АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2019, том 96, № 5, с. 407-417

УДК 523.9-466

НАБЛЮДЕНИЯ КОРОТИРУЮЩИХ ПОТОКОВ СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА

НА РАДИОТЕЛЕСКОПЕ БСА ФИАН В 2016 г.

¹Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия

Поступила в редакцию 23.11.2018 г.; после доработки 16.12.2018 г.; принята к публикации 17.12.2018 г.

Солнечные и геомагнитные данные показывают, что на фазе спада солнечной активности в 2016 г.

доминирующая роль в сильных геомагнитных возмущениях была связана с долгоживущими ко-

ротирующими областями взаимодействия разноскоростных потоков солнечного ветра. Проведен

анализ результатов мониторинга межпланетных мерцаний в периоды, предшествующие приходу к

Земле нескольких коротирующих возмущений солнечного ветра, наблюдавшихся в 2016 г. Целью

исследованияявляется определениехарактерных особенностейдинамики уровня мерцаний. Показано,

что за 3-4 сут до прихода сжатой части возмущения к Земле в вечернем секторе начинается

ослабление мерцаний, которое может быть интерпретировано как существенное понижение уровня

мелкомасштабной турбулентности плазмы в протяженной области перед фронтальной частью воз-

мущения. Приход возмущения к Земле не всегда сопровождается магнитной бурей. Для уверенного

краткосрочного прогноза геомагнитной активности требуются дополнительные данные о направлении

компонента B_z магнитного поля в возмущенном потоке. Данные мониторинга межпланетных мер-

цаний показывают, что одновременно с магнитной бурей происходит усиление секундных мерцаний,

которое наиболее четко фиксируется, если буря происходит в вечерние или ночные часы. В отличие

от возмущений вспышечного происхождения, для которых усиление ночных мерцаний связано с

возмущенной ионосферой, в случае коротирующих возмущений сопутствующее усиление мерцаний

связано с примыкающей к Земле межпланетной средой и обусловлено повышением абсолютного

уровня мелкомасштабной турбулентности в сжатой части возмущения.

DOI: 10.1134/S0004629919050013

1. ВВЕДЕНИЕ

ejection, ICME), которые генерируются в короне

Наблюдения межпланетных мерцаний исполь-

после вспышек, и коротирующие области взаимо-

зуются как для исследования глобальной струк-

действия быстрых и медленных потоков солнечного

туры солнечного ветра и ее динамики в цикле

ветра. Эти типы возмущений в среднем сравнимы

солнечной активности [1-4], так и для детектиро-

по геоэффективности [11]. Распространяющиеся

вания крупномасштабных возмущений [5-9]. Од-

возмущения преобладают в фазе максимума сол-

ним из достоинств метода является возможность

нечной активности, а коротирующие чаще наблю-

зондирования областей солнечного ветра, которые

даются при низком уровне солнечной активности.

недоступны для локальных измерений при помощи

установленных на космических аппаратах прибо-

В рамках программы мониторинга межпланет-

ров. Наблюдения межпланетных мерцаний дают

ных мерцаний на радиотелескопе БСА ФИАН бы-

информацию об уровне флуктуаций концентрации

ли исследованы два сопровождавшихся магнитны-

плазмы на масштабах порядка дифракционного

ми бурями события, связанные с распространя-

Френелевского масштаба в направлении на уда-

ющимися возмущениями: распространяющийся в

ленный компактный источник, зондирующий среду.

направлении на Землю выброс ICME типа гало [12]

Одной из основных характеристик мерцаний яв-

и лимбовый ICME выброс [13]. Было показано,

ляется индекс мерцаний (относительный уровень

что для этих возмущений время между регистра-

флуктуаций потока источника), который, как по-

цией выброса по мерцаниям и вспышкой в короне

казано в [10], примерно пропорционален средней

примерно вдвое меньше времени распространения

концентрации плазмы. Имеется два основных ти-

между Солнцем и Землей. Коротирующие воз-

па крупномасштабных возмущений: распространя-

мущения ранее исследовались в основном стати-

ющиеся возмущения (interplanetary coronal mass

стически, в качестве их признака использовалась

27-дневная повторяемость [14]. Детальная инфор-

^*E-mail: chashey@prao.ru

мация об особенностях индивидуальных событий,

407

408

ЧАШЕЙ и др.

