометрии наблюдения атмосферы Земли в полнолуние. В результате обработки полученных данных оптической регистрации построены вертикальные профили объемной светимости атмосферы, указывающие на то, что в атмосфере Земли в диапазоне высот 80 – 100 км постоянно присутствует аэрозольный слой метеорного происхождения. Проведенные оценки показали, что спектр размеров входящих в него аэрозольных частиц лежит в диапазоне от нескольких единиц до нескольких сотен нанометров.

При анализе узкополосного сигнала часто используют преобразование Гильберта, что позволяет перейти к описанию процесса через медленно меняющиеся функции: огибающую (амплитуду) и, слабо зависящую от времени, характерную частоту сигнала – “мгновенную” частоту. По гладкости этих характеристик можно оценивать процесс и сопоставлять его в разные периоды. Этот подход применён при анализе спектральных компонент ряда среднемесячных чисел Вольфа. Такое описание основной и второй гармоник, дополненное свойствами длиннопериодной компоненты, дают достаточно полное представление о всем ряде среднемесячных чисел. В работе рассмотрено соответствие характеристик достоверных данных, при таком подходе, принятому описанию через параметры циклов (максимум цикла, длительности цикла и его ветви роста) и сконструирована “огибающая” максимумы циклов. Также представлена временная динамика “мгновенных” частот основной и второй гармоник всего ряда и отмечены значительные отличия в их поведении на интервалах соответствующих восстановленной и достоверной частям.