Виды и точность геомагнитных прогнозов Geomagnetic forecasts А.А.Петрукович ИКИ РАН

Виды и точность геомагнитных прогнозов Geomagnetic forecasts А.А.Петрукович ИКИ РАН A.A. Petrukovich Space Research Institute, Russian Academy of Sciences

Earth as space ecosystem Life depends on Space: Earth climate driven by constant solar energy

Earth as spaceecosystem Life depends on Space: Earth climate driven by constant solar energy ! Solar system climate: solar activity, solar evolution, orbit interactions

Earth as spaceecosystem Life depends on Space: Earth climate driven by constant solar energy Solar system climate: solar activity, solar evolution, orbit interactions ! Galaxy climate: local interstellar medium and galactic cosmic rays

Солнечная активность как часть глобальной экосистемы солнечная активность: ~0.1% потока солнечной энергии • Факторы: • Солнечное УФ и рентген. излучение достигает Земли за 8 мин • Солнечные космические лучи за 1-12 час • Магнитное облако (магнитная буря) за 1-3 дня • Проявления: • Возмущения ионосферы и верхней атмосферы • Солнечная и магнитосферная радиация • Электромагнитные флуктуации

Два «типа» солнечной активности 1. «Спорадическая» активность: пятна, вспышки, корональные выбросы

Два «типа» солнечной активности 2. «Рекуррентная» активность: корональная дыра и быстрый солнечный ветер

Солнечный ветер и межпланетное магнитное поле • взаимодействуют с магнитным полем Земли • Постоянный поток солнечного ветра создает магнитосферу Земли • и привносит в нее энергию • «Обычные» вариации межпланетной среды приводят • к «слабой» геомагнитной активности • Аномально интенсивные потоки от корональных дыр и выбросов плазмы • приводят к магнитным бурям

Мониторинг геомагнитного поля несколько сотен станций магнитограмма спокойного дня на средних широтах Полное поле: 30 000 – 50 000 нТл Вариации: спокойно буря низкие широты: ~10 ~100 нТл высокие широты: ~ 100 ~1000 нТл

Геомагнитные индексы «объединяют» магнитограммы отдельных станций Семейство К – и А – индексов – среднеширотные станции

Геомагнитные индексы «объединяют» магнитограммы отдельных станций Dst низкоширотный индекс для магнитных бурь AL/AU/AE высокоширотный индекс

Геомагнитные индексы Супер-бури: Кр = 8-9 несколько раз за солнечный цикл Слабые бури: Кр=5-6 в максимум почти раз в неделю

Геомагнитные пульсации еще один признак геомагнитной активности

Наземное зонирование прогноза выделяют высокоширотный «авроральный» пояс и более низкие широты полюс

Солнечный цикл и геомагнитная активность прогноз на 10 лет Число солнечных пятен рекуррентные бури на фазе спада солнечного цикла Ар индекс

Прогноз цикла до его начала не всегда удачен

прогноз на несколько месяцев: полугодовая волна активность весной и осенью выше, чем летом и зимой

среднесрочный прогноз на 27, 45, 55 дней предположение о рекуррентности и «активных долготах» на Солнце: активная область возвращается через 1 или 2 оборота Солнца

составление прогноза на 27 дней на ожидаемые дни повышенной активности ставится индекс Кр 3-4

Пример 27- дневного прогноза на октябрь – ноябрь 2003 года 27 – дневный прогноз – только часть ожидаемой активности

Прогноз на 3-7 дней Если на восточной стороне Солнца появляется активная область, поступает предупреждение о вероятном периоде повышенной геомагнитной активности в ближайшие дни Спутники STEREO позволяют увидеть активную область заранее геоэффективная зона Однако, достоверно сказать о скорой буре нельзя

Краткосрочный прогноз на 1 - 3 дня «по факту» вспышки на Солнце По динамике выброса плазмы можно оценить скорость и время подлета к Земле 1.5 – 4 суток Реальность буризависит от «попадания» по Земле и ориентации межпланетного поля: оно должно быть антипараллельно геомагнитному полю За исключением достаточно редких «очевидных» случаев вероятность бури – 50%

достоверность краткосрочного прогноза на 1-3 дня по К = 6

Достоверность прогноза на 1-7 дней

Достоверность прогноза на 1-3 дня По данным ИЗМИРАН, Belov et al 2005

ACE - мониторинг солнечного ветра в реальном времени available in INTERNET

Сверх-краткосрочный прогноз по данным солнечного ветра Solar wind: 400-1000 km/s: 1.5-3 days Geomagnetic storm Solar storm 3-day forecast 50% reliability Solar light: 300 000 km/s: 8 min 1 hour forecast >90% reliability Libration point 1.5 mln km 150 mln km опережение от одного часа до нескольких часов (до максимума бури) высокая достоверность, можно определить величину бури

Геомагнитная активность управляется межпланетным магнитным полем oткрытая и закрытая магнитосфера по Dungey аp индекс в зависимости от оптимальной функции солнечного ветра VBz

Прогнозы ИКИ РАН www.spaceweather .ru

Резюме Виды геомагнитного прогноза долгосрочный (месяцы и годы) развитие цикла и сезонность общий уровень активности Среднесрочный (недели) ожидаемая активность на 1-2 солнечных оборота ожидаемые дни с повышенной активностью Краткосрочный (дни) вспышки, корональные дыры качественный прогноз ожидаемых бурь Сверхкраткосрочный (часы) солнечный ветер «штормовое предупреждение» надежный количественный прогноз зона современных исследований

Виды и точность геомагнитных прогнозов Geomagnetic forecasts А.А.Петрукович ИКИ РАН