Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Техника инверсии магнитограмм и некоторые ее применения в исследовании солнечно-земных связей

ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Автореферат диссертации по теме "Техника инверсии магнитограмм и некоторые ее применения в исследовании солнечно-земных связей"

Российская академия наук Сибирское отделение Институт солнечно-земной физики

На правах рукописи УДК 550 385

Базаржапов Александр Дашицыренович

ТЕХНИКА ИНВЕРСИИ МАГНИТОГРАММ И НЕКОТОРЫЕ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ В ИССЛЕДОВАНИИ СОЛНЕЧНО-ЗЕМНЫХ СВЯЗЕЙ

25 00 29 - физика атмосферы и гидросферы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Иркутск - 2008

003444967

Работа выполнена в Институте солнечно-земной физики СО РАН Научный консультант

Официальные оппоненты

Ведущая организация

Доктор физико-математических наук, профессор Мишин Вилен Моисеевич

Доктор физико-математических наук, профессор Левитин Анатолий Ефимович

Доктор физико-математических наук, профессор Пархомов Владимир Александрович

Доктор физико-математических наук, профессор Сенаторов Владимир Николаевич

Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт (Санкт-Петербург)

Защита состоится « 16 » сентября 2008 г в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 003 034 01 при Институте солнечно-земной физики СО РАН (664033, Иркутск, Лермонтова, 126а, а/я 291, ИСЗФ СО РАН)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСЗФ СО РАН

Автореферат разослан « \ 9 » 0(; „ 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета к ф -м н

В И Поляков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертция посвящена разработке техники инверсии магнитограмм (ТИМ) и ее применениям в исследовании глобальных электродинамических процессов в магнитосфере Земли

Актуальность проблемы Магнитосфера Земли - сложная глобальная система нчяимолейстния плазмы полей волн и энепгичных частиц — служит одной из основных составляющих среды человеческой жизнедеятельности Магнитосфера подвержена непрерывным изменениям, включая суббури и бури, которые вызывают изменения электромагнитного поля Земли, глобальных систем электрических токов и конвекции плазмы, нарушают нормальную работу систем связи, транспортных и других систем, важных для мирового народного хозяйства, и влияют на организм человека и биосферу в целом Поэтому исследования магнитосферы проводятся с середины XX века силами международного сообщества, в них задействованы сотни искусственных спутников Земли и обширная международная сеть разнообразных наземных геофизических обсерваторий Поиск и разработка методов, позволяющих связать и обобщить разрозненные измерения, разбросанные в пространстве и времени, имеют фундаментальное значение в физике геомагнитосферы

Спутники ие обеспечивают разделения наблюдаемых изменений произвольного магнитосферного параметра Р на пространственную (У-У)Р и временную (оР/бТ) составляющие Измерения на спутниках не позволяют разделить локальные и глобальные аспекты изучаемого явления Чтобы описать пространственное распределение произвольного параметра Р на площади глобального масштаба, нужны тысячи пролетов спутника над этой площадью Поэтому глобальная картина может быть получена по измерениям на спутнике только осреднением многолетних измерений Это значит, что локальные особенности распределения Р, если эти особенности переменны во времени, теряются при осреднении значений Р Требуются дополнительные наземные методы, свободные от названных принципиальных недостатков и обеспечивающие мониторинг глобального пространственного распределения физических параметров магнитосферы Наземные методы позволяют организовать такой мониторинг, благодаря тому, что пространственная картина явления в магнитосфере проецируется в ионосферу вдоль геомагнитных силовых линий как на экран, доступный наблюдениям на Земле

Одним из основных современных методов глобального мониторинга магнитосферы наземными средствами является техника инверсии магнитограмм (ТИМ) Три варианта ТИМ разработаны в группе ТИМ ИСЗФ по инициативе и под руководством В М Мишина в середине 70-х гг Эти методы получили международную известность и непрерывно модернизируются в ИСЗФ и за рубежом вплоть до настоящего времени [1-8]

ТИМ работает на основе данных непрерывной регистрации геомагнитных вариаций мировой сетью наземных магнитометров Выходные данные ТИМ охватывают широкий набор основных параметров состояния магнитосферы, включая упомянутые основные глобальные и локальные характеристики электромагнит-

ного поля Земли, системы токов и конвекции плазмы и ранее недоступный набор параметров энергетики спокойной магнитосферы и магнигосферных возмущений

Данные ТИМ используются также для диагностики и прогноза геоэффективных параметров солнечного ветра, диагностики и прогноза космической погоды В последние годы развивается новое направление - аналогия развития солнечных вспышек и геомагнитных суббурь, где используются принципы и методы, разработанные на основе ТИМ [9-13]

Число действующих наземных магнитометров быстро увеличивается, особенно в XXI веке, вместе с требованиями к пространственному разрешению их мировой сети Растут запросы науки к ассортименту и объему информации, извлекаемой с помощью ТИМ Таким образом, актуальность развития и применения ТИМ в мировой науке и для службы космической погоды сохраняется и растет ТИМ систематически используется в непрерывно растущем числе международных проектов исследования магнитосферы и ионосферы

Цель диссертационной работы заключается в решении следующих конкретных задач

1 Разработка методов выбора оптимального спектра функций, аппроксимирующих потешщал поля геомагнитных вариаций (ПГВ) и обеспечивающих математическое описание пространствешюго распределения магнитного потенциала спокойного и возмущешюго ПГВ

2 Разработка последовательно улучшаемых алгоритмов и программ ТИМ (ТИМ-0, ТИМ-1, ТИМ-2), обеспечивающих математический синтез измерений мировой сети наземных магнитометров и вычисление ранее не доступных мгновенных пространственных распределений (карт) электрического поля и токов в ионосфере и магнитосфере Земли

3 Разработка алгоритма и программ «метода единых коэффициентов» (МЕК), позволяющего использовать для вычисления выходных данных ТИМ, наряду с данными наземных магнитометров, измерения магнитного и электрического полей на спутниках

4 Разработка регрессионных моделей ПГВ и эпигностической модели диагностики параметров солнечного ветра и компонентов ММП Регрессионная модель должна обеспечить вычисление названных выше выходных параметров ТИМ на основе доступного в настоящее время набора параметров солнечного ветра, измеряемых на спутниках

5 Разработка методов вычисления на основе данных ТИМ ряда ранее не доступных параметров, определяющих энергетику магнигосферных бурь «открытого» магнитного потока хвоста магнитосферы, потока электромагнитной энергии в магнитосферу и мощности возникающего в магнитосфере возмущения

