Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Количественное описание крупномасштабных электромагнитных возмущений, связанных с динамикой высокоширотных токовых систем

ВАК РФ 04.00.23, Физика атмосферы и гидросферы

Автореферат диссертации по теме "Количественное описание крупномасштабных электромагнитных возмущений, связанных с динамикой высокоширотных токовых систем"

Р Г Б ОД 1 О МАР 1997

Ни праиах рукописи ГОЛЫЗЛЕВ СЕРГЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПИСАНИЕ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ, СВЯЗАННЫХ С

ДИНАМИКОЙ ВЫСОКОШИРОТНЫХ ТОКОВЫХ СИСТЕМ.

04.00.23 - фиалка ;п\!осфсры и гидросферы

лвто;1ЕФ!>:.»,*т

дисссрсации на соискание у к-ион степени катила 1а <¡>1! .шко-чп н.'ча; мчсскнх. наук:

Москва - 1907

Рабата ныполнена ь Институте земного магнетизма, попосфсры и распространении радиоволн РАН.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

Левитин A.L.

Официальные оппоненты: доктор физико-магематнческих наук

Деминов М.1".(П'1МНИЛН), камднда] фи'шко-малсмашческнх наук Кувшинов А.ЩИГЭМИ РАН)

Ведущая организация: МИГ I'ockomi идромет г. Москва

Зашита сосюитсм U-Cd^SlL О-___4997 х. ш А? -час. н

заседании дпссер|атюн;юго concia Д OOi2.S3.OI в ¡Инспшуте земноп машетшма, ионосферы и распространения радиоволн iP/MH по адрес) 142092, Московская oCviacii., г.Троицк, (проси автобусом N5 SI от оташин метро "'Теплый стаи" до остановки "МЗМИРЛН"

С диссертацией можно ознакомиться и библиотеке ЩЗМШРЛН, Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.S3.01 доктор физико-математических наук

О.П.КоломиГшев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК. » РАБОТЫ

Диссертация посшмнснл исслелонлншо крупномасштабных электромагнитных сигналов, источниками которых ¡имюкя млппноеферно-номосфсрныс ТОКОИЫО СИСТСМЫ II ВЫСОКИХ широтах. ИсПО.'ПЛОПЛНЫ экспериментальные и теоретические метол и псслелопанн" генерации магнитных бухт, DS|-iiapnaunn, проникновения высокоширотных электрических нолей в средне! иротую ионосферу и иотлемегшш элекфо-магнитнмх иодчушепип и око кмемпон среле па оргашпм человека.

Актуальность нроГ' 4'Mi.i. Пысокошнрошые мапшгосферно-попосферные токовые системы генерируются счет энергии солнечною негра и определяют электромапипное состяние около icmiioco npoeipaiicnu. Электрические поля и токи магшпосфорпои прнролм приводят к раня репу ионосферы и атмосферы, согиют сильные геомагнитные ¡ипмупкнпя. способные ноueilcrnoitaii. ил p.iGoiy фубоирополои, линии электропередач и на состояние здоровья лмлеи. Исследование лич юкоиыч споем п соилние и" лелей, по июли юш их кпличесшенн'! описынли. их нрострлнстсппо-1'ремснпое поведение, ивликнея пивными накравтениями в современном науке о ле(>смснном мамкином noie Земли. Клк правило, мотели трехмерных чамшшсферно-ноносфсрнмх юкмвмч систем соманпся пл основе o0paiVnK.it мшнишыч umtceit lt unitcui, ceiecinciiuo, 01 метлики икали ki пехолноп ин(|Ч)рмлиин: выбора инкрвл юн во iMyiiieimn и уровней oioieia млгнишыч Cnitl:LK)|i; СПОСООЛ ОПИфриВКК МЛ1НИЮ1рЛ.ММ и СШТИСШЧССКОП

c6paiHHK.it наборов лпнныч; экараполяипи локальных тмеренпи на нее П|ЮСТр.1НС|1Ю Ш.1СОКИЧ' широг И хпорнгмл Р.1СЧС1Л ТОКОВОЙ CHCICM1.I II т.н. 1!л конструкцию (кмеганаитигиемои системы токов никое влияние о каты па юг и юсиолсшуюшпе ti ллнныП период времени коннснини генерации млгнитосферкых эдекфическнх полей н юкои. В высоких широтах нсслеловлгсли выделяют лис основные конфшчрашш ионосферных токоп но время мамкиных во>м\шепий - систему токов DP2 (два токопых пмхря на

угрепней н вечерней сторонах иысокошнротпон ионосферы) и систему DPI,, глинным элементом которой шшнстс51 один токовый вихрь на ночной стороне и области авроральныч широг. Динамика токовых систем DP2-DP1-DP2 отражает динамику онерге: '.ческого состояния магнитосферы. а механизм генерации системы токои DPI является ключевым п описании мапипосферных Loa\i) шепни типа суббурь. Для восстановления uueoKOiiwipor их токовых систем пспалыустея пли статистика среднечасовых значении секторои магнитного патя на мнревоп сети cScepcaxcpiiii или мшоюшыс магнитные даша;, когда используются значения сехтсрод мап'чтного возмущения на цепочках магнишых станций (60-S0 точек наблюдений) и конкретный момент мирового времени. Так как время существовании системы токов DPI порядка 10 мипуг, то выделить ее на. основе среднечасовых данных не удается- М.ноьенные же данные требуют привлечении сферического анализа, который при отсутствии равномерной и: плотной сеги точек наблюдения. может исказить пепшиую картину распределение магнитного патл и пространстве. Созданный в самые последние годы банк одном ннушых данных авроральных обсерваторий позволяет построить статистическую модель распределения векторов магнитного бухтообразнога возмушешй. сдать. каждого часового меридиана местного времени. Используя современную модель проводимости. ионосферы удается восстановить токовую систему, ответственную за '.магнитную бухту и момстп максимума ее развития. При этом удается объяснить динамику токовых систем DP2-DPL-DP2 на основе: новой, геомагннтной вариации DPS=DPt-DP2r которая создается токовой конфигурацией,подобной: DP2r:na с обратным, направлением токов в вихрях. .Такая вариация может, возникнуть за счет торможения малштосферной, конвекции во время .суббури и. ла си основе удастся объяснить насыщение-разности ^потенциалов через полярную шапку в период машитосферных возмутвдалД..-.

Проблема пронпкнопенпи пысокошпротны: илектрическнх полей и ионосферу средних п ннткнх широт и роль аврорхтьпых токоп и создании маынтных возмущений по премя магнитной Г- рн остается до сих пор нерешенной. Полому количеегпеппые расчеты, тткшюишс оистиь пространстиеино-рременное повеление иекгоров лтекгричее1 ого' поля п области геомагнитных шпрот Ф'<60' н таписимоетн от условий в межпланетном ирострапегпе, чосглточно актуальны. Тем более, что они мот быгь сопоставлены с данными рхчарныч наолюдений, па основе которых соиакпси мололи петр^пыч движений м ионосфере и, сооп>с!с1ьенно. мололи токовой системы .Ч^-нари.шии. Так как инертя, поступающая н магнитосферу во премя мапшпнш Оури, лиесиплруст и пиле ла'рпш кольцевого тока и джоулепа и.и репа высокоширотной ионосферы, го модельный расчет аврорхтьпых токопыч систем, учитывающий смешение улектросфуи к икпдтору, поимдяег прошить анхпн спят инлексоп АН и и оценить вклад каждого источника в тер^ическии охтаис ми ниюсфсры. П и лом АИмшлекс аврорхи,ной юковой акпшносш определяется на осноис всей совокупности гсоманшшыч данных, а не ю.и.ко мл шк II сманннн, коюрые служа) основой хи нос 1 рое ним ооычиою Л1;-иидексл.