позволяющих отличить такие возмущения от рас-

динамику пространственного распределения тур-

пространяющихся, до сих пор отсутствует. В на-

булентного солнечного ветра на временных мас-

стоящей работе анализируются данные наблюде-

штабах порядка суток и может быть использовано

ний мерцаний, связанные с несколькими коротиру-

для исследования крупномасштабных возмущений.

ющими возмущениями, наблюдавшимися в 2016 г.

Ниже будут использованы вычисленные по исход-

на фазе спада солнечной активности. На основании

ным двумерным картам зависимости от времени

этих данных будут определены характерные осо-

суток уровня мерцаний M, усредненного по всем

бенности динамики уровня мерцаний, позволяю-

склонениям и по часовым интервалам.

щие детектировать коротирующее возмущение до

его прихода к Земле.

3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ 2016 Г.

На протяжении всего 2016 г. было проведено

2. НАБЛЮДЕНИЯ И ОБРАБОТКА ДАННЫХ

сопоставление данных по геомагнитной возмущен-

Мониторинг межпланетных мерцаний, начиная

ности (http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/dstdir/index.

с 2013 г., проводится на радиотелескопе БСА

html), характеризующейся индексом D_st, и вспы-

ФИАН с рабочей частотой 111 МГц, ширина по-

шечной активностью короны по измерениям рент-

лосы 430 кГц. С частотой съема информации 0.1 с

геновского спутника GOES (http://www.tesis.le-

круглосуточно записываются флуктуации плотно-

bedev.ru/sun_flares.html). Найдено 5 событий, для

сти потока излучения всех радиоисточников, по-

которых величина индекса D_st опускалась ниже

падающих в 96-лучевую диаграмму направленно-

-60 нТ. Оказалось, что во всех этих случаях

сти радиотелескопа, которая перекрывает область

в течение нескольких дней, предшествовавших

склонений от -8^◦ до +42^◦. В течение суток ре-

событию, достаточно сильные рентгеновские

гистрируются мерцания около 5000 компактных

вспышки классов М и Х отсутствовали. Можно

источников. Методика наблюдений и обработки

было предположить, и дальнейший анализ это

подробно описана в работах [1, 12, 13].

подтвердил, что геомагнитные возмущения были

Исследуемая область неба разбивается на

связаны с коротирующими областями взаимодей-

квадратные площадки (пиксели) размером 3^◦ ×

ствия разноскоростных потоков солнечного ветра.

×3◦ (3◦ по склонению ×12 мин по прямому

Далее будут проанализированы данные монито-

восхождению), и с учетом известной дисперсии

ринга межпланетных мерцаний, относящиеся к

шумов для каждой площадки вычисляется количе-

5 выделенным событиям. Мы не ставим задачу

ство источников Nс мерцающим потоком больше

описать солнечно-земное явление в целом, нас

0.1 Ян, σ_sc > 0.1 Ян. Типичные значения N в наших

будут интересовать возмущения уровня мерцаний в

измерениях от нескольких единиц до 10. Далее

дни, предшествующие магнитным бурям. Геометрия

вычисляется величина

взаимного расположения и вращения Солнца

и Земли (диаграмма радиотелескопа вращается

M = N/N_eff,

(1)

вместе с Землей) такова, что в предшествующие

где нормировочный коэффициент

геомагнитным событиям дни просвечиваемая об-

ласть солнечного ветра расположена в вечернем

N_eff = 〈N²〉/〈N〉

(2)

секторе, время суток более 12^h30^m

мск (куль-

определяется в результате усреднения по всем

минация Солнца на долготе Пущино). С учетом

площадкам за 24 ч. Использование M вместо N

того, что информативными для метода мерцаний на

позволяет подавить возможные вариации уровня

частоте 111 МГц являются элонгации более 30^◦,

шумов. Как показано в [1, 2], значение M

(1)

ожидаемые возмущения уровня мерцаний будут

пропорционально среднему по данной площадке

соответствовать времени суток после 14^h мск. При

индексу мерцаний,

этом эффективно модулирующая область между

M ∼ 〈m²〉 = 〈δI²〉/〈I〉²,

(3)

14^h и 18^h расположена к востоку от Солнца внутри

орбиты Земли, а после 18h (элонгации >90◦)

где δI — флуктуации интенсивности, 〈I〉 — сред-

основной вклад в мерцания связан с областью,

няя интенсивность источника.