6 Разработка нового сценария магнитосферной суббури с двумя активными фазами

Методы исследования

Методы выбора оптимального спектра ряда 1армонических функций, описывающего пространственное распределение магнитного потенциала ПГВ по измерениям на неоднородной сети магнитометров, разработаны в трех вариантах как оригинальные аналоги известных методов регуляризации по Тихонову некоррект-

X10CT°D *|Q T-mfQ-TTilJi^Cb^.TV 3 '! -14 TI Al 111Г V1 un IШ U I 11 li ПЯЛЯНИ ГЯПШ1НИЧР-

ских функций обеспечивает получение основного массива входных данных ТИМ Далее используется алгоритм ТИМ, который сводится к решению двух эллиптических дифференциальных уравнении второго порядка, вытекающих из обобщенного закона Ома Численное решение этих уравнений обеспечивает последовательное вычисление распределения в ионосфере электрического потенциала и плотности продольных токов при заданном пространственном распределении электрического потенциала и 20-модели ионосферной электропроводности

Переход от ТИМ-0 к ТИМ-1 выполнен благодаря введению улучшенной (неоднородной) модели электропроводности ионосферы Алгоритм и программы ТИМ-2 получены на основе ТИМ-1 и дополнительных оригинальных методов оценки серии ранее не доступных основных параметров энергетики магнитосферных возмущений Эти методы обеспечили также разработку нелинейных регрессионных моделей 111 В

Достоверность и обоснованность полученных результатов систематически проверялись и подтверждались путем сравнения результатов вычислений и анализа с опытными данными и данными независимых методов вычислений

Научная новизна

Следующие, основные, полученные в диссертации результаты, являются новыми

1 Разработаны и впервые использованы в практике многофакторного математического анализа поля геомагнитных вариаций оригинальные методы выбора оптимального спектра функций, аппроксимирующих пространственное распределение магнитного и электрического потенциала мгновенных полей магнитных вариаций и бурь [1, 14-19]

2 На основе методов п 1 разработана серия алгоритмов и программ ТИМ-0 и ТИМ-1, которые впервые обеспечили вычисление на основе данных сети наземных магнитометров глобальных (Ф>60°) карт пространственного распределения в ионосфере и магнитосфере электрического поля и токов, ответственных за геомагнитные вариации и бури Алгоритм ТИМ-1 был скопирован за рубежом и используется до настоящего времени в США, Японии и Европе[8, 20-22]

3 Разработан алгоритм ТИМ-2, впервые обеспечивший вычисление на основе данных ТИМ-1 серии основных электродинамических параметров энергетики глобальных магнитосферных возмущений [4, 5, 23-26]

4 Разработан расширенный вариант техники инверсии магнитограмм -

метод единых коэффициентов (МЕК), обеспечивающий применение в качестве входных данных ТИМ внеземных измерений естественных магнитных и электрических полей [27-30]

5 На основе методов п 1 впервые разработана регрессионная модель серии основных электродинамических параметров глобальных магнигосферных возмущений, включая компоненты Ш В и электрических и магнитных полей в ионосфере Модель позволяет вычислять двумерные пространственные распределения названных параметров на основе входных данных, таких как параметры солнечного ветра, компоненты межпланетного магнитного поля, время года и суток иЛЕ-индексы [31—43]

6 На основе ТИМ-2 в 80-90-х гт выполнены и продолжаются до настоящего времени исследования магнитных и магнигосферных суббурь и бурь Создан оригинальный сценарий магнитосферной суббури с двумя активными фазами Этот сценарий ИСЗФ получил признание в литературе как результат синтеза двух моделей, которые до настоящего времени остаются в мировой литературе основными, но альтернативными [4, 5,23,26,44-60] На основе нового сценария описаны особенности супербурь [54-58] Обнаружена ранее неизвестная периодичность - «горбы» и «впадины» - в пространственном распределении интенсивности продольных токов (ПТ) в объеме магнитосферы В предложенной гипотезе эти горбы и впадины обусловлены выбросом плазмы и магнитозвуковыми волнами, которые возникают (с периодом ~103 с) при разрывах тока вблизи дневной магнитопаузы и в средней области ночного хвоста [60]

Научная и практическая ценность Геомагнитные вариации и магнитные бури, создающие переменное магнитное поле Земли, были одной из главных проблем солнечно-земной физики, изучаемых во время международных проектов МПГ (Международный полярный год), МГТ (Международный геофизический год), МГСС (Международный год спокойного Солнца), CDAW (Coordinated Data Analysis Workshop), GEM (Geospace Environment Modeling), SEE (Solar Extreme Events) и др Проблема магнитных и магнитосферных возмущений вошла в список ключевых и в программе Международного гелиофизического года, которая выполняется в настоящее время Информация, которую обеспечивают данные о колебаниях геомагнитного поля, остается необходимой для многих разделов физики земной магнитосферы, физики ионосферы и физики солнечно-земных связей в целом Достаточно отметить, что основные сведения о глобальных системах токов в магнитосфере и ионосфере были получены и добываются в настоящее время на основе данных наблюдений магншных вариаций и бурь Эти данные систематически используются и улучшают современные методы количественного описания глобальных систем магнитного поля, а также электрического поля и токов в ионосфере и магнитосфере Земли Они расширяют возможности наземной диагностики параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, а также комплекса электродинамических параметров, определяющих состояние ионосферы и магнитосферы Земли Информация о 111В и магнитных бурях находит разнообразные прак-

тические применения дня прогноза условий распространения радиоволн, в разведке полезных ископаемых, при магнитных сьемках, для обеспечения условий безопасности протяженных ЛЭП, линий кабельной связи, газо- и нефтепроводов, и т д

Таким образом, результаты диссертации могут быть использованы в практике исследований по солнечно-земной физике и в получающей все большее распространение в мире Службе космической 1101 оды

На защиту выносятся следующие положения

1 Разработан комплекс оригинальных методов оптимального выбора функций, аппроксимирующих потенциал поля геомагнитных вариаций, из произвольно заданного начального ряда гармонических функций

2 Разработан комплекс методов «техники инверсии магнитограмм» (ТИМ) обеспечивающей вычисление мгновенных глобальных прос гране гвенных распределений магнитного и электрического полей возмущений в магнитосфере Земли, систем электрических токов в магнитосфере и ионосфере и набора других, ранее не доступных исследователям, основных электродинамических параметров магнитосфер-ных возмущений (входные данные ТИМ - набор трех компонент поля геомагнитных вариаций, измеряемых на существующей сети наземных магнитометров)