Но премя м.н нигосферныч шммуик-ппй, настииоших и периоды редких высокодми.ииудных иен к'скип южной компонепш вектора

межиллнетот мании кого полк (ММ11>, и оымо1емноч иросгранстпе успливакиси токовые иеючники, которые I оперируют длек'фомл! ншные пош с периодами ог долей секунды до нескольких часом. Такие всплески лдитслыюотыо порядка 1-6 ч. и трлдионюм амилшуди 10-30 иТд могу! прм1ю...11ь к серьоным медицинским плнпопшч, таким как имфпркг миокарда пли нис\.11.| ю.юиного мона. Полому лкгпиельиый ирикахтноп инхерес предо лтешет соимеожми аихчт медншшскич данных и данных о варнапияч параметров. чарактери пюшпч ".пекфо.млгнпгную погоду" на Земле. С иомоин.к) ьчкого пихт« может (н.пь найден принцип сснланмм

информационной системы, позволяющей уменьшить lieraiiiwiot воздействие магпитосфершлх возмущений на здоровье человека.

Целью раГмш 'паяется:

1. Выделение и колг еетвенное отшсанп-* иысокоплпчинон токовой системы, создающей бухгообра шые магнитные возмущения во время суббури.

2. Колпчесшснная опенка воздействия крупномасштабных высокоширотных токовых ciicicM па электромагнитные параметры околоземной сред!,! ¡1 средшг. и низких nnipoiax.

3. Анализ возможной связи "злектрома! нпгпон погоды" в околоземном пространстве с состоянием здоровья люден, предрасположенных к заболеваниям сердечно-сосудистой и нервной систем организма.

Научная повита. Использована новая методика выделения пространственного распределении векторов машиiной бухты, основанная на

статистической обработке минутных -магнитных данных сети авроральпых

р

обсерваторий. 13ыдеденп;1я токовая система, ответственная за динамику токов DP2-OP1-DP2 в период максимума магнитной бухгы, отличается от обычно принято)! систем!,1 "токового клипа". Она не требует для своей генерации нелинейных физических процессов и хвостовой части магнитосферы и способна обьяспить факт насыщения рашостн потенциалов через почярную тапку во время сильных магнитосферных возмущении за счет классического механизма ускорения и торможения конвекции мапнгтосфсрпой плазмы. Впервые получена модель пространственно-временного распределении электрического поля в средне- и ннзкошпротной ионосфере, возникающего за счет генерации магнитосферно-ноносферных т' човых систем в высоких широтах, контролируемых Bz п Ву компонентами вектора M M П. Также впервые получены результаты, свидетельствующие о связи числа вызовов скорой помошм к'больным, страдающим заболеваниями сердечно-сосудистой и нервной систем организма, с всплесками южной (В/<0) компоненты вектора МММ.

Un ч.чнщту выносигсм слулуютно положения:

!. Высокоширотная ионосферная Тиковая система на момент максимума ма1 iiiiTiioii Сухты может Gi.ni. представлена как сумма дпух двучнихревыч юко»ы\ систем: классическом DI'2 токовой спсгсмы. снизанной с усилением ищ нитоеферпой конвекции. и ноной DI'S токовом системы,' которая тглпчаегея от системы DP2 обратным направлением тока и вихрях. 'Зго ,'к.; .ьшает па ю, что природ" токов DI'S спя lana с физическими процессами г'.рможеипя магнитосфериой конвекции, и на ее основе может быи, ооьяспен >фф\".т насыщения рашоетп потенциалов череч полярную шапку по время taniiu сфсриыч uoímyihchiui.

2. "Электрическое поле, сыпанное с высокоширотными юког.ыми :нетемами, зависящими от парамефов солнечною ueipa, проникают в гредпеширотую ионосфер), (.'ответственно, и средних шнротач приеучепдюг ырпании поноефернот л'.ектрическою поля, контролируемые В/ и Bv юмпонешами вемора ММП. Полому тмепчивосм. '.ыскфпчсскою иол 1 ню |"я ко .¡¡по ¡i м.п'пиюепокопные лип спя '„чí.i как с ионосферными шнамо-окамн, мк и с ¡ырилниямн и ММ11.

3. В период i л л'.'.ион фдлл (т.и.шон Mauuunoii бури cynteemyei .ыпо'.н.'л !■■■■!ii. между исправленным индексом аврор.ыыюн акнн.пне: и Al:', коц.рып шрелеляекя па основе vicia м.ннишых обсерватории как .жр^р.мыын, ia>, i с>0.1!1рора.п.иы\ юн, п индексом рщшгпх кольцевою юка DR. ."ouTBeicinenno, иеио.н,Hiii.iinie ciaii.i.ipuioi о AL индекса .чля описания перши, лиееппируюшеи в chcicmc мл! ни юсферы во время больших бурь, lOAci не oip.i.K.ni. реальною .шеричичсскою бюджет магнпмсферм 'Земли.

-1. .Kv,поение на уровне opúinu Земли pe ikiix всплесков Íi^/O ММ11 с vilтпгуло'.; -5 f -15 нТл !• продолжи w n.no.cii.. • <2-3 часа нвлиекя гличикмвнон чертой дней с аноман.по батьишм числом ввпопоп скорой омоши г.Моеквы но ыоодеванпям серлсчио-соеудисюй и нервной систем ркиш 1ма.

к

Научна» н практическая ценность. Результаты, полученпые и диссертации расширяют существующие представления о механизмах генерации i временной динамики магнитосферпо-иоиосферных токопых систем, а также < связи высокоширотных .оков с олсктродкнамичсскимн параметрам! около «мной срелы в средних и низких широтах. Они могут быт иснолыованы Для контроля "лтекгромашигпои погоды" в геомагнитосфере i уменьшении негативного воздействия ее на работу технических систе» (космические аппарат, трубопроводы, линии электропередач и кабельны сети) и здоровье люден.

Личное участие_ангора. Выбор основных численных алгорптмот

рсалпзлшг их в виде рабочих программ для ЭНМ, а также все расчет! выполнены автором дпсссрнщпи самостоятельно. Он также являете равноправным соавтором всех основных выводов и положение сформулированных в научных публикациях, перечисленных о копи автореферата.

Апробация работ ы. Материалы диссертации докладывхпнсь lia: XV Генеральной Ассамблеи Европейского геофизического общества (Впесбадс! 1991); международном симпозиуме "Корреляция биологических и физике химических процессов с солнечной активностью и другими фа> орам окружающей ере 'ы" (Путано, сентябрь 1993); весенней сессии AGI (Балтимор, май 1995); международном симпозиуме "Спутниковы исследования ионосферных и мапштосферпых процессов" (Москва, дек.,С; 1995).