примыкающей к Земле.

При анализе данных мониторинга измеренные

величины M используются как основной параметр,

характеризующий уровень мерцаний. В наших на-

3.1. Событие # 1

блюдениях значения M заключены в пределах

от 0.1 < M < 1.5. По вычисленным значениям M

20.01.2016 (DOY20) около 20.00 мск (17.00 UT)

строятся двумерные суточные карты распределе-

произошло сильное уменьшение индекса D_st с пи-

ния уровня мерцаний. Сравнение суточных карт

ковым значением -93 нТ и величиной K_p индек-

для последовательных дней позволяет проследить

са 5. На рис. 1а приведены зависимости от времени

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№5

2019

НАБЛЮДЕНИЯ КОРОТИРУЮЩИХ ПОТОКОВ

409

(a)

начало понижения

DOY16

усиление

-02-01 00 01 02 03

05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

20 21

DOY17

-02-01 00 01 02 03

05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

20 21

DOY18

-02-01 00 01 02 03

05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

20 21

DOY19

-02-01 00 01 02 03

05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

20 21

DOY20

Dst

-02-01

01 02 03

05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

20 21

DOY21

-02-01 00 01 02 03

05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

20 21

(б)

KP Plasma Data from WIND/SWE

600

550

500

450

400

350

300

250

Day of year

Рис. 1. а) Событие # 1, 16.01-21.01.2016. По оси ординат — отношение среднего по всем склонениям (16 пикселей) и по

часовым интервалам (5 пикселей) квадрата индекса мерцаний для данного дня к предыдущему дню. По оси абсцисс —

московское время с 22^h предыдущего дня до 21^h данного дня. Вертикальными стрелками обозначены начало понижения

уровня мерцаний и время пикового уменьшения D_st. Кружок на горизонтальной оси соответствует кульминации Солнца.

б) Событие # 1, 16.01-21.01.2016. Скорость солнечного ветра и концентрация протонов по измерениям на спутнике

WIND.

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№5

2019

410

ЧАШЕЙ и др.

суток для отношения среднего по всем склоне-

DOY63, которое может быть объяснено повыше-

ниям и по часовым интервалам уровня мерцаний

нием плотности плазмы на гелиоцентрическом рас-

данных суток к предыдущим для DOY20, четырех

стоянии около 0.7 а.е. Начиная с 16^h DOY66 до 06^h

суток, предшествовавших DOY20, и суток после

DOY67 (две нижние панели рис. 2а), фиксируется

DOY20. Отметим, что вариации уровня мерцаний

усиление мерцаний длительностью около 14 ч. В

на рис. 1а являются значимыми, так как каждая

этом же промежутке произошло и падение D_st с

точка получена усреднением по более, чем 200

пиком, обозначенным стрелкой на нижней панели.

индивидуальным источникам.

Можно утверждать, что уменьшение D_st и усиление

Из рис. 1а видно, что между 13^h и 15^h DOY16

мерцаний связаны с приходом к Земле сжатой

произошло резкое усиление мерцаний, которое

области солнечного ветра. На рис. 2б приведены

может быть объяснено повышением плотности

данные по скорости и плотности солнечного ветра

плазмы на гелиоцентрическом расстоянии около

у орбиты Земли, полученные по измерениям на

0.5

а.е. В вечерние и ночные часы DOY16-

спутнике WIND. На рис. 2б видно значительное

17, как видно на первой и второй панелях,

увеличение плотности плазмы в течение DOY66-

произошло ослабление мерцаний. Ослабление

67, которое предшествует увеличению скорости

вечерних и ночных мерцаний продолжалось в

плазмы в течение DOY66-67. Время, прошедшее

DOY18 (третья панель) и стало еще более выра-

после начала понижения вечерних мерцаний в 15^h

женным в DOY19 (четвертая панель). Отметим,

DOY62 и пиком D_st, составило около 105 ч, что

что локальные усиления мерцаний на третьей

соответствует повороту Солнца на угол около 50^◦.

