Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Отдел геофизики ААНИИ занимается исследованием процессов в магнитосфере и ионосфере Земли. Генератором этих процессов является «солнечный ветер» – потоки плазмы, непрерывно излучаемой в космическое пространство из короны Солнца. В периоды высокой активности на диске Солнца появляются такие активные области, как солнечные пятна, протуберанцы, вспышки, с которыми связаны высокоскоростные (до 1000 км/сек) потоки солнечной плазмы, кардинально меняющие регулярную структуру солнечного ветра. Параметры солнечного ветра определяют состояние магнитосферы, спокойное или возмущённое, и ход всех процессов в околоземном космическом пространстве. Поэтому в настоящее время весь комплекс явлений, обусловленных взаимодействием солнечного ветра с магнитосферой, часто характеризуют термином «космическая погода», сообщает сегодня пресс-служба ААНИИ.
«Неблагоприятная космическая погода», воздействуя на магнитное поле Земли и ионосферу, оказывает критическое влияние на работу связных и радиолокационных систем и вызывает нарушения в работе коммуникационных и энергетических систем и трубопроводов. При этом степень воздействия быстро усиливается по мере внедрения в повседневную жизнь микропроцессорной техники и нанотехнологий. Космическая погода влияет также на атмосферные процессы и здоровье человека. Таким образом, проблема космической погоды оказывается связанной с широким кругом задач, имеющих как научное, так и хозяйственное значение.
Магнитосферные возмущения, которые наблюдаются во время высокой солнечной активности, обычно подразделяют на магнитосферные суббури и магнитные бури. Магнитосферные суббури имеют длительность порядка нескольких часов и связаны с интенсивными вторжениями в полярную атмосферу заряженных частиц высоких энергий. Видимым проявлением этих вторжений являются активные формы полярных сияний, которые сопровождаются генерацией интенсивных токовых систем в ионосфере и сильными магнитными возмущениями в авроральной зоне. Магнитные бури имеют планетарный характер и связаны с формированием в экваториальной магнитосфере (на расстоянии 3-7 земных радиусов) кольцевых электрических токов. Магнитные бури могут длиться несколько дней. Во время сильных магнитных бурь авроральная зона сильно смещается к экватору, так что полярные сияния могут наблюдаться на широте Санкт-Петербурга и даже Москвы.
Пограничные области магнитосферы, контактирующие с солнечным ветром, связаны магнитными силовыми линиями с полярными шапками Земли. Поэтому быстрый рост магнитной активности в полярных шапках является первым сигналом о взаимодействии магнитосферы с возмущённым солнечным ветром и только потом с задержкой в 10-20 минут начинается развитие возмущений во всей магнитосфере.
Принимая во внимание это обстоятельство, специалисты ААНИИ [Troshichev et al., 1988; 2005] разработали методику расчёта специального индекса магнитной активности в полярной шапке РС, всегда (независимо от времени суток, сезона года и положения станции) соответствующего интенсивности межпланетного электрического поля –реального физического агента, воздействующего на магнитосферу при её взаимодействии с солнечным ветром. В настоящее время РС индекс рассчитывается по магнитным данным двух околополюсных станций: Восток (в Антарктике) и Туле (в Гренландии).
Исследования, выполненные в ААНИИ в последние годы [Troshichev and Janzhura, 2012], показали, что РС индекс является адекватным индикатором энергии солнечного ветра, поступающей в магнитосферу, в отличие от широко известных индексов AL/AE и Dst, характеризующих энергию, потраченную в магнитосфере на развитие магнитосферных суббурь и магнитных бурь. В этом своём качестве РС индекс может рассматриваться, как предиктор магнитосферных возмущений, и использоваться в целях мониторинга и ноукастинга состояния магнитосферы.
Учитывая эту специфику РС индекса, XXII Ассамблея Международной Ассоциации Геомагнетизма и Аэрономии (МАГA), состоявшаяся в августе 2013 г., одобрила РС индекс в качестве официального индекса МАГА и рекомендовала его к широкому использованию. Следует отметить, что РС индекс – единственный за последние 50 лет индекс, прошедший апробацию МАГА (после авроральных индексов AL/AE , одобренных МАГА в 1964 г.). Экспериментальной основой геофизических исследований, проводимых в ААНИИ, являются данные геофизических наблюдений на сети полярных станций Росгидромета в Арктике (10 станций) и Антарктике (5 станций).
Сеть геофизических станций Росгидромета в Арктике: Ловозеро, Амдерма, Диксон, Челюскин, Тикси, Певек, Баренцбург, о.Хейса, о.Визе, о.Известий.
В настоящее время геофизические станции в Арктике оснащены новыми средствами магнитных, риометрических и ионосферных измерений, которые адаптированы под цифровые (спутниковые или наземные) каналы связи. В ААНИИ реализована система мониторинга геофизической обстановки в Арктике, включающая:
• систему оперативного сбора (в реальном времени) геофизической информации с арктической сети геофизических станций,
• систему обработки и хранения поступающей цифровой геофизической информации,
• систему оперативного дистанционного управления средствами измерений и контроля работы измерительных комплексов на труднодоступных полярных станциях.
Геофизические данные поступают в режиме реального времени на сервер отдела геофизики ААНИИ, где оперативно анализируются.
В настоящее время завершаются работы по созданию при ФГБУ «ААНИИ» Полярного геофизического центра (ПГЦ), который будет обеспечивать приём, контроль качества, обработку и хранение геофизической информации, оперативный анализ этой информации и выдачу конечной продукции – количественных диагностических показателей, характеризующих состояние магнитосферы и геофизическую обстановку в полярных областях Земли.
Геофизический Центр начнёт функционировать в 2014 году.