Обьсм и структура диссертации. Диссертация содержит 122 страниц машинописного текста, 14 рисунков и 3S таблицы. Она состоит из шести гл: (периал гласа - введение, последняя - заключение) и списка использование литературы, включающего 8S наименовании.

ч

СОДЕРЖАНИЕ РЛГ.С ГЫ.

В первом глпне обоснованы актуальность темы, обсуждены чадим и и особенности рабош, прицелены основные зашншас ые положения.

Глава ? посвишепа обзору существующих методов количественного описании крупномасн1габпы\ высокоширотных токовых систем г сватанных с ними электромагнитных возмущений. При лом основное внимание уделяется методам, основанным на обр; "отке (сомагпитпых данных, которые содержат п себе информацию о состоянии электромапипной обстановки в околоземном пространстве. Гак как зыделение геомагнитных вариаций зависит от выбора уровня отсчс1а, способа оцифровки млгншограмм, сеш пспольтуеч .х обсерваторий, эксфаполяпии локальных измерении па всю область высоких шпрот и т.п., то в первом параграфе главы приводится анализ методов количественного описания геомагнитных полей, используемых при восстановлении маппгюсферно-ионосферных токовых спск-м в аврор&тьных широтах и п полярной шапке. Во и юром параграфе этой главы описывается о .юшмп алгоритм, позволяющий ил основе пространственного распределения векторов магнитною возмущения восстановить трехмерную высокоширотную токовую систему, создающую ло возмущение. Проводится сравнительный анализ токовых систем, относящихся к фазе максимума магнитного возмущения во время суббури, полученных и различных исследовательских труппах за последние два десятилетия. Указывается, что На конструкцию восстанавливаемой системы токов явное влияние оказывает господствующая а тог или иной период времени концепция генерации магншосферныч электрических полей и магннтосферно-ионосферных токов.

Г^.и восстановлении токовых систем по геомагнитным данным важную роль пграо модель проводимости высокоширотно, ионосферы, используемая в расчетах. 11оэюму и третьем параграфе главы дан обзор всех основных количественных молелен интегрхтьной проводимости ионосферы в области теомагшпны.х широт Ф>60°, которые позволяют учесть зависимость

пространственного повеления проводимости от энергетического состояния магнитосферы.

В последнем, четвертом парагра<|>е, исходи из практики исследования крупномасштабных электгчческих возмущений п около к-мпой среде, <|н>рмулируегси задача количественного описания токовой системы магшпной бухты н воздействия высокоширотных токовых систем на злектромл!нптные параметры околоземной среды в средних и низких ширмах. Результаты, полученные и холе выполнения сформулированного <и шря. тцршдифс исследования. представлены в трех основных главах «работы

Глава .4 посшплена описанию модели крупномасштабных 'вывокоширопных токовых систем, котором позволяет проводить количественное описание электромагнитных возмущении в околоземном пространстве. Для расчета потенциала электрического поля о высокоширотной ионосфере ф; электрического поля L=-V«i>; ионос<|>ерного тока jx. продольного тока j||, текущего вдоль' силовых линий геомагнитного нам используется система уравнений:

H=-VU, U -Ч\ il •» £ • Е - £ • (-Vii>), ji| - Div Roi|V4' e|= Rot( S • (-Vtp)) с граничными условиями: Ч» IГ = ч>о

(Н - вектор гориз. нтального магнитного возмущения на повсрхмосяя Земли; U - потенциал поля Н; Ч* - токовая функция эквивалентного тока на уровне Е-слоя ионосферы; £ • тензор .интегральной проводимости ионосферы), позволяющая по распределению магнитного поля. Н восстановить трехмерную токовую систему j= jy+jx-

При этом . используются определенные физические предпосылки и математические., процедуры, влияющие на точность .восстановления пространственного, положения ' токов.- Поэтому в ' первом разделе главы

Il

проведена проверка точности алгоритма восстановления токовых систем по юомагпптным ланиым, используемою и ИЗММРЛМ. Для /того шламатась исходная молельная система токов j^P'.MLT,, имшируюшаи ншестныс токовые системы DP(By), П1'( Bz>0>. DI'ÎH/^O), и проводился расчет магнитного ноля H на уровне земной поверхности п облает а Ф'>Ь0°. И) полученного распределения Н(Ф',М1.'1 ) выбирались векторы Н(Ф';,М1Л), рассчитанные на широтах Ф' где расиологаюгся обсерватории, на .млшнтпых данных которых была получена модель ПЗМИРЛИ (Модель крудномасштабных лт ;трнческнх полей и токов в ионосфере высоких широт, М., Гилрометеои viar, I4S4). На основании только jtiix векторов проводились ( установление продольных токов j';(fI>',\tLD и сопоставление подученного распределения с исходным ^(Ф'.МЬТ). Такая проверка поклкпа, что токовые системы, восстанавливаемые на бак корреляционных соошошспий между 1еомагнин1ым нолем в конкретных точках наблюдения и параметрами солнечною негра, описывакн системы j t«-I>*.ML"I > с просрана венной шосп.н) Г по широте и 15' на лшюк.

Второй и третий рлас.нл пои i.iaubt iioemmienu anaimy динамики магнитною сишатл во время суббури ia сче1, cooiBcrciueiiHo, пространственною смешения токовой системы и шменення щниюлимосш ионосферы. Mai пиния 6yxi;i во время суббурп мо шикает, главным обрлюм, под воиснепшем трех причин: шменення во времени ингенсивиосгн продольных токов, шменення положения 'лих токои и высокоширотной магнитосфере и шмененис пропо.тимоаи и счет иысыпамнп частин. Именно одновременное iipucyiciune укатанных причин опредеднет многообразие клнфшурлнин буиообрашых маппнных сигнатом, фиксируемых на сети анрорхн.ных обсерваюрий. Для опенки ммчожною вклата п бухтообратныи сшнат м.нпитнщо иошушення, связанного с динамикой смешения токов jj (Ф',М1.Г) во времч смешения |рлннны полярной шапки и расширения иолярною омам, нсиодьюк-кТась Модель продольного тока j [(«P\MLT„ В^=-4

н'Гл, Пу-0 нТл) ИЧМШ'ЛИ. Эгог ток был усрслнсм вдоль каждого часа MLT »о всем ячейкам счета и области Ф'>60' н сведен к дпум ккашкругопым зонам. Магнитное поле, создаваемое этими зонами, где располагаются "центры тяжести" исходного модельного тока (имитация ион 1 н 2 продольных токов), на уровне земной поверхности, как показала проверка, мало отличается от ноля, со »даваемого током jj|(<l>',MLT. В/=-4 н'Гл, Иу=0 н'Гл). Полученные токовые зоны одновременно смешались и пространстве последовательно на 1° по шпрогс к экватору, при этом после смешения на 3°, зона токов 2 продолжала свое смешение к югу, а зонатоков I останавливалась и начинала вошрашаться к своему начальному положению на севере. Для каждого положения зон токов, которые моделировали смешение токовых систем во время суббури, проводился расчет магнитного сигнала в точках пространства, где располагаются станции, на основе которых вычисляются индексы авроральною элекгроджета AU, AL, АЕ. Таким образом , можно было оцепим. Gyxry в этих индексах геомаппнной активности, которые часто используются дня анализа магнитной суббури.