(около 10^h) и четвертой (около 06^h) панелях не

связаны с возмущением, вызвавшим понижение

D_st, так как расположены с западной стороны

3.3. Событие # 3

от Солнца. На пятой панели рис. 1а стрелка

08.05.2016 (DOY129) около

12.00

мск

соответствует пиковому значению D_st. Видно, что

(09.00 UT) произошло сильное уменьшение индек-

непосредственно перед пиком D_st, около 18^h мск

са D_st с пиковым значением -83 нТ и величиной

произошло усиление мерцаний, что соответствует

K_p индекса 7. На рис. 3а приведены зависимости

приходу к Земле сжатой области солнечного

от времени суток для отношения среднего по всем

ветра. На рис. 1б приведены данные по скорости

склонениям и по часовым интервалам уровня мер-

и плотности солнечного ветра у орбиты Земли,

цаний данных суток к предыдущим для DOY129,

полученные по измерениям на спутнике WIND

четырех суток, предшествовавших DOY129, и

(http://omniweb.gsfc.nasa.gov/html/omni_source.

суток после DOY129. На верхней панели рис. 3а

html#pla). На рис. 1б видно существенное уве-

видно кратковременное усиление мерцаний около

личение плотности плазмы в течение DOY19-20,

18^h DOY125, однако это усиление не связано с

которое сопровождалось увеличением скорости

геоэффективным возмущением, которое приходит

плазмы в течение DOY21. Время, прошедшее

к Земле существенно позднее. Это же относится

после начала понижения вечерних мерцаний в 22^h

и к усилению мерцаний около 20^h DOY126. Из

DOY17 и пиком D_st, составило около 73 ч, что

третьей панели рис. 3а видно, что в вечерние часы

соответствует повороту Солнца на угол около 40^◦.

около 22^h DOY126 началось ослабление вечерних

мерцаний, которое продолжалось в ночные часы

DOY127, сохранилось в вечерние и ночные часы

3.2. Событие # 2

DOY128, стало еще более существенным в ночные

07.03.2016 (DOY67) около 01.00 мск (22.00 UT

часы DOY129. Падение D_st с пиком около 12^h

06.03) произошло сильное уменьшение индекса D_st

DOY129 обозначено стрелкой на предпоследней

с пиковым значением -98 нТ и величиной K_p ин-

панели рис.

3а. Заметное усиление мерцаний

декса 6. На рис. 2а приведены зависимости от вре-

фиксируется позже, между 13^h и 15^h. Причина

мени суток для отношения среднего по всем скло-

сравнительно несильной выраженности повыше-

нениям и по часовым интервалам уровня мерцаний

ния уровня мерцаний в данном событии состоит в

данных суток к предыдущим для DOY66, четырех

том, что луч зрения на источник проходит на малых

суток, предшествовавших DOY66, и суток после

элонгациях, где в спокойных условиях мерцания

DOY66. Из верхней панели рис. 2а видно, что около

части источников подавляются за счет влияния

16^h DOY62 началось ослабление вечерних мерца-

собственных угловых размеров. Усиление дневных

ний, которое становилось все более существенным

мерцаний можно объяснить тем, что возмущенная

в течение DOY63, 64, 65, 66 (напомним, что на

область, расположенная близко к наблюдателю,

графиках приведено отношение уровня мерцаний

вносит в модуляцию вклад, сравнимый со вкла-

в данный день к дню предыдущему). На второй

дом от спокойных областей, расположенных на

панели рис. 2а видно усиление мерцаний около 17^h

гелиоцентрических расстояниях около 0.5 а.е. На

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№5

2019

НАБЛЮДЕНИЯ КОРОТИРУЮЩИХ ПОТОКОВ

413

рис. 3б приведены данные по скорости и плотности

склонениям и по часовым интервалам уровня мер-

солнечного ветра у орбиты Земли, полученные по

цаний данных суток к предыдущим для DOY287,

измерениям на спутнике WIND. На рис. 3б видны

четырех суток, предшествовавших DOY287, и

значительные увеличения плотности плазмы для

суток после DOY287. На верхней панели рис. 5а

DOY128 и 129, которые предшествуют увеличению

видно ослабление мерцаний после 14^h DOY283,

скорости плазмы. Время, прошедшее после начала

но это изменение носит нерегулярный характер и

понижения вечерних мерцаний в 22^h DOY126 и

меняется на усиление около 23^h, которое видно

пиком D_st, составило около 60 ч, что соответствует

на второй панели. На второй панели рис. 5а

повороту Солнца на угол около 30^◦.