3 Разработан метод единых коэффициентов (МЕК), обеспечивающий тот же набор выходных параметров, что и 1 ИМ, но на основе набора входных данных, дополненного результатами измерений магнитного и электрического полей в космосе

4 Разработана нелинейная регрессионная модель поля спокойных и возмущенных геомагнитных вариаций, которая, в соединении с ТИМ или МЕК, обеспечивает расчет всего названного выше набора выходных параметров ТИМ на основе заданных параметров солнечного ветра и некоторых других общедоступных внутримагнитосферных параметров

5 Разработан новый сценарий магнитосферных суббурь с двумя активными фазами, который позволяет синтезировать две основные (альтернативные) модели суббури, известные в литературе последних 20 лет

6 В целом, создан, внедрен в практику и получил международное признание комплекс алгоритмов и программ, обеспечивающий вычисление ряда ранее не доступных основных электромагнитных параметров магнитосферных суббурь и бурь на основе либо существующей сети наземных магнитометров, либо обычно доступной базы данных измерений параметров солнечного ветра на спутниках

В отличие от методов, использующих измерения на спутниках, новые методы обеспечивают разделение наблюдаемых изменений произвольного магнитосфер-ного параметра Р на пространственную (У-У)Р и временную (дР/ск) составляющие, а также разделение локальных и глобальных аспектов изучаемого явления

Апробация и реализация результатов Исследования по теме диссертации проведены в рамках плановых тем Отдела исследования магнитосферы и межпланетной среды Института солнечно-земной физики СО РАН Результаты и выводы, полу-

7

ченные в диссертации в 1970-2007 гг , использовались в ряде хоздоговорных гем ИСЗФ Часть результатов получена в рамках тем, получивших гранты РФФИ № 96-05-64348, РФФИ № 98-05-65406, РФФИ № 99-05-65234, РФФИ № 01-05-65374, РФФИ № 02-05-64159, РФФИ № 05-05-65170, а также гранты с участием зарубежных коллег РФФИ-ННИО № 98-05-04133, РФФИ-ННИО № 02-05-04002, ИНТАС № 01-0142

Диссертация апробирована на семинарах ИСЗФ СО РАН, ИЗМИР АН, ИГУ, ИГГ СО РАН Результаты работы доложены на симпозиумах, конференциях и семинарах

1 Всесоюзная конференция по научным итогам МГСС (Москва, янв 1967),

2 Всесоюзный симпозиум «Физика возмущенной магнитосферы» (Мурманск, апр 1973),

3 Международный симпозиум КАПГ «Theoretical Research Methods of Geophysics, Geology and Astrophysics» (Эйзенах, ГДР, янв 1975),

4 Международный симпозиум КАПГ по солнечно-земной физике (Тбилиси, сент 1976),

5 Международный симпозиум «Геомагнитный меридиан» (Ленинград, май 1976),

6 Всесоюзный симпозиум по физике геомагнитосферы (Иркутск, июнь 1977),

7 Чепменовская конференция «Magnetosphenc Substorms and Related Plasma Processes» (Лос Аламос, США, окт 1978),

8 Международный семинар по солнечно-земной физике (Ашхабад, ост 1979),

9 2-я Всесоюзная конферешщя по полярной ионосфере и магнитосферно-ионосферным связям (Норильск, апр 1980),

10 23-я сессия КОСПАР (Будапешт, Венгрия, июнь 1980),

11 Всесоюзная конференция «Прогнозирование состояния магнитосферы» (Иркутск, окт 1980),

12 4-я Научная ассамблея IAGA (Эдинбург, Великобритания, авг 1981),

13 Всесоюзное совещание по итогам выполнения проекта МИМ (Ашхабад, окт 1981),

14 Чепменовская конференция «Magnetosphenc Currents» (Ирвингтон, США, апр 1983),

15 2-е Всесоюзное совещание по итогам выполнения проекта МИМ (Ленинград, май 1984),

16 Симпозиум КАПГ по исследованию магнитных и электрических полей в магнитосфере (Москва, окт 1985),

17 Симпозиум КАПГ «Ionospheric Response to the Solar Wind» (Прага, ЧССР, 1988),

18 Чепменовская конференция «Magnetosphenc substonns» (Хаконе, Япония, сент 1990),

19 20-я Генеральная ассамблея IUGG (Вена, Австрия, авг 1991),

20 Международная конференция по суббурям «ICS-1» (Кируна, Швеция, март 1992),

21 13-я Генеральная ассамблея ЕГС (Гренобль, Франция, апр 1994),

22 30-я Научная ассамблея КОСПАР (Гамбург, Германия, июль 1994),

23 21-я Генеральная ассамблея IUGG (Боулдер, США, аир 1995),

24 Международная конференция но суббурям «ICS-3» (Версаль, Франция, май 1996),

25 Международная конференция по суббурям «ICS-4» (Хамана, Япония, март 1998),

96 Мр-жт/ыяппгтяа vnwffipnpwrmw пп rv^vnaiw (Pawki-fTpTpnnvnr

май 2000),

27 35-я ассамблея КОСПАР (Париж, Франция, июль 2004),

28 Международный симпозиум «Solar Extreme Events of 2003 Fundamental Science and Applied Aspects» (Москва, июль 2004),

29 2-ой международный симпозиум «Solar Extreme Events Fundamental Science and Applied Aspects» (Ереван, Армения, сент 2005),

30 Международный симпозиум «5 0th Years Anniversary of the RCAG» (Улан-Батор, Монголия, июль 2007)

Публикации Основные результаты, изложенные в диссертации, представлены в монографии и 126 статьях Из них 27 статей опубликованы в рецензируемых журналах (21 статья входит в рекомендованный ВАК «Перечень ведущих научных журналов»), 33 статьи напечатаны в сборниках трудов конференций, и 56 - в сборниках абстрактов конференций

Личный вклад автора Все результаты, изложенные в диссертации, получены автором либо самостоятельно, либо при его непосредственном, активном и творческом участии на всех эгапах работы Это относится и к основным положениям диссертации, выносимым на защиту

Объем работы Диссертация содержит 288 страниц текста, 68 рисунков, 23 таблицы и список использованной литературы, включающий 271 наименование