Расчеты показали, что в зависимости от часа мирового времени такое смешение юкоьоп системы может создавать бухтообразный сипит с амплшудой -16 и'Гл в индексе AU и 82 н'Гл в индексе AL (наибольшая амплитуда достигается и •} UT, наименьшая в 16 UT). Для учета влияния проводимости ионосферы на магшнпое иозмушенне во время суббури, вышеуказанные расчеты магнитного поля в зависимости от положения продольных токов ji|(0',MLT, l3z=-4 нТл, 13у=0 н'Гл) были проведены для модели проводимости (Fuller-Uowell Т., Evans D.S '/ J.Geoph.Res., 1987, V.92, p.7606-761S), которая описывает распределение интегральной проводимости чысокоширотион ионосферы ц зависимости от уровни интенсивности высыланий частиц (масштаб интенсивности высыпаний от 1 до 10). Расчеты цоь^дали, что изменение проводимости от 1 уровня до 10 уровня при юыифспми распределении ^(Ф',М1_Т) может вызвать максимальное

п

измегеиие амплитуды магнитного снгнапа 90 мТл. Таким образом, основной причиной генерации магнитной бухты является изменение во времени интенсивности продольного тока j||(0',MLT).

Последний раздел главы посвящен модельному представлению токовой системы магнитной суббури.

Восстановление мгновенной токовой системы магнитной суббури по наземным магнитным данным может приводить к ошибкам как за счет •убого определения фаз бухты по индексам геомагнитной активности, так м w счет неточно!! экараполяшш поля. Известно, что фиксация момента наступления максимума магнитной бухты в период суббури в ночном полярном овале зависит от местоположения обсерватории, и поэтому время регистрации экстремумов AL и AU индексов может зпачггелыю отличатся от реального момента появления экстремумов магнитного сигнала на точках наблюдения. Количество пунктов мгновенной регистрации поля также ограничено и приходится проводить изолинии токовой функции эквивалентного тока в высокоширотной ионосфере или спираясь на интуицию, или с помощью сферического гармонического анализа (СГА). Использование СГА, когда в ночном овале (MLT=18-24-06, 60° <Ф'< 70°) всею 20-30 пунктов наблюдения, а выше Ф'=70° всего 5-10 станций может не позволить увидеть реальную структуру системы токоп DPI. Проблема заключается в определении места разворота западной электрострун и, соответственно, се затекания в область обычного присутствия восточного электроджета. Избавиться от недостаточного числа пунктов регистрации поля пока нет возможности, однако, представляется разумным попытаться описывать поле выше широты Ф'>72° на основе корреляционных моделей. ■?ти модели, созданные на основе среднечасовых данных, плохо списывают распределение векторов магнитного возмущения во время суббури в опале полярных сияний (особенно в MLT = 18-24 ч.)р но достаточно пратдоподобпо лредстаатяыт пространственно-временное поведение геомагнитного поля в

и

околополюсной области в зависимости от МММ, особенно и летний сезон года. Поэтому была выбрана следующая методика построения ионосферной роковой системы на момент максимума магнитной бухты. Использоватись одномипутпые данные семи апрорхтьных обсерваторий, которые позволили построить статистическую модель широтного поведения X' и V компонент вектора магнитного поля и момент максимума магнитной бухты к исправленной системе координат дли всех часов местного времени. Рассматриваюсь магнитные бухты за август 1990г. (всего 75 бухт) н уровень ноля в спокойный день 28 августа был принят за уровень отсчета векторов возмущения. Для отбора статистического материала были построены друг пол другом графики Х'-компбненты этих векторов для обсерватории (Челюскнн(77.7°, 104.3'); Тиксн(71.6°, 129.0*); Барроу(71.4°, 203.7°); Узлен(66.2°, 190.2°); Колледж(64.9>, 212.2=); Лервогур (64.2°, 333.33); Лервик (60.1й, 35Н.8°)). Исследоватпсь в дальнейшем только те собьиия, когда возмущение, по кравшей мере, на одной обсерватории, имело ипл классической бухты, или с амплитудой (положительной или отрицательной) больше 100. нТл и длительностью Т<2ч. Такая бухта счптатась реперпой и ее временные параметры определяли то! временно/! интернат, который распространился на все остальные обсерватории. По поведению Х'-компонснш внутри или в вблизи этого реперното интервала определилось фоновое значение Х'оп перед начшом машишой бумы для и-он оОссрваюрип. При лом Х'0„ определялось как среднее значение Х'„ за 10 минут перед началом быстрого изменения ноля: в эти 10 минут 6Х'„\61< 10 н Гл/мин, а иоюм нроияюдпая начинай» резко расти. Время Наступления максимума ренерной бухты определяло тот час мирового времени (13 Г), к которому относилось данное событие. Соответственно, максимачьные отклонения X', наблюдавшиеся на остальных обсерваториях в лот час и Г, использовались как значения максимумов бухт на лих обсерваториях. Таким обратом, для каждого часа 1Л(М1.П быта набрана сташсгика амплитуд Х'п - Хоп, которая

•чччи. icp.n ;yer cjnpi-cip:inciim^-.- повеление компонент вектора поли •мушош!!! !•• момент максимума Mariiiirnoii бухты, отсчитанного от се начала, а астральных ¡¡шротах. Полученное распределение магнитного ноли Пмло испольюпано ;ииi восстановления трехмерной токовой системы. Па ;i:c.lo наказаны изолинии потенциала ионосферного электрического поли, I urcpuc ccoiiicrcutyior изолиниям скорости конвекции ионосферной плазмы п момент максимума магнитной бухты. Восстановленная конвекция ' <л петствуег токовой системе шпа IЭР1 с одним большим вихрем на ночной el ;:с полчриого опала. Можно предположить, что эта система DPI является .•.тг'сичтсм г:г'с;кс!!ч.ч нл классическую токовую систему DP2 некоторой «у систем. 1 токоп DPS. Вкч» в кпчестг« точов DP2 моледь токов

ПЗМШ'АП РР(П/-;-> :П',1, нТл), нрчлетгч■ о иг» pi":.!-', 5плл

на рчч.Ь

..Hjiip-i ц;,---п'Гл,

ь P.'1,'! СУ!" JOT-'I'?-) Т1

•-> ■: ■'-"•■1 ■::■•:,:':-! ПГЗ-ПРIпочлчл; .'--!) I! Г.т : ; !: к >т, ■-г', о::!1:'

о ; 'М 1!Н.'. !Н Ч'р1 Г'ИЦ оУЧ'Ч !' "чГ'ЧЧГ ь. рчч '''Ч! ■ ■-•<■■"!

ч1 ■ .мччеч ч! ! !"'! чо/рччлп с-:-:!.."" I;-1 чл;о! Г'. ч 'Ц-к";

: : ■ \ ••■ч.нци: чо.;; ■:.']1 ч токоп.п I чо а" : 1 П--п \ ;: ■ ■ I ';!'"'

ко с ».Ррашпм напраизенчем кши-екнии в чнчрчх.