видно ослабление вечерних мерцаний с началом

около 16h DOY284, которое продолжалось до

06^h DOY285. Через сутки ослабление мерцаний

3.4. Событие # 4

примерно той же длительности стало еще более

24.08.2016 (DOY237) около 01.00 мск (22.00 UT

заметным, панель DOY286. Около 15^h DOY286

23.08) произошло сильное уменьшение индекса D_st

наблюдалось усиление мерцаний длительностью

с пиковым значением -74 нТ и величиной K_p

примерно 3 ч, которое соответствует элонгациям

индекса 5. На рис. 4а приведены зависимости от

около 60^◦ и гелиоцентрическим расстояниям около

времени суток для отношения среднего по всем

0.7 а.е. Усиление мерцаний может быть объяснено

склонениям и по часовым интервалам уровня мер-

попаданием на луч зрения сжатой части коротиру-

цаний данных суток к предыдущим для DOY237,

ющего возмущения. На предпоследней и последней

четырех суток, предшествовавших DOY237, и в

панелях четко видно усиление мерцаний между 16^h

течение суток DOY237. На двух верхних панелях

и 23^h DOY287. В этом же промежутке времени

рис. 4а видно кратковременное усиление мерцаний

находится и обозначенное стрелкой на нижней

между 19^h и 23^h DOY232, однако, как и для со-

панели рис. 5а падение D_st с пиком около 21^h

бытия # 3, это усиление не связано с геоэффек-

DOY287. Совпадение по времени усиления вечер-

тивным возмущением, которое приходит к Земле

них мерцаний и магнитной бури можно объяснить

существенно позднее. На второй панели рис. 4а

приходом к Земле сжатой области возмущения. На

видно, что в ночные часы около 01^h DOY233 на-

рис. 5б приведены данные по скорости и плотности

чалось ослабление мерцаний, которое усилилось в

солнечного ветра у орбиты Земли, полученные

вечерние и ночные часы DOY234, сохранилось в

по измерениям на спутнике WIND. На рис. 5б

вечерние и ночные часы DOY235, стало еще более

видно резкое, более чем в три раза, увеличение

существенным в вечерние и ночные часы DOY235-

плотности плазмы в начале DOY287, которое в

236. Заметное повышение уровня мерцаний зафик-

данном случае по времени примерно совпадает с

сировано между 18^h DOY236 и 01^h DOY237 (две

увеличением скорости ветра. Время, прошедшее

нижних панели). В этом же промежутке времени

после начала понижения вечерних мерцаний в 16^h

находится и обозначенное стрелкой на нижней

DOY285 и пиком D_st, составило около 100 ч, что

панели рис. 4а падение D_st с пиком около 01^h

соответствует повороту Солнца на угол более 50^◦.

DOY237. На рис. 4б приведены данные по скорости

и плотности солнечного ветра у орбиты Земли,

полученные по измерениям на спутнике WIND. На

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

рис. 4б видны значительные увеличения плотности

Рассмотренные выше события связаны, как по-

плазмы для DOY234 и 236, которые предшествуют

казывает сравнение времен возмущений D_st, с ко-

увеличениям скорости плазмы. Геомагнитное воз-

ротирующими крупномасштабными возмущениями

мущение, по-видимому, связано со вторым воз-

в солнечном ветре. Действительно, событие # 3

растанием плотности плазмы. Время, прошедшее

произошло примерно через 109 ч после события

после начала понижения вечерних мерцаний в 01^h

# 1, это запаздывание кратно 27 сут и соответ-

DOY233 и пиком D_st, составило около 97 ч, что

ствует примерно 4 оборотам Солнца. Событие # 4

соответствует повороту Солнца на угол около 50^◦.