Структура работы Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследованных проблем, цели и конкретные задачи работы, оригинальные методы, новизна и практическая ценность полученных результатов Дано приводимое ниже краткое описание содержания диссертации

Глава 1 ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОЛЯ ГЕОМАГНИТНЫХ ВАРИАЦИЙ

Первая глава посвящена специфике математических задач, возникающих при потенциальном анализе поля геомагнитных вариаций Излагается алгоритм потенциального анализа ПГВ, который является необходимой первой ступенью всех известных алгоритмов матемагического описания геомагнитных полей и их источников, включая алгоритм ТИМ Отмечено, что классические методы такого

анализа используют представление магнитного потенциала усеченным рядом i армонических функций, спектр которого определяется путем эмпирического подбора, что не обеспечивает необходимой и обоснованной минимизации ошибок вычислений При использовании эмпирических методов применительно к описанию мгновенных полей геомагнитных бурь малые изменения выбранного спектра ведут к ошибкам коэффициентов потенциала ~ 100 % и более, т е задача оказывается некорректно поставленной Рис 1 иллюстрирует скачкообразный рост по-хрешностей, возникающих при малом изменении длины аппроксимирующего ряда В этой связи, обоснована необходимость выбора оптимального спектра сферических функций, аппроксимирующих мгновенное ПГВ и поле возмущения по измерениям глобальной сети наземных магнитных обсерваторий

Сделан вывод, что проблема может быть разрешена в рамках теории «регуляризации некорректно поставленных» математических задач Сформулирована постановка задачи регуляризации применительно к рядам гармонических функций Разработаны три оригинальных метода регуляризации, обеспечивающие выбор оптимального спектра сферических функций, аппроксимирующих мгновенное глобальное ПГВ и поле магнитных бурь

Магнитный потенциал аппроксимируется рядом вида

= (g™ cosтк + h™ sinтХ)Р™(cos9)

«=1 m=0 V"/

где g" ,h™ - сферические коэффициенты, P™ (cos 9) - присоединенные полиномы Лежандра

Выбор оптимального спектра ряда означает последовательное исключение неортогональных членов ряда до достижения заданного предела е суммы погрешностей Таким образом, выбор оптимального спектра сводится к оптимальной, в определенном смысле, ортогонализации заданного ряда гармонических функций на реальной сильно неоднородной сети наземных магнитных станций Предел е определяется на основе предварительных численных экспериментов, в которых магнитный потенциал различных типов ПГВ задается на плотной равномерной сети станций и затем аппроксимируется усеченным рядом гармонических функций по данным, вычисленным на первом этапе эксперимента на реальной неравномерной сети магнитометров

Анализируется влияние неравномерности пространственного распределения мировой наземной сети станций на результаты потенциального анализа ПГВ в спокойных и возмущенных условиях Предложен способ двухшагового сферического гармонического анализа (СГА), позволяющий оценить погрешности и заметно уменьшить влияние неравномерности распределения магнитных станций на земной поверхности

Изложенные в главе 1 методы выбора оптимального спектра аппроксимирующих ПГВ гармонических функций разработаны совместно с В М Мишиным и Г Б Шпы-невым [1,15-19]

Рис 1 Основные коэффициенты рядов {X, Y,Z\ = dkGk(х),, аппроксимирующие

к

,Sq -поле, п - количество сферических гармоник в ряде Черными кружками и плюсами

показаны значения коэффициентов, рассчитанные по методу наименьших квадратов при разложении X, Y или Z 111 В по данным 0930 UT 24 июня 1968 г Светлыми кружками представлены значения g]7, h\, , , полученные при применении метода выбора оптимального спектра аппроксимирующих функций по наибольшему вкладу

Глава 2. ТЕХНИКА ИНВЕРСИИ МАГНИТОГРАММ Во второй главе описаны варианты ТИМ-0. ТИМ-1 и ТИМ-2. Изложены основные уравнения ТИМ и методы их численного решения. Уравнения имеют вид:

где 2 - тензор электропроводности ионосферы, и - электрический потенциал, /¡, — продольные токи, текущие вдоль геомагнитных силовых линий.

Описан начальный вариант ТИМ-0, разработанный на основе упрощенной модели с однородной проводимостью ионосферы [1,61, 62]. Этот вариант использовался в 60-х и 70-х гг. дая описания динамики мгновенных полей Х,-вариаций (не включено в диссертацию). ТИМ-0 систематически используется и в настоящее время для построения карт эквивалентных токов, а также для качественного описания мгновенных пространственных распределений ионосферного электрического потенциала и продольных токов возмущенного ПГВ.

Рис. 2. Пространственное 2Б-распределение плотности продольных токов для 0224 ЦТ 2 августа 2002 г. Тонкие штриховые (сплошные) линии обозначают втекающие в ионосферу (вытекающие) продольные токи. Толстые отрезки, обозначенные цифрами от ] до 7, соединяют втекающие утром продольные токи с вытекающими вечером токами в зонах Ииджимы-Потемры [63] или наоборот.

На рис. 2 показан один из новейших примеров применения ТИМ-0 [59]. Пары продольных токов (ПТ), втекающий утром в ионосферу ПТ и вытекающий вечером или наоборот, регулярно наблюдаются в каждой из трех зон Ииджимы и

Потемры [63]. Пары обозначены цифрами 1, 2,...7. Направление ПТ в фиксированном секторе местного времени периодически изменяется 1гри перемещении вдоль цепочки.

Описан сценарий, в котором каждая пара ПТ отождествляется с горбом или впадиной одной из волн, распространяющихся от Земли и к Земле в различных

МП тигггпггЬрпи ГА01 I ) 1 ПЧ1 к"Ы ГРЛПППТН И О ГIМ Т1;Г', ! и1 ('.1ггг ч от ~ ] 00 до

>1000 км/с в зависимости от области распространения, но всюду согласуются с соответс твующими опенками скорости магнитозвуковых волн (МЗВ). На основе данных рис. 2 предложен сценарий, согласно которому упомянутые МЗВ возбуждаются выбросом плазмы при разрыве тока и пересоединении вблизи дневной магнитопаузы и в ближней/средней областях магнитосферного хвоста.

<й) ТИМ-0

Рис. 3 Двумерные пространственные распределения эквивалентной токовой системы 1 и плотности продольных токов (ПТ), рассчитанные по ТИМ-0 при однородной модели проводимости ионосферы (а); электрический потенциал и плотность ПТ при неоднородной модели проводимости по ТИМ-1 (б).