Подобны!! р: >уд|.таг, спя ¡анмый носочпч'шл •: ногчм с-ч": г ' п:/'-::!,:; ! :<",!.и 1 и;I!км о сиг!!.;:;;! по грсчм м.н 'чп тч"; '"у\:м, чг. чет гчт.чч,т;, ьеш-мл нптсрсеное толко!'.:!!не. По"!(\мв>, ч:ч- прпчччч ": ■'м;:,: чагнипччо оч'[]:сн1!.ч ш ьре.мч «.им ниюсферной су Обури сгч:чго нсклют :лы:г> с . ¡чечни:й плазмн и гео.мапиносфере. СЧбоуря, начт..»!:"*!-: прч П^'СП .'■¡МП, ••сирого:: лае гея усилением магчнтссфернсй к<ч..-.ск»ч:н, что П{х>я!(.!."ется в усилении ОРЛ-снегеми в зисокошпротией ионосфере. !'л о; редс. .ч!чом лапе ее разыпия, при дости.успин некоторого тюрггог.ччо .¡1 ччении энергии, реалнз>ющепс I .з ':.ь нн юсфере в ппде конвекции плазмы, происходит включение механизма, тормозящего процесс классической конвекции. Эта может быть генерация индукционных электрических полей,

Рис l. Изолинии потенциала д(Ф\ M LT) ионосферного электрически паля в высоких шщниах, соошетствукшше токовым системам ОР2 - а; UPI-DPS=DPl-l)P2 - в. Сплошные нтолишш соошетавуки ц>>(), шгричовые tivusiumi приведены через 7 кВ.

обратное квазишикое воздействие конвекции плазмы внутри магнитосферы на движение частиц в приграничной области магнитосферы; насыщение пропускной способности каналов конвекции на дпсврон стороне магнитосферы, где происходит разворот конвективного • движения от направления "к Солнцу" к направлению "от Солнца". Включение тормозного механизма соответствует развитию токовой системы DPS в высокоширотной ионосфере. Мри этом, как видно на рнс.1в, создается электрическое иоле в полярной шапке "с вечера на утро", которое препятствует pociy до очень больших амплитуд. Таким образом может быть понято насыщение разности потенциалов через полярную шапку и получено объяснение магнитной суббури без привлечения таких явлений в хвосте магнитосферы, как разрыв токов в плазменном слое.

Глава 4 посвящена исследованию воздействия крупномасштабных высокоширотных токовых систем на электромагнитные нараме ры околоземной среды в средних н низких широтах. I) первой части главы выполнены расчеты проникновения электрического поля из высокоширотной ионосферы в 'области широт Ф'<60\ ' Сложность пространственного распределения поля L(<t>',MLT) в высоких широтах и, проводимости ионосферы для 0°<Ф'<Ч03 делает нсвотчожным аналитическое решение татачи. Хотя на ранних стадиям исследования анаштичеекне методы применялись весьма широко, но сеюдия всем очевидно чрешычайная упрощенность лих ранних моделей, в котрых иснодыовлдись очень простые распределения исходных продольных юков и проводимости среды. Однако,' ли расчсты noKaixni принципиальную возможность проникновения выеокоширошых нолей и токов в шпкис шпроты. С развитием вычисли ic.'ibiwii клинки были выполнены численные расчеты задачи;

i = Div ¡^ - Di\( M - IJ » -= Di\ < i! ■ (-V.,>));

•Т О. v '>■ '

rile продольный ток l-'Г) задастся и ииео,.очш;ю1 чоч ионосфере

Ф'>(>0°, a шпчпрхтьная проводимость ЦФ'.МЦТ) но всей области шнрог вачоп. до окватора. Как правило, продольным тх в таких расчетах залавхчел ti ynpoiJiciiiiuM виде: лил провода: дне пархтлёли, занял,le током; ^¡-продольный ток, заданный анх'шшческой функцией в лврархчмю.м опале. При 'лом авторы расчетов нспользовхти модели исходного j ('!>',MLT) только для двух крайних ситуаций: спокойные условия п возмущенные условия.

¡i настоящей paúoie ii¡;c;ie¡aicienu расчеты электрического поля в облает Ф'<603, когда исходный продольный ток ^(Ф'.МЬТ) существует во всей ьысокопшропюй ионосфере п его .пространственное распределение I) ¡.олкреш:,;и .момеж времени ^аипепг о г ситуации ь _.u.\í!l. Эю позволяет bUíiCiia. ;;ü¡.e,;.Mr,e эл^Кфичсского ноля i:<<¡>',.\!LT,ü/.¡!v) ог часа к часу ¡i wO¡:ociai.iiii. i ,'ai¡ i p.,c4eion с непрерывными данными радарных ■ ^■"•..юдеиич. i..iiu>>H.., ¡¡ел:, .¡злобною расчет - пожпка оп'ешн. на вопрос •- ьоче.му, coi.i.;ci¡o р.млрпым ¡;;.\;epcHnv>i, плблл'длек';; )J1;njeJг-¡пгí'сз}- в ...mkjiius.uia cyuwiiuro púvií|¡e,íw.ivii¡i;i 1: i; ciiuküí'ii::»íc ;шг»? Уч.-i '.чч иснмосп ii¡<o;¡o.i¡.¡ioi\i тика j; oi.By u H¿-'0 ММГ1 можо также обьлепть наблюдаемые йффск'|Ы, коюрые iibiiaioicü oinccni за счег изменчивости reipuiiux движений ь верхней атмосфере. Кроме того, подобный расче! способен шля глав locoocíiiioci'ii • проечрлнешеппиго распределения э.тск1ричсского пол.ч Е(Ф',?.1LT) и случае изменения знаков I5V и !>/ MMI1, коюрсс сооткетотпет, '■;:идс псего, или переходу машшоеферы в новое состояние, или реакции ¡.¡ап"птосферны.х процессов на смену знака секторной структуры ММП.

Пс.ходлый продольный ток .¡^(Ф'Л! LT,DV,BZ) злдлетс.ч па основе модели, разработанной в ПЗМИРАП, и , отражающей наличие токовых систем DP(Bz>0), DP(By), DP(B¿<0) н токовой системы ]|1(Ф',МЬТ,ММП=0), существующей постоянно за счет "вязкого" взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой.

1'асчеты выполп-ны для трех сезонов ¿ода (зима, лето, равноденствие) и позволяют сделать следующие выводы: с

1. Существует стационарный суточный ход Е(Ех,Еу), связанный с высокошпротной токовой системой jj| (fI>',MLI',B/-l!y=0). Эго электрическое поле не зависит ог МММ и определяется наличием "квазивязкой" магннтосфсрнон конвекции. L) силу своего постоянного присутствия (даже в магнитоснокоиные дни) оно может быть отнесено исследователями к ветровым н приливным источникам (Sq-варианин). Поэтому при выделении по радарным наблюдениям электрического динамо-ноля, которое затем используется для рдсчетоп ветровых движений (или проверки' расчетов ветровых движений), необходимо делать поправки на суточный ход Е(В,= Ву=0).

2. На постоянный суточный ход Е<Вл=Ву=0) в спокойный период могут наклхтыватьсн электрические поля, связанные с Ну, liz>0 M.MI1. При этом в зависимости от знака Bv ММП может происходить усиление пли убывание ноля. Таким образом, изменчивость средиеширотного нонос<|>ерного электрического ноля ото дня ко дню, которая постоянно присутствует в радарных данных, может бьпь обьяснена зависимостью ,высокоширотных токовых систем от Ву, Вл>0 ММП. '

3. Поведение средиеширотного ионосферного электрическою ноля сильно зависит от знака ММП. При эюм наибольшая разнооь должна ироянлятся леюм в следующих секюрах меспюю млнпнного времени: 00-04 и 16-24 для

. Ех-комиоиеиты ноля и 04-07 и IS-20 лтя Ly-комионепты.

