Прогноз возмущений солнечного ветра и геомагнитных бурь на основе наземных измерений космических лучей

В данной работе сообщается о разработанных нашей группой в ИКФИА СО РАН методах прогноза негативных проявлений космической погоды на основе наземных измерений космических лучей. Такие проявления регистрируются на Земле в виде понижений галактических космических лучей, известных под названием эффекты Форбуша, различного типа геомагнитных и ионосферных возмущений, а также полярных сияний. Причем последние являются единственным, видимым непосредственно невооруженным глазом человека проявлением космической погоды, а остальные регистрируются только с помощью различных приборов. Все эти явления обусловлены прохождением через орбиту Земли, например, значительных потоков заряженных частиц солнечного и межпланетного происхождения, межпланетных ударных волн, выбросов корональной массы вещества Солнца и высокоскоростных потоков солнечного ветра, которые обусловлены уровнем вспышечной и корональной активности Солнца. Их наличие определяет состояние космической погоды в окрестностях Земли. Для мониторинга состояния околоземного космического пространства мы не только используем данные наземных станций космических лучей, но и привлекаем несколько методов анализа этих измерений. С другой стороны, для верификации событий мы также используем информацию о Dst-индексе состояния геомагнитного поля, а также данные прямых измерений параметров межпланетной среды на космических аппаратах ACE, WIND, SOHO и DSCOVR, находящихся в точке либрации L1. В результате мы создали методы краткосрочного (до 1–3 суток) прогноза наземных проявлений космической погоды. Полученные нами результаты указывают на возможность осуществления в режиме реального времени прогноза начала сильных геомагнитных бурь на основе использования только данных наземных измерений станций космических лучей.

1. Авакян, С. В. Роль космических и ионосферных возмущений в глобальных климатических изменениях и коррозии трубопроводов / С. В. Авакян, Н. А.Воронин // Исследование Земли из космоса. – 2011. – № 3. – С. 14–29.

2. Гуревич, В. И. Проблема геомагнитно-индуцированных токов в энергосистемах и её решение / В. И. Гуревич // Энергетика и электрооборудование. – 2015. – № 3. – С. 20–23 и № 4. – С. 30–32.

3. Кузнецов, В. Д. Необходимость защиты объектов энергоинфраструктуры от магнитных бурь / В. Д. Кузнецов, Н. А. Махутов // Астрокосмический курьер. – 2011. – Т. 1(73). – C. 66–67.

4. Космические лучи и солнечный ветер / Г. Ф. Крымский, А. И. Кузьмин, П. А. Кривошапкин [и др.] // Новосибирск : Наука, 1981. – 224 с.

5. Отнес, Р. Прикладной анализ временных рядов / Р. Отнес, Л. Эноксон // Москва : Мир, 1982. – 430 с.

6. Бережко, Е. Г. Природа динамики спектра флуктуаций космических лучей / Е. Г. Бережко, С. А. Стародубцев // Известия АН СССР, серия Физическая. – 1988. – Т. 52. – С. 2361–2363.

7. Флуктуации космических лучей и межпланетного магнитного поля в окрестности фронтов межпланетных ударных волн / С. А. Стародубцев, А. В. Григорьев, В. Г Григорьев [и др.] // Известия РАН, серия Физическая. 2007. – Т. 71. – С. 1022–1024.

8. Флуктуации интенсивности космических лучей и межпланетного магнитного поля в области взаимодействия потоков солнечного ветра с различной скоростью / С. А. Стародубцев, И. А. Транский, М. И. Веригин [и др.] // Геомагнетизм и аэрономия. – 1996. – Т. 36. – С. 134–138.

9. Starodubtsev S.A., Usoskin I.G., Mursula K. Rapid Cosmic Ray Fluctuations: Evidence for Cyclic Behaviour. // Solar Phys. 2004. - V. 224. - P. 335-343.

10. Флуктуации интенсивности галактических космических лучей перед геомагнитной бурей 25–26 августа 2018 года / А. С. Зверев, П. Ю. Гололобов, В. Г. Григорьев, С. А. Стародубцев // Вестник СВФУ. – № 4 (90). – 2022. – С. 26–39. DOI:10.25587/SVFU.2022.81.41.004.