Хотя пример, показанный на рис 2, типичен, обнаруженные в [59,60] периодичности отсутствуют в существующих моделях пространственного распределения ПТ Эти модели получены как результат осреднения многолетних данных отдельных спутников [64-66] Осреднение «стирает» переменные пространственные неоднородности, подобные рассматриваемым периодичностям

В варианте ТИМ-1 введена неоднородная модель ионосферной проводимости При переходе от ТИМ-0 к ТИМ-1 введены также улучшенные методы выбора оптимального спектра аппроксимирующих функций В отличие от ТИМ-0, вариант ТИМ-1 обеспечивает количественные оценки интенсивности электрического потенциала и продольных токов Примеры приведены на рис 3 На основе ТИМ-1 в 1980-90 гг выполнен цикл исследований воздействия колебаний Bz, By, и Вх ММП на глобальные системы токов и электрическое поле в магнитосфере и ионосфере Основные эффекты ММП описаны в терминах глобального электрического поля и токов в ионосфере и продольных токов в магнитосфере Впервые описаны системы токов и распределение в ионосфере электрического потенциала в так называемом «основном состоянии магнитосферы» - при нулевом ММП и значениях скорости и плотности солнечного ветра, характерных для самых спокойных условий Обнаружены и описаны в терминах выходных данных ТИМ-1 системы токов в ионосфере, создаваемые изменениями Вх ММП

Вариант ТИМ-2 не отличается от ТИМ-1 по набору входных данных, но обеспечивает расширенный набор выходных параметров ТИМ-2 обеспечивает, дополнительно к ТИМ-1, вычисление по данным наземных магнитометров и измерений на спутниках параметров солнечного ветра и ММП, серии ключевых, ранее не доступных параметров, включая мощности, диссипируемые в магнитосфере и ионосфере на различных стадиях развития спонтанных суббурь и управляемых типов бурь Один из ранних примеров применения ТИМ-2 приведен на рис 4 Показаны изменения энергии и мощности в ходе одной из суббурь 22 марта 1979 г Эти данные впервые и на количественной основе показали наличие двух активных фаз суббури, различных по энергетике Видно, что в ходе первой активной фазы разность (е'~ Qt) положительна, т е идет загрузочная фаза суббури С началом фазы расширения (expansion onset) эта рсиностъ становится отрицательной, что свидетельствует о преобладании внутримагнитосферного источника энергии Следовательно, в 1-й активной фазе суббури происходит накопление, во 2-й - взрывное освобождение энергии, ранее поступившей в магнитосферу из солнечного ветра

Новейший пример применения ТИМ-2 показан на рис 5 Приведены данные, измеренные в ходе суббури 2 августа 2002 г на спутнике «Кластер», и график изменения открытого магнитного потока *Р в хвосте магнитосферы По данным спутника «Кластер» в 0224 UT начинается резкое уменьшение плотности (рис 5, а) и температуры (рис 5, б) частиц около спутника, что свидетельствует о начале магнитного пересоединения в долях хвоста В этот момент также резко меняется компонента X_GSM (рис 5, в) от направленного к Солнцу на обратное Начало TLR (Tail

1012 1054 1124 1154 1242

Рис 4 Изменчивость в ходе суббури 22 марта 1979 г АЕ-индекса, В/: ММГ1 и некоторых выходных параметров ТИМ-2 Вертикальные линии отмечают фазы развития суббури

Lobe Reconnection) подтверледает резкий спад основного параметра ТИМ, который рос до 0224 UT

02 08 2002

Рис 5 Измерения спутника «Кластер» {а, б, в), проведенные 2 августа 2002 г в хвосте магнитосферы, значения авроральной возмущенности, АЕ-индекса (г) и открытого магнитного потока Ч'т (д), рассчитанного по ТИМ-2

Разработка ТИМ-0 и ТИМ-2 выполнена А Д Базаржаповым совместно с В М Мишиным [2, 3, 25, 26, 61, 62, 67-69] Они же выполнили разработку ТИМ-1 в соавторстве с Г Б Шпыневым, Д Ш Шираповым Комплекс программ разработан диссертантом при участии Д Ш Ширапова

Глава 3 МЕТОД ЕДИНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

В третьей главе описан метод единых коэффициентов (МЕК), использующий наряду с наземными измерениями 111В данные спутниковых, радарных и ракетных измерений элеюрического поля в ионосфере и модель электрического поля Веймера [70, 71] Отличия МЕК от AMIE (Assimilative Mapping of Ionospheric Electrodynamics) заключаются в том, что в нем используется более простой алгоритм вычисления базисных функций, аппроксимирующих поле геомагнитных вариаций (ПГВ) и электрические поля и токи в ионосфере В качестве одного из основных элементов МЕК применяется метод выбора оптимального спектра этих функций [1]

Приведены основные формулы МЕК и способы их решения Описаны результаты применения метода к данным суббури 3 мая 1986 г и данных измерений спутника «Викинг»

Изложен усовершенствованный вариант МЕК, позволяющий совместно с наземными измерениями геомагнитного поля и спутниковыми, ракетными и радарными измерениями ионосферного электрического поля использовать эмпирическую модель Веймера Сравнение результатов применения нового МЕК проведено на данных 24 июля 1986 г Показано, что МЕК обеспечивает существенно более правдоподобные модели систем ионосферной конвекции и систем продольных токов в возмущенной магнитосфере

В разработке метода единых коэффициентов основная роль принадлежит диссертанту В работе участвовали В М Мишин и Д Ш Ширапов [27-30]

Глава 4 СЦЕНАРИЙ МАГНИТОСФЕРНОЙ СУББУРИ С ДВУМЯ АКТИВНЫМИ ФАЗАМИ

В четвертой главе приведены примеры применения ТИМ-2 в массовых исследованиях суббурь и сформулирован сценарий типичной (статистической) суббури Из общего набора выходных параметров ТИМ-2 при разработке сценария использовались в основном карты эквивалентных токов и упомянутые выше параметры, определяющие энергетический аспект развития суббурь Главный тезис сценария - наличие двух активных фаз суббури, в которых одна наблюдается на фазе накопления энергии магнитного поля хвоста, другая - на фазе взрывной диссипации накопленной энергии (см рис 4) Сценарий с двумя активными фазами является развитием ранней версии [72], которая оказалась забыта В литературе последних 35 лет доминирует феноменологическая модель суббури с тремя фазами развития, расширения и возврата В таком классическом сценарии основная активная фаза - фаза расширения (expansion phase) Две главные модели суббури - модель NENL [73, 74] и модель CD [75, 76] - спорят за право объяснить фазу расширения с взаимно исключающих позиций В сценарии с двумя активными фазами синтезируются оба подхода [5, 44-53]