4. -Зависимость суточною хода средиеширотного поля Е(Ех,Еу) от Ну и Bz ММП настолько велика, чю можно но распределению этою поля судить о знаке сектра ММП и знаке вертикальной В, компоненты, т.е. при наличии непрерывной pcntcipannn элемрического поля E(EvL'y) в средних широтах можно полу чаи, информацию о состоянии ММП на основе анализа суточной

2(1

электро граммы, как это делается н настоящее ирсмя па оспопс магнитограмм приполюсных обсерватории.

5. Сопоставление молельных расчетов поля Е(Ф',МЬТ,Ву,1)^) с данными радарных измерении пока и,тает, что полученная зависимость ионосферного электрического поли ог Ву и Вг ММГ1 способна объяснить его изменчивость от часа к часу п течение сугок.

По второй части главы выполнен анализ связи энергетики авроральных электроструп с энергетикой кольцевого тока во время магнитном бури. В период геомагнитных вотмушепнй из солнечного ветра внутрь магнитосферы поступает значительное количество энергии. Заметная часть этого потока энергии сосредотачивается в кольцевом токе магнитосферы па геоцентрических расстояниях в несколько земных радиусов, сопровождаясь понижением напряженности Н-компоиепты геомагнитного поля. Другая часть потока затрачивается на генерацию трехмерных токовых систем, которые диссиппруют в проводящем динамо-слое аврорхчьиой ионосферы в виде джоулева разогрева верхних слое» атмосферы. Мерой интенсивности кольцевого тока и его энергии принято считать О^-иарнашпо геомагнитною поля, мерой интенсивное!п авроршьных электроетруй и диссппируюшпх в ионосфере токов - АН индекс магнитной активности. Высказываюсь мнение, ' что с развитием интенсивных магнитных бурь изменяется характер распределения эпергин, поступающей из солнечного ветра: при • незначительных Оч1 в начале бури существует пропорциональность между изменениями АЕ и О^, коIоран нарушается в главную фазу бури - рост 051 сопровождается даже уменьы :нием интенсивности ЛЕ.

Для проверки подобного распределения энергии был выполнен анализ взаимосвязи кольцевого тока и авроральных электроструз"! для магнитных бурь 23-24 марта 1969г. и 31марта-3апреля 1973г. Обычно принима тся, что Оч1-. вариация является суммой полей токов на магпитопаузе ОС Г и кольцевого тока в магнитосфере ОК. ОРч-аарпация геомагнитного поля определялась как

Jl

разнит между 1\|-пнлексом, который находился rio магнитограммам четырех ннзкоширошых обсернатрии и DCír, который определялся по эмпирической <, армуле, свя зываюшей его с лавлонием солнечного ветра на магнитосферу. Для определена! индексом AU, AL, АН кроме стандарт ых II обсерваторий были использованы дополнительные данные eme 15 субаврорхчьных станций, чтобы учесть смешение электроструп во время бури. Выполненный ai>vnu ноказхт следующее:

1. Усиление аврорхчьной активности сопровождается усилением DR-варнации геомагнитного ноля, что свидетельствует о сь.лп кольцевого тока с развитием аврорхчьиы.ч электроструй. При этом существующие DS|-индексы не все1ла позволяют выявить реальный характер вариаций магии того поля от кольцевого тока.

2. Стандартные AU н АН нлсксы во время возмущений адекватно описывают уровень авроралмюн магнитной активности, за исключением ишерихта главной фан., бури, ß главную фа>у магнитной бури для определения AU и Ali ндексов необходимо привлечение данных о вариациях магннтного ноля на субавроратьных обсерваториях.

3. Между DR и AL', вычисленных с учетом вариаций ноля на субавроратьных обсерваториях, существует достаточно тесная взаимосвязь: усиление ГЖ на главной фазе машшнон бури сопровождается ростом ишепсивпости аврорхтьных элекфосгрун. Это означает одновременное увеличение потока энергии в кольцевой ток и а авроральнуго ионосферу на главной фазе магнитной бурп.

-). Общепринятое представление, что основной вклад в энергетический бхтане машшосфсры на ьтавной фазе бурь вносит поток энергии в кольцевой ток, не отражает реально существующую ситуацию. Это представление основано как на заниженных значениях АЕ-нндексов, так и на реально низких значениях парамефл распада кольцевого тока. Исходя из изложенного выше следует, что по данным -вариаций геомагнитного поля в период

интенсивной маг..нтной Кури, к интерв: 1с ее главной фазы, вычисление индексов анроральных эдсктроструй необходимо мронолигь с учетом смешении элсктроетруй к -.жидгору. I) главную фату бури происходит одновременное увеличение потоков ли-ргин п кольцевом ток и в авроральпую ионосферу.

ГЛШИ_5 посвяшеил поиску свяш геом агнитных возмущений со здоровьем человека. Геомагнитная активность является показателем энергетическою состояния околотемною пространства. Нотмушепня магнитного пачя Земли вызываются к тому же тиснениями параметров солнечною ветра, чю делает геомагнитную активность тижаитслем состояния солнечной активности, воздействующей на с ре л у обитания человека и ею оргатиим. До проведения настоящего анализа при исследовании связи гедиои'офи ¡ическнх параметров с медииинскнмн данными в качестве основных факторов, отражающих влияние солнечно-матншосферноп активности на цо|чты>е .мюлей, использовались такие характеристики, как число солнечных шнен. уровень солнечного пхзучения в различных диапазонах частот, индексы 1<ч>чагншпой активности и секторная структура ММП. Г>ылн найдены корреляции в ритмах физиологических показателе!! (27-диеьный ритм, околонелельиыи, околополу недельный) и аналогичных ритмах солнечной или геомашишой .активности. Например, было обнаружено, чю рост смертности о| сердечнососудистых заболевании п|>оис\одпт в ишсрины времени, котла пики характерных околонедельных периодов в усредненных за им енемрах медппинеих данных не совпадаю? с соответствующими околонедельными пиками в спектрах вариаций к-очатнинтого поля. Ко:да же ли пики совпадают.Наблюдается спал смертности. Такая кженочтерность может быть понята на основе идеи леспнхроноза. котла человеческий оркнппч не способен адаптироваться к изменениям внешних условий, тал.ноемых внешним ритмом, не сот .тасующимся с внутренними биолит ическими ритмами. Кроме тою, гелиогеофи знческне во тушения моту» ьолдсиствотить