произошло примерно через 4 оборота после со-

бытия # 3, а событие # 5 — еще примерно через

2 оборота после события # 4. Можно утверждать,

3.5. Событие # 5

что события # 1, 3, 4, 5 вызваны одной и той

13.10.2016 (DOY287) около

21.00

мск

же областью межпланетной плазмы, вращающейся

(18.00 UT) произошло сильное уменьшение индек-

вместе с Солнцем. Эта область является долго-

са D_st с пиковым значением -104 нТ и величиной

живущей и существует на протяжении, по крайней

K_p индекса 6. На рис. 5а приведены зависимости

мере, 10 оборотов Солнца. Событие # 2 отделено

от времени суток для отношения среднего по всем

от события # 1 промежутком времени, не кратным

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№5

2019

416

ЧАШЕЙ и др.

27 сут. Общий характер события # 2, как пока-

В рассмотренных выше событиях из десяти

зывают рис. 2а, б, носит качественно близкий к

случаев, когда Земля оказывается в возмущенном

другим событиям характер и, по-видимому, связано

потоке, только в четырех случаях происходила маг-

с другой коротирующей областью.

нитная буря. Нами отдельно рассмотрены периоды

времени, кратные 27 сут после события # 1, когда

Проведенный анализ позволяет выделить сле-

геомагнитная обстановка была сравнительно спо-

дующие особенности в динамике уровня межпла-

койной. Оказалось, что для всех таких периодов

нетных мерцаний на временных интервалах, пред-

общая картина динамики уровня мерцаний была

шествующих магнитным бурям. За 3-4 сут до гео-

качественно сходной с картиной для событий # 1,

магнитного возмущения для всех рассмотренных

3, 4, 5. Это обстоятельство также подтверждает ко-

событий начинается ослабление вечерних и ночных

ротирующий характер рассмотренных возмущений.

мерцаний, которое продолжается в последующие

сутки. В трех событиях из пяти за 2-4 сут до

Отметим, что, как показывают синоптические

магнитной бури наблюдалось непродолжительное

карты распределения магнитного поля на поверх-

усиление мерцаний, которое происходило как пе-

ности источника (http://wso.stanford.edu/synop-

ред началом понижения уровня мерцаний (одно

ticl.html), на протяжении всего 2016 г. в южном

событие), так и после начала понижения (два со-

полушарии Солнца существовала долгоживущая

бытия). При этом сжатая область межпланетно-

протяженная корональная дыра, захватывающая

го возмущения находилась на гелиоцентрических

экваториальные широты.

расстояниях 0.5-0.7 а.е. Практически одновремен-

но с магнитной бурей происходит заметное усиле-

5. ВЫВОДЫ

ние мерцаний, которое выражено более четко, если

буря происходит в вечерние или ночные часы.

Проведенное рассмотрение позволяет сделать

следующие выводы.

Выше анализировались данные об уровне мер-

1. На фазе спада солнечной активности в 2016 г.

цаний с характерными временами около 1 с. Уси-

доминирующая роль в сильных геомагнитных воз-

ления секундных мерцаний, как правило, связаны

мущениях была связана с долгоживущими коро-

с повышениями уровня турбулентности межпла-

тирующими областями взаимодействия разноско-

нетной плазмы. Однако в периоды магнитных бурь

ростных потоков солнечного ветра.

существенный вклад в секундные мерцания может

2. Приход коротирующего возмущения к Земле

вносить возмущенная ионосфера [12, 13]. По этой

может быть зафиксирован по данным мониторинга

причине наблюдения индивидуальных источников,

межпланетных мерцаний. При этом в вечернем

а также массовые измерения в возмущенные пе-

риоды не позволяют разделить межпланетные и

секторе за 3-4 сут до прихода сжатой части воз-

ионосферные мерцания. В особенности это отно-

мущения фиксируется ослабление мерцаний, кото-

сится к вечерним и ночным мерцаниям, когда уро-

рое сохраняется или даже усиливается в течение

вень межпланетных мерцаний сравнительно низок.

последующих суток. Понижение уровня мерцаний

может быть объяснено существенным уменьшени-

Для определения происхождения усилений мерца-

ем уровня мелкомасштабной турбулентности плаз-

ний, сопутствующим магнитным бурям, был прове-

ден специальный анализ, основанный на исполь-

мы в протяженной (30^◦-50^◦ по долготе) области

зовании “опорных” источников. В периоды вре-

перед фронтальной частью возмущения.