Изложено (в терминах основного набора выходных данных ТИМ-2 и сценария с двумя активными фазами) описание трех уровней наблюдаемых возмущений - от слабых суббурь (8 декабря 1990 г) до супербурь (20 ноября 2003 г) [5, 50-58]

Разработка выполнена в группе ТИМ ИСЗФ СО РАН, руководимой В М Мишиным Диссертант - полноправный участник основного авторского коллектива, который включал также Т И Сайфудинову, С Б Лунюшкина, и Д Ш Ширапова

Глава 5 РЕГРЕССИОННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПГВ В пятой главе изложен оригинальный метод расчета «сезонной» регрессионной модели глобального ПГВ Модель позволяет вычислять каждый компонент ПГВ в заданной точке поверхности высокоширотной зоны Ф>50° как нелинейную функцию компонент By, Bz ММП, скорости V, плотности солнечного ветра р, ^¿'-индекса, мирового времени суток и сезона года Общий вид

использованных регрессионных уравнений гаков

К (Г) = ¿ z (4,L0S кт+К sin «Ж (П.

1=0 А=0

где Fe - магнитный потенциал внешнего происхождения, И7, - параметры солнечного ветра и перечисленные выше параметры, управляющие изменениями ПГВ

Выходные данные модели ПГВ, будучи поданы на вход ТИМ-2, позволяют вычислять локальные и глобальные отклики на изменения граничных условий всего набора параметров ТИМ-2 Набор включает интегральные (для широг Ф>60°) и локальные характеристики электромагнитного поля и токов, джоулева нагрева ионосферы, входной мощности, поступающей из СВ в магнитосферу, и мощности, потребляемой в ионосфере и кольцевом токе

Базы данных магнитных станций среднечасовых значений измеренных компонент ПГВ по каждому из трех сезонов года и ранние регрессионные модели ПГВ описаны в начальных разделах главы В ранних вариантах использовались линейные уравнения, и спектр переменных регрессоров назначался на основе простейших априорных физических соображений Показано, что для описания наблюдаемых ПГВ необходим учет нелинейных регрессоров, а также регрессоров, учитывающих запаздывающие и нестационарные отклики магнитосферы Обоснована целесообразность введения, наряду с параметрами СВ, внутримагнитосферного параметра - индекса авроральной геомагнитной активности АЕ [31,36,37,40-42]

Приведены результаты проверки моделей на независимых данных Для этого исходные данные были разбиты на две выборки обучающую и экзаменующую Вторая группа данных не участвовала в процессе моделирования и поэтому служила независимым мерилом качества модели Экзаменующую выборку летнего сезона составили 5 дней, аналогичную выборку зимнего сезона - 10 дней и такую же выборку равноденственного сезона - 7 дней В обучающую (по которой велся расчет модели) выборку летнего сезона вошли 20 дней, зимнего - 16, а равноденственного - 29

Подбор дней в этих выборках производился так, чтобы сравнение погрешностей модели на обучении и экзамене было при возможно равных по геомагнитной активности и параметрам СВ условиях Экзамен проводился сравнением этих независимых данных наблюдения с восстановленными по модели ПГВ (при заданных значениях параметров СВ, UT и АЕ) Получено, что оценки точности моделей статистически значимы и достоверны [77-81]

Компоненты ММП знакопеременны, плотность частиц солнечного ветра р > 0, тогда как скорость СВ V < 300 км/с наблюдается редко Регрессионный анализ ПГВ, выполнешшй в предыдущих разделах данной главы показал, что при F» 300 км/с существует геомагнитная вариация, названная остаточной (OB) [43] В полярной области остаточное поле вариаций описывается двухвихревой системой токов,

аналогичной Spq На средних и низких широтах поле OB похоже на поле Sq

Приведены результаты исследования вкладов азимутального В у, вертикального Bz компонентов ММП и плазменных параметров (V и р) СВ в ПГВ

Далее описана регрессионная модель ПГВ, рассчитанная по минутным данным измерений геомагнитного поля 22 марта 1979 г на 154 наземных сханциях Вариант этой модели был дополнен двумя регрессорами, отвечающими за нестационарный отклик машигосферы Анализ результатов показал, что нестационарная модель ПГВ хорошо воспроизводит особенности временного хода е' -нябгтюлаемой мощности энергии поступающей из солнечною ветоа в магнитосферу, тогда как стационарная модель не смогла описав этог отклик

Следующий параграф посвящен разработке методов наземной диагностики параметров солнечного ветра (К, р, Лу, В/) на основе изложенной выше регрессионной модели [32-35, 38] Алгоритм включает решение систем нелинейных уравнений при заданных коэффициентах регрессионной модели и'*к и коэффициентах магнитного потенциала Е™, е" Отмечен существенный вклад регрессо-ров К3 иЛ£-индекса

Описаны также эксперименты по численному моделированию зависимости геомагнитного поля от параметров солнечного ветра, основанные на линейном регрессионном анализе данных отдельных станций [33] Привлекательность данного подхода заключается в легкости решения прямой и обратной задач -они сводятся к решению линейных систем Объем выполняемых работ в этом случае по сравнению с предыдущим методом уменьшается во много раз

Описал способ, отличный от вышеупомянутых, основанный на "прямом подходе" к вычислению параметров СВ по данным наземных геомагнитных измерений [35]

I I I

где р, Вх, Ву или В у, Н, Д 2 - измеренные на станции компоненты гео-

магнитного поля

Эксперименты показали, что в этих расчетах полезно применять метод выбора оптимального спектра Моделирование велось по данным 9 дней, а «экзамен» модели - по данным других двух дней

Результаты, описанные в §§ 5 2, 5 3, 5 5 и 5 7, получены совместно с В М Мишиным и У Сухэ-Батором, а в § 5 4 - совместно с Э И Немцовой

Глава 6 МНОГОФАКТОРНАЯ РЕГРЕССИОННАЯ ГОДОВАЯ МОДЕЛЬ ПГВ

В шестой главе описана разработка «годовой» регрессионной модели ПГВ В отличие от моделей, разработанных выше, данная модель содержит годовую составляющую, заданную в виде тригонометрических волновых функций [36, 4СМ-3, 77-81], причем она введена в виде мультипликативной составляющей, а не в виде простой арифметической суммы