2Э

на здоровье людей и посредством других рагпнчных механизмов, таких как воздействие на собственное пате человека электромагнитных полей и токов околоземного пространства; изменение радиационного фона н фона атмосферного даатенни за счет нагрева ионос(|>еры и атмос<|>еры во время магнитосферных возмущений. Если человеческий организм в некотором приближении можно рассматривать как приемник, чувствительны'' к воздействию электромагнитных возмущении, то достаточно енльные электромагнитные импульсы, возникающие в магнитосферно-ионосферных токовых системах под вохтенстпнем всплесков солие-ного ветра, способны порождать изменения в чувствительных к электромагнитным полям средах организма и приводить к нарушениям функциональных и органических свойств сердечно-сосудистой и нервной систем организма. В любом случае, во время всплесков В/<0 компоненты вектора ММП, когда в околоземном пространстве возбуждаются токовые Источники, генерирующие электромагнитные поля ■ периодами от дален секунды до нескольких часов, возможно негативное вогчействие "электромагнитной погоды" на человека. В случае кратковременности Вг-вс плеска (1-3 часа) связанное с ним геомагнитное возмущение может слабо проявиться в суточном индексе геомагнитной активности, что и помешало "увидеть" связь всплсикав |В^<0 ММП с медицинскими данными в предыдущих исследованиях, дею» анализировались среднесуточные показак.р! магннтосферион актвжюто. Воздействие естественных электромагнитных полей, которые могут созданы через Вг-псплееки, на человека можно проверить на популяционном уровне, с использованием статистических данных вызовов скорой помошн >в больших городах России. Поэтому в качестве медицинских. показателей использовались данные о ежесуточных числах вызовов скорой помощи г.Москвы по различным заболеваниям (инфаркт миокарда, инсульт, бронхиальная астма, гипертонический криз: и т.п.), за три года 1979-1981. Данные суточных вызовов скорой помошн были представлении в вмяе

гистограмм рлс..ределсн'чг чихгли еуичных пызовов по отдельным заболеваниям. Все эти распределения бди тки к нормальным и поэтому дни, когда число вызовов N отличается от среднего N4 на величину > За можно считать аномальными.

Именно такие дни с аномально большими или аномально малым числом вызовов скорой помоши та три анали чфусмых года были отобраны для дальнейшего впали 1а.

Возможная свяи> всплесков В/ О МММ с числом вызовов скорой помоши выявлялась по следующей схеме. Вводились два временных параметра 1 и Ту: I - определяет временной промежуток, отчитанный от конца суток, а То -промежуток, предшесипюший интервалу ¡. Полагается, что если всплеск В/<0 МММ происходит в течении интервала времени ¡, то он не успевает 01разится на числе вызовов в данный лень. Если же всплеск В/<0 ММII происходит в интервале То, то он оказывает влияние па число вызовов в .чанный лень. Величины ¡, То варьировались таким образом, что ¡=3,6 часов. То •=12,24,36,4$ часов. Для каждого дня, аномального по числу вызовов, определялись, вп\'фи периода времени Гц, следующие характерноики: Е,=2В^>;«.

Величина Вч рассчитывается по формуле:

В* - 0, при В7>0

Вя=-Я7. дри В£<0

Величина - ->то сумма часовых значений Bs за весь период Ту.

Всдимина 1(=2Вг>П1ЛХ рассчитывается следующим образом: внутри интервала То рассматриваются все "соседние двухчасовые промежутки и для них определяются суммы сумма оказавшаяся максимальной есть I

1=2В5.тз<- Эха величина контролирует всплеск В,<0 ММГ1 длительностью 2 часа. Слхтсгстсенио, 1(=зВч|пах и контролируют всплески Вг<0

ММП длительностью 3 и 4 часа внутри интервала То-

Таблица 1.

Лагы пси когда шею 11Ы кию)' им .) aiioMaii.tti.i4 Число IIМ'Ю |Ю II 5>П)И* (ИВ.,)1"™ 1-2 1-3 |~4

0-1.01.79 10! 59 16 22 1 28

21.02.79 101 42 20 20 ! 20

24.04.79 107 101 25 34 1 34

27.04.79 103 62 13 17 21

IS.05.79 183 66 14 17 21

10.09.79 105 129 16 15 33

29.12.79 103 100 15 21 27

a0.05.S0 103 79 14 20 25

14.1 ! .80 103 68 18 23 ' 28

19.12.SU 118 1 14 53 73 1 97

05.02.Х 1 108 42 22 22 23

0h.02.si 106 77 20 30 34 |

25.02.81 106 1 65 ' | 10 15 ¡'> 1

04.0.1.Х 1 112 135 \ 47 54 69 (

12.03.81 109 35 15 21 25

13.03.81 128 47 II 15 20

07.05.81 102 122 41 59 77

11.04.79 33 9 3 ■4 6

06.05.79 ! ! : |...... 1 1 \

13.05.79 48 | 2 I 2 ■ 2|2[

09.06.79 48 1 •/ ( 3 4 ! 4 |

28.09.S0 44 | ¡2 ! 3 4 ! 5 {

14.07.81 33 ( 13 | 6 8 | ¡0 «

26.08.81 47 1 (у ( 5 | 7 ! 7 |

20.12.81 45 | 27 ; 6 . ( 8 | 10 |

Данные скорой помощи, естественно, "злшумленм" социальными аффектами. Поэтому из анализа были исключены дни с аномалию большими числами вызовов, совпадающие с известными праздниками. Ряд дней с аномально большими и аномально малыми числами смзовов не рассматривался, так как для этих дней отсутствуют данные по параметрам солнечного ветра в каталоге Книга.

Лпааиз выяви.: следующую тенденцию ;таб.1) : лни с инчм.чыю оольшпм числом вызовов но всем медицинским показателям приходятся па периоды времени, когда и солнечном чет ре наблюлатнсь псилескп l!z<0 MMfl с большой амплитудой.

В таб. I приводятся следующие данные: дата дня с аномальным количеством вызовов, число ш.гки.ов н день, величины -то'**- 2.'|=2В<.|1Ш\ IlB>3Ds,n:ix. i.it=.(üsnia4 . При jto\' в.верхней части таблицы пред ста атенны дни, когда число вызовов было больше 100, а и нижней - когда чието вызовов было меньше 50; i"(> часам, То~2! часам. Для вызовов но другим заболеваниям сердечно-сосудистой системы (нарушение сердечного ритма, шпсртоничсскнн криз) наблюдается аналогичная картина: дни с повышенным числом вызовов скорой помоши отличаются от дней • пониженным число шзотшв скорой иомоши присутствием высокоамплитулпы.ч всплесков В/<0

ммп.

Таким образом, иысокоамнлнтулныс всплески П/'-'О ММП, которые вызывают тенераппю м:и ниюсферных токовых систем и значительные электрические поля и высокоширотной ионосфере, являются индикаторами возникновения . теофи тчеекой стихании. koi;i.s t.ojmo.+.ho негативное воздействие "злектрома! нитной ноюды" на орт.чнпм человека.

.Н так iio'|chi;|| сформулированы оеновпие ре з\льт:ны,полученные в диссертации:. ■-

I. Проведена проверка точности апоритча HiMIII'Ali iiocciaHoiaennii пространственного положения систем продольною тока в высокоширотной ионосфере по гсочамптшым .тайным. Нокаино, чю данный апорптхт позволяет восстановить ток ji (Ф',.М1Л) с пространственной точностью I1 по широте и 15" по долине.

с

2. Проведена опенка вклада в мат нишу ю бу хту динамики смешения мапипосферно- ионосферных токовых систем и динамики изменении проводимости высокоширотной ионосферы. Покатано, чю пространственное

смещение токовой системы может создавать бухтообразиый магнитный сигнал и ЛЕ индексе с амплитудой 110 нТл, а изменение проводи мости но модели,

учитывающей интенсивность высыпания части (но бальной системе 1.....10),

способна пылать изменения амплитуды магнитного сигнала 90 н'Гл. Таким образом, основной причиной генерации магнитной бухты начнется изменение во времени интенсивности продольного тока j :(Ф',.М1.Т) г.о время субоури.

