А.Е. Левитин, Л.И. Громова, С.В. Громов, Л.А. Дремухина,

1. Новое количественное описание локальной геомагнитной активности по данным обсерваторских магнитных измерений А.Е. Левитин, Л.И. Громова, С.В. Громов, Л.А. Дремухина, Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова

2. Геомагнитные вариации в диапазоне 102-104 секунд относятся к числу наиболее изученных вариаций. Это связано с тем, что непрерывная регистрация их наземными магнитометрами в обсерваториях ведется уже более столетия. Такие измерения обеспечивают сегодня важную часть общей информации о состоянии магнитосферы на основе индексов геомагнитной активности и определения в реальном масштабе времени начала и фаз магнитосферных бурь и суббурь. Зоны локальных максимумов геомагнитной активности на земной поверхности соответствуют основным зонам высыпаний энергичных частиц и позволяют идентифицировать отдельные области и границы магнитосферы. Связь фиксируемых в обсерваториях геомагнитных вариаций с параметрами межпланетной среды используются для построения моделей магнитосферных токовых систем.

3. Важное преимущество наземных измерений геомагнитных вариаций по сравнению со спутниковыми измерениями – это то, что они позволяют следить за состоянием магнитосферы на непрерывной основе. Если спутник в каждый момент времени отображает электромагнитную ситуацию в отдельной точке околоземного пространства, то проведение наземных измерений позволяет отображать её одновременно в солидном пространственном объеме. Для количественного представления локальной геомагнитной активности в районе расположения магнитной обсерватории более полувека тому назад были согласованным образом введены индексы такой активности. Мы остановимся в докладе на одном из них – К индексе. Следом за этими индексами были введены индексы, которые характеризуют геомагнитную активность в конкретных областях земного пространства. Это индексы авроральной зоны - AE (AU, AL), субавроральной зоны – Kp, низкоширотной зоны – Dst.

4. Все указанные индексы естественно отражают понимание физической природы фиксируемых геомагнитных вариаций в период времени их создания. Они отражают качество тех приборов, которые фиксировали геомагнитные вариации, и тех методов обработки фиксируемых геомагнитных вариаций. Макрозадача для нас - сотрудников Института Земного Магнетизма – это совершенствование указанных индексов, потому что их использование сегодня приводит, по нашему мнению, к не совсем корректным выводам о состоянии и динамике геомагнитной активности. Ну и, соответственно, к не совсем корректным выводам о состоянии и временной динамике энергетического состоянии магнитосферы. Цель доклада продемонстрировать первый шаг такого усовершенствования: ПЕРЕХОД К НОВОМУ КОЛИЧЕСТВЕННОМУ ОПИСАНИЮ ЛОКАЛЬНОЙ ГЕОМАГНИТНОЙ АКТИВНОСТИ ПО ДАННЫМ ОБСЕРВАТОРСКИХ МАГНИТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ.

6. Пример часовых данных обсерватории ИЗМИРАН, передаваемых в МЦД http://www.wdcb.ru/stp 13-15 марта 1989 г. …… MOS8903D13 8 98 73 37 18 125 113 113 310 353 24 -43 65 -98 -4 -84 -25 -67 -81 126 274 557 665 9771049 191 MOS8903D14 81387 833 329 216 113 101 125 5 154 150 168 169 138 124 141 140 121 128 212 142 142 238 135 189 233 MOS8903D15 8 268 205 184 139 196 205 226 202 163 150 110 91 73 122 138 125 163 161 171 109 115 97 124 139 153 …… MOS8903H13 170 187 188 164 139 128 112 139 98 73 166 186 110 104 226 231 531 286 411 91 421 -29-870-944-894 52 MOS8903H14 170-787-634 -99 -6 -54 -64 -24 -34 -14 131 102 91 111 116 123 121 121 161 120 101 136 117 104 142 03 MOS8903H15 170 115 172 159 151 133 127 118 118 109 108 127 128 119 132 138 136 159 138 150 158 163 156 154 151 138 …… MOS8903Z13 480 759 758 730 713 712 735 757 797 770 746 753 889 9471001 952121110571110 980 980 651 763 455 462 820 MOS8903Z14 480 49 364 487 770 785 707 721 819 853 858 853 861 855 851 836 836 827 830 858 793 778 745 779 765 745 MOS8903Z15 480 781 735 754 765 790 805 811 799 802 813 814 823 830 845 849 842 830 827 813 801 794 794 795 800 805 ……

7. Представление нашей идеи Значение полного вектора H-компоненты магнитного поля на обсерватории Москва за 11, 12, 13 марта 1989 17187 17188 17164 17139 17128 17112 17139 17098 17073 17166 17186 17110 17104 17226 17231 17531 17286 17411 17091 17421 16971 16130 16056 16106 16213 16366 16901 16994 16946 16936 16976 16966 16986 17131 17102 17091 17111 17116 17123 17121 17121 17161 17120 17101 17136 17117 17104 17142 17115 17172 17159 17151 17133 17127 17118 17118 17109 17108 17127 17128 17119 17132 17138 17136 17159 17138 17150 17158 17163 17156 17154 17151 Уровень отсчета –самый спокойный день марта 2009 17155 17155 17157 17156 17156 17154 17151 17149 17148 17150 17153 17155 17156 17156 17156 17156 17156 17157 17159 17159 17157 17156 17155 17155 Отклонения H-компоненты магнитного поля от спокойного уровня с поправкой на вековой ход. K-индекс для каждого 3-часового интервала 89 03 13 -2 -1 -27 -51 -62 -76 -46 -85 -109 -18 -1 -79 -86 36 41 341 96 220 -102 228 -220 -1060 -1133 -1083 K 5 6 8 8 8 8 9 9 89 03 14 -976 -823 -290 -196 -244 -252 -209 -217 -196 -53 -85 -98 -79 -74 -67 -69 -69 -30 -73 -92 -55 -73 -85 -47 K 9 7 5 5 4 5 7 6 89 03 15 -74 -17 -32 -39 -57 -61 -67 -65 -73 -76 -60 -61 -71 -58 -52 -54 -31 -53 -43 -35 -28 -34 -35 -38 K 5 4 3 4 4 4 5 3

9. Наши планы Провести подобную обработку часовых данных на обсерваториях северного, а потом и южного полушария. Это позволит • получать более корректную, чем сегодня, оценку наземной геомагнитной активности в реальном масштабе времени и получить представление об этой активности в прошедшие годы, по крайней мере, за период космической эры. • выявить реальный сезонный ход геомагнитной активности • ввести более корректную классификацию геомагнитной активности • более корректно оценить энергетический бюджет магнитосферы • более корректно оценить скорость векового хода Магнитного поля Земли.

10. Примером использование нового метода обработки часовых данных обсерваторий являются наши исследования геомагнитной активности в полярной шапке. На основе данных магнитных обсерваторий северной полярной шапки мы выделили геомагнитные возмущения, возникающие в этой области высокоширотного пространства в периоды взаимодействия с магнитосферой межпланетного магнитного поля, вектор которого имеет высокоамплитудную северную вертикальную компоненту (Bz >> 1нТл). Эти возмущения можно рассматривать как суббури и бури в полярной шапке, которые генерируются проникающим в неё в течение нескольких часов подряд (от 2-3 часов до >10 часов) электрическим полем солнечного ветра (VBz) при Bz >> 1нТл. Такие возмущения присущи только полярной шапке и при их наличии значительного усиления токовых систем в области авроральной зоны не происходит.

12. Спасибо за внимание