Применен способ двухшагового СГА, позволяющий уменьшить влияние неравномерности распределения станций на земной поверхности, и метод выбора оптимального спектра, основанный на оценках наибольших вкладов аппроксимирующих функций

Проверка годовой модели ПГВ проводилась при помощи симуляции реальных событий по следующему сценарию

1 Расчет эквивалентных токовых функций по наземным геомагнитным данным определенного события при помощи потенциального анализа

2 Расчет аналогичных токовых функций по годовой модели ПГВ и заданным параметрам СВ, измеренных на спутниках в моменты времени, соответствующих исследуемому событию

3 Сравнение эквивалентных токовых систем по конфигурации и их интегральным характеристикам

Проверка годовой модели проводилась на данных по возмущенным событиям разных сезонов года - суббурям 22 ноября 1995, 28 августа 1986 и 2-3 апреля 1986 г Получено, что модель ПГВ симулирует эти события с достаточной точностью коэффициенты корреляции между исходными и рассчитанными значениями составили 0 97, 0 87 и 0 91 соответственно Относительные погрешности представления реальных событий математической регрессионной моделью ПГВ составили 15, 50 и 22 %

Проведено сравнение модели ПГВ с моделями AMIE, IZMEM и Веймера, опубликованными в [82] Показано, что годовая регрессионная модель ПГВ и ТИМ-2 обеспечивают расчет систем ионосферной конвекции, совпадающих с упомянутыми как по конфигурации, так и по величинам

В заключении приведены основные результаты диссертации

1 Разработана техника инверсии магнитограмм - новый метод исследования крупномасштабных процессов в магнитосфере Земли, основанный на измерениях геомагнитных вариаций на мировой сети магнитных обсерваторий В частности, разработаны алгоритмы ряда последовательно улучшаемых вариантов ТИМ (ТИМ-0, ТИМ-1 и ТИМ-2) На базе ТИМ разработаны метод определения магнитного потока в открытом хвосте геомагнитосферы и методы определения основных параметров магнитосферных процессов, определяющих энергетику космической погоды Эти параметры следующие поток электромагнитной энергии из солнечного ветра в геомагнитосферу (s'), полная мощность возмущения (QT), накопленная в хвосте магнитосферы энергия (W) и длина хвоста (L), а также карты конвекционных систем в полярной ионосфере Испытания показали, что методы ТИМ обеспечивают более высокую точность и полноту информации о названных параметрах, чем известные из литературы методы службы космической погоды ТИМ получил широкое распространение в физике магнитосферы как в России, так и за рубежом В настоящее время ТИМ используется в повседневной практике как один из компонентов основного набора инструментов магнитосферных исследований Масштабы таких исследований ближнего космоса непрерывно расширяются

2 В целях существенного улучшения результатов ТИМ, в рамках регуляризации решения некорректно поставленных математических задач, разработаны методы выбора оптимального спектра сферических функций, аппроксимирующих наземное поле геомагнитных вариаций

3 Разработан новый вариант техники инверсии магнитолами - метод единых коэффициентов, который в отличие от ранних вариантов ТИМ использует дополнительно на входе данные измерений электрическою и магнитного полей на сну тиках, ракетах и радарах, а также эмпирическую модель ионосферного электрического поля Веймера Результаты показали, что

МЕК I ! С" LILIIC ! IliyiO ТОЧНОСТЬ тупмтпгп мягнитнл-

го потока в долях хвоста магнитосферы, потока электромагнитной энергии s' в магнитосферу из СВ, длины хвоста магнитосферы, интегральной мощности суббурь От, а также возможность определения ранее недоступных параметров, включая разности потенциалов, создаваемые пересоединением на дневной магнитопаузе, в среднем и дальнем хвосте, и раздельно определяемые разности потенциалов в дневном и ночном секторах полярной шапки

4 Разработан сценарий развития суббури с двумя активными фазами Показано, что в типичной суббуре последовательно возникают два типа активизаций, создаваемых соответственно в ближнем и среднем хвосте геомагнитосферы без и с определяющим участием пересоединения открытого магнитного потока В рамках этого сценария исследованы и описаны характеристики средних суббурь, слабой суббури 8 декабря 1990 и супербури 20 ноября 2003 г Сценарий магнитосферных суббурь с двумя активными фазами получил признание ряда крупных специалистов в России, США, Германии, Австрии и Швеции

5 Разработана регрессионная математическая модель серии основных электродинамических параметров глобальных магнитосферных возмущений, включая компоненты ноля 1еомагнитных вариаций и компоненты электрических и магнитных полей в ионосфере В качестве регрессоров использованы скорость F и плогность частиц р солнечного ветра, BY и ^-компоненты межпланетного магнитного поля и /4/Г-индексы Модель позволяет вычислять двумерные пространственные распределения названных параметров на основе входных данных, таких как параметры солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, время года и суток и/4¿-индексы Полученные результаты не имели аналогов во время их публикации Они существенно улучшают применяемые в современной физике магнитосферы методы количественного описания глобальных систем магнитного поля, а также электрического поля и токов в ионосфере и магнитосфере Земли

6 Разработан алгоритм и комплекс программ расчета годовой планетарной модели поля геомагнитных вариаций Модель ПГВ построена по среднечасовым данным 87 дней 1967-68 гг

Проверка модели проведена симуляцией возмущенных событий - суббурь 2-3 апреля 1986,28 августа 1986 и 22 ноября 1995 г

Проведено также сравнение модели с моделями AMIE (США), IZMEM (ИЗМИ-РАН) и Веймера путем расчетов ионосферного электрического поля для 1830 UT 27 января и 0115 UT 28 января 1992 г

Получено, что модель ПГВ описывает эти события с достаточно высокой точностью

7 Разработан алгоритм расчета параметров солнечного ветра (диагностики) с помощью регрессионной модели поля геомагнитных вариаций Подробный анализ результатов экзамена на независимых данных показал достоверность наземной диагностики параметров солнечного ветра

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

[1] Базаржапов АД, МИ Матвеев, ВМ Мишин, Геомагнитные вариации и бури (монография), Новосибирск Наука, 1979 248 с

[2] Mishin V М , The magnetogram inversion technique and some applications, Space Sci Rev, 1990 V 53 P 83-163

[3] Mishin VM, The magnetogram inversion technique applications to the problem of magnetosphenc substorms, Space Sci Rev, 1991 V 57 P 237-337