3. На основе статистической обработки одномннутных геомагнитных данных рассчитана трехмерная токовая система на момент максимума магнитной бухты, которая соответствует токовой системе типа DPI. При предположении, что эта система DIM ecu. сумма токовых систем DP2+DPS, где DP2=OP(I>¿<0) взята из модели ИЗМИРА! I, получен-» новая токовая система ПР^иришшпнально отличающаяся от системы "токового клипа".

4. Выделенная токовая система DPS является ■ дпухвпхревоп системой, подобной DP2, по с обратным направлением конвекции в вихрях. Это позволяет связать происхождение магнитного возмущения во время суббурм исключительное механизмом роста и торможения конвекции магпигосфернои плазмы без развития плазменных неустойчивости в хвосте магнитосферы. В такой интерпретации получает естественное оОьяснение насыщение разности потенциала 6(?цШ через полярную шайку во время машшосфернмх возмущений.

5. Выполнены расчеты проникновения в средние и низкие широты электрического поля из высокоширотной ионосферы, которое создается .токовыми системами j,,(By), j',(liz<0), j,|(13¿>0), j]¡(MMn=0). Получены модели распределения 1;(0',.\1LT,BZ.BV) в области Ф'<60° для трех сезонов года, позволяющие проводить анализ данных иеирерыгнмх радарных наблюдений. Согласоваиость моделей с радарными измерениями позволяет ечн.агь, что определенная доля наблюдаемой изменчивости ото дня ко дню среднеширотного ионосферного электрического поля может быть объяснена зависимостью токовых систем от Ну, Bz>0 MMII.

2х

6. Выполнен ;..тализ ышмосвязи разик ия кольцевого тока магнитосферы и динамики аморальных элекфоструй для магнитной бури. Показано, что стандартные индексы ДМ, 0Я( к главную фазу магнитной бури неадекватно описывают энергетическое сосюишк ма| ннтосферных токовых систем. Поэтому для описания реального энергетического бюджета магнитосферы в периоды сильных магнитных возмущении необходимо привлечение дополнительных данных о вариапи IX геомагнитного поли на более широкой сети обсерваторий. Между магнитным полем, создаваемым кольцевым током 13Я, и индексом ДС, вычисленном с учетом данных субавроральных обсерватории за 31 марта - 3 апреля 1973 г., существует достаточно тесная взаимосвязь с коэс|к|>енн.Н1Точ корреляции:

г-0.8 ± 0.09: Л1;.'~(-4.16 2 0.82»Ч:Ж+520.К 5 110.3

7. Выполнен анализ евши числа вызовов скорой помощи I.Москвы за 1979-19,41 г. с "электромагнитной погодой" в околоточном пространстве. Показано, что дни с повышенным числом вы швов но заболеваниям сердечнососудистой и нервной систем ортанитма (пнф.цжи иисулы. ншерюническнй криз, эпилепсии) отлнчакнея о| дней с пониженным числом вызовов скорой помощи присутствием выеокоачнлту.тныч всплесков В/О ММП.

Основные результаты диссертации опубликованы в сдедуюшнх работах:

}. Фельдииеин Я.И . Ьелов Ь.А.. Го .»лиси С.А., Лремухииа Л.А.. Левитин Су.тарул П.В. Матнитосферн.ш акнтмиосп. в период интенсивной магнитной бури 23-24 марта 1969 » связи с параметрами межпланетной среды: Исследования по 1сом:и нети тму, ¡припомни и фтиике солнца. Ныи. 89. 1990. С.79-108.

2. Голышев С.А.. Лремухииа Л.А., Левитин А.Г. Члекфическое ноле в срсднсшпротпой ионосфере, связанное с высокоширотными токовыми системами, контролируемые ММП// Геочли. и лзрономия. 1993. N'0. С. 151.

3.. Сс;;эд!лтснп' Я'.И:,, Лремух:шп Л;Л., ЙСшезерспп. У.П., Годится. С.А:,, Кизирпл Л.В., Графе. Л.. Моделирование вариаций геомагнитного. пазя■ п. период интенсивной мзгнитнсп бури // Геомаги, и;аэрономия.. 199 j;, N6; G.'SS.,

4. Фелвлш .ciiir 51.1!., Пешезерсиа У.П., Голышел С.'А., Графе; Д. Хан,union i тек и лпрсральные'электроструи'п связи с параметрамимежплпиетпой^гди/// Геомагн. и ат'поигмил. 1993:, N6., С.-17.

5. Brcus. т:к., Golysliev S;A„ Lcvitln: AVE.. Omcvsfcy V,Ni„ PnpiiaxHvilli V.CO. Influence of interplanetary field' on Hiimnn lic.ihli//' lm CDSJWH' Cci.Td^h-Series.. 5olbr Terrmial' Energy Program»),. editcdi bv D.;''.Ilakeri, Y.Q.'n.'ipitr.sl.Sili'1 and M:J; Tttgiie.,.l'l^amon.New York! :.19»4. V.5; P.'iK'l!-55:2J.

6.. F-ltlMeiniYill, Lcvitim Aill., Golvlkcv S.A'...D)«n»iWii'ia.iL.\l,.V«-.tclrizerwat U:B... ValcHuK. Т.Н.,. Grate A\ Hi 113- current: ашПашотИ e!4clroj<t!inicoirnection 1 willi interplanetary; medium' parameters. diiriir^' nnjnetic: vorm/// Aim;. Gcoj-hVs.

loo-»:. p.ft'Ji.

7.. Papila-slivilitV.O.,. BJov B.W;,.Fasrmarb'.D.'S.:., FelifctciniYa. 1J,.GbSstfev S1A:. Groinova. Lli, Leviiiii'A.E. Electric potentbllpa:terro:iii>tlfe- not hern'and '.southern1 polar regions parameterized by the iiitcrp!.*m;tnry тг-пемс flob3///J. Creorisys. Км.-.. 199-1..Р.1325П

S: OpneucKiiii П.И.,. Голмшгп С.Л':, Л mm '.A:I:..,Преус/ПКц. Ньаноса ССШ., Комаров Ф.П., Рапопорт: С.!!. Нарпметрм' "3.7c;o-prrv;in::rmo:i i погсаи'л" /п околоземном пространстве, определяющее;.: степенью ее бгстролиестп./// Биофизика. 1995. П40.,Вын.4. C.Si:.;.

9. Golysliev S.A., Levitm;AjB.,.P.ipitasIiVifH\\0.\AMK\vcurrent system provided ! transitic between DP2 and: DPI' current 1 system///Spring mcetinj-'AGU;' пШгаси. Baltimore:. 1995.

10. Голншгп C.A.. Грямопа ЛИ.', JleBimm.WE; ЛГнасснхоз ЕЛ.% .Фаермархи ;i:C. Исслг.-.оваинс мапштосферно-нопосферкыч тохошлх •• систем; реализуюшнх\ энергию солнечного, ветра', г.о . время суббург/// Известия:' Академии 'наук; серия .фЪтзи'гескаяа.! 9953 N&' G.19.1J.