мени, соответствующие усиленным мерцаниям на

3. Приход возмущения к Земле не всегда со-

фоне магнитных бурь, сравнивались мерцания двух

провождается магнитной бурей. Для уверенного

близко расположенных источников (пары источни-

краткосрочного прогноза геомагнитной активности

ков различны для различных событий). Один из них

требуются дополнительные данные о направлении

был компактным, угловой размер порядка 0.1 се-

компонента B_z магнитного поля в возмущенном

кунд дуги, второй был протяженным с угловым раз-

потоке. Принципиальная возможность прогноза

мером более 1 секунды дуги. Компактный источник

компонента B_z на основании солнечных данных

мерцает как на межпланетной, так и на ионосфер-

совместно с данными о солнечном ветре внутри

орбиты Земли продемонстрирована в работе [15].

ной плазме. Для протяженного источника межпла-

нетные мерцания сильно подавляются и возможны

4. Наблюдения межпланетных мерцаний по-

только мерцания на ионосфере. Оказалось, что

казывают, что одновременно с магнитной бурей

для указанных периодов времени уровень мерцаний

происходит усиление секундных мерцаний, кото-

компактного источника значительно превосходит

рое наиболее четко фиксируется, если буря про-

уровень мерцаний протяженного источника. Это

исходит в вечерние или ночные часы. В отли-

однозначно указывает, что секундные мерцания,

чие от возмущений вспышечного происхождения,

сопутствующие магнитной буре, связаны с повы-

для которых усиление ночных мерцаний связано

шением уровня мелкомасштабной турбулентности

с возмущенной ионосферой [12, 13], в случае ко-

в области, примыкающей к орбите Земли.

ротирующих возмущений сопутствующее усиление

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№5

2019

НАБЛЮДЕНИЯ КОРОТИРУЮЩИХ ПОТОКОВ

417

мерцаний обусловлено повышением абсолютного

7. T. Iju, M. Tokumaru, and K. Fujiki, Solar Phys. 289,

уровня мелкомасштабной турбулентности в сжатой

2157 (2014).

части возмущения.

8. A. Johri and P. K. Manoharan, Solar. Phys. 291, 1433

(2016).

Работа выполнена при поддержке гранта

9. M. Tokumaru, M. Kojima, K. Fujiki, and A. Yakobe,

РФФИ №. 16-02-00442.

J. Geophys. Res. 105, 10435 (2000).

10. S. J. Tappin, Planetary and Space Science 34, 93

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

(1986).

11. Ю. И. Ермолаев, И. Г. Лодкина, Н. С. Николаева,

1. В. И. Шишов, И. В. Чашей, В. В. Орешко, С. В. Ло-

М. Ю. Ермолаев, М. О. Рязанцева, Космич. исслед.

гвиненко и др., Астрон. журн. 93, 1045 (2016).

55, 189 (2017).

2. P. K. Manoharan, Astrophys. J. 751, 128 (2012).

12. I. V. Chashei, S. A. Tyul’bashev, V. I. Shishov, and

3. M. Tokumaru, M. Kojima, and K. Fujiki, Geophys.

I. A. Subaev, Space Weather 14, 682 (2016).

Res. 117, 6108 (2012).

13. И. В. Чашей, С. А. Тюльбашев, В. И. Шишов и

4. H.-S. Yu, B. V. Jackson, P. P. Hick, A. Buffington,

И. А. Субаев, Астрон. журн. 95, 366 (2018).

et al., Solar Phys. 290, 2519 (2015).

14. А. В. Глянцев, С. А. Тюльбашев, И. В. Чашей и

5. M. M. Bisi, A. R. Breen, B. V. Jackson, R. A. Fallows,

В. И. Шишов, Астрон. журн. 92, 40 (2015).

et al., Solar Phys. 265, 49 (2010).

15. B. V. Jackson, P. P. Hick, A. Buffington, H.-S. Yu,

6. M. M. Bisi, A. Gonzalez-Esparza, B. V. Jackson,

M. M. Bisi, M. Tokumaru, and X. Zhao, Astrophys.

M. Tokumaru, and J. Leibacher, Solar Phys. 290

J. Lett. 803, L1 (2015).

(2015).

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№5

2019