[4] Mishin VM, LP Block, AD Bazarzhapov, TI Saifudinova, SB Lunyushkin, DSh Shirapov, J Woch, L Eliasson, G T Marklund, L G Blombcrg, H Opgenoorth, A study of the CDAW 9C Substorm of May 3, 1986 using magnetogram inversion technique 2 and a substorm scenario with two active phases, J Geophys Res, 1997 V 102, NA9 P 19845-19859

[5] Mishin VM, T Saifudinova, A Bazarzhapov, CT Russell, W Baumjohann, R Nakamura, M Kubyshkna, Two distinct substorm onsets, J Geophys Res,2001 V 106,NA7,P 13105-13118

[6] Glassmeir К -H, M Homsch, J Untiedt, Ground-based and satellite observations of traveling convection in vortices J Geophys Res, 1989 V 94 P 2520-2523

[7] Karmde Y and W Baumjohann, Magnetosphere-ionosphere coupling, ed MCE Huber, Spnnger-Veriag, Berlin, Heidelberg, 1993 178 p

[8] Lu G, A D Richmond, J M Ruohoniemi, R A Greenwald, M Hairston, F J Rich, D S Evans, An investigation of the influence of data and model inputs on assimilative mapping of ionospheric electrodynamics, J Geophys Res, 2001 V 106 P 417-433

[9] Мишин В M , С Б Лушошкин, А Д Базаржапов, Т И Сайфудинова, К аналогии "суббури - вспышки" динамика открытого магнитного потока в геомагнитосфере и в активной области, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 103, Новосибирск Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 1995 С 3-17

[10] Мишин В М, В Г Банин, СБ Лунюшкин, АД Базаржапов, ТИ Сайфудинова, Динамика открытого магнитного потока в магнитосфере вспышечной области на Солнце, Сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 105, Новосибирск Издательство СО РАН, 1997 С 59-79

[11] Mishin, VM, VG Barnn, SB Lunyushkin, and C-G Falthammar, Magnetosphenc sub-stoms and solar flares, ESA-SP 389 (ICS3), 1996, P 731

[12] Mshin, V M, К -G Falthammar, Pseudo- and true substorm onsets within framework of the analogy «magnetosphenc substorms - solar flares», Substorms-4, International Conference on Sub-storms-4, Terra Sci Publ Comp/Kluwer Acad Publ, 1998 P 319-322

[13] Мишин, В M, В И Сидоров, В А Коваленко, Динамика непотенциального магнитного потока во вспышечной области на Солнце, Солнечно-земная физика 2004 Вып 6 С 214-218

[14] Базаржапов А Д, В М Мишин, Э И Немцова, М Л Платонов, Способ аналитического представления «мгновенных» полей магнитных вариаций, Геомагнитные исследования 1966 №8 С 5-22

[15] Мишин В М, А Д Базаржапов, Выбор спектра полиномов Лежандра, аппроксимирующих наблюдаемое Sq-поле, Геомагнитные исследования, № 8, 1966, С 23-30

[16] Базаржапов А Д , О выборе спектра сферических гармоник в задачах аппроксимации геомагнитных полей, со Земной магнетизм, полярные сияния и УНЧ-излучение (Изв СибИЗМИР, вып 1), Иркутск, 1966, С 160-163

[17] ШпыневГБ,АД Базаржапов, В М Мишин, Выбор оптимального спектра аппроксимирующих функции при аналитическом предс1авлении эксперимешальных данных, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 32, М Наука, 1974 С 60-65

[18] Bazarzhapov AD, VM Mishm, GB Shpynev, A mathematical analysis of geomagnetic variation fields, Gerlands Beitr Gcophysik, Bd 85, Leipzig, 1976, P 76-82

[19] Мишин В M, А Д Базаржапов, Г Б Шпынев, Математический анализ поля геомаг-нигаых вариаций, Геомагнетизм и аэрономия, 1984 ,Т 24, №1, С 160-162

[20] Kamide Y, A D Richmond, S Matsushita, Estimation of ionospheric electric fields, ionospheric currents, and field-aligned currents from ground magnetic records, J Geophys Res V 86, 1981, P 801-813

[21] Richmond AD, Y Kamide, Mapping electrodynamic features of the high-latitude ionosphere from localized observations Technique, J Geophys Res, 1988 V 93 P 5741-5759

[22] Richmond A D , Assimilative mapping of ionospheric electrodynamics, Adv Space Res , 1992 12 (6) P 59

[23] Mishin VM, AD Bazarzhapov, TI Saifudinova, SB Lunyushkin, D Sh Shirapov, J Woch, L Ehasson, H Opgenoorth, J S Murphree, Different methods to determine the polar cap area, J Geomag Geoelectr, 1992 V 44 P 1207-1214

[24] Bazarzhapov AD , VM Mishin, The travelling magnetic separatnx in the course of substorms, Proc 5th International Conference Substorms, St Petersburg, Russia, 16-20 May 2000, ESA 2000 SP-443 P 33-36

[25] Ширапов Д Ш, В M Мишин, А Д Базаржапов, T И Сайфудинова, Улучшенный вариант техники инверсии магнитограмм и его применение к проблеме динамики открытого магнитного потока в хвосте геомагнитосферы, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 111, Новосибирск, Издательство СО РАН, 2000 С 154-172

[26] Mishin V М, Forster М, A D Bazarzhapov, ТI Saifudinova, Y A Karavaev, Р Staumng, J Watermann, V Golovkov, S Solovyev, Space weather parameters computed on the basis of the magnetogram inversion technique, Chinese J of Space Sci 2005 V 25(5) P 436-446

[27] Bazarzhapov AD, D Sh Shirapov, V M Mishin, TI Saifudinova, L V Minenko, A V Tashchilin, A new method of inversion magnetogram and the determination of the open magnetic flux in the tail lobes, Proc 5th International Conference on Substorms, St Petersburg, Russia, 16-20 May 2000 ESA SP-443 2000 P 469-472

[28] Shirapov D Sh , A D Bazarzhapov, V M Mishin, A development of the magnetogram inversion technique - the method of unified coefficients, Proc 5th International Conference on Substorms, St Petersburg, Russia, 16-20 May 2000, ESA SP-443, 2000 P 569-572

[29] Ширапов Д III , А Д Базаржапов, В M Мишин, Метод единых коэффициентов для расчета электрических полей и токов на ограниченном полигоне, Геомагнетизм и аэрономия, 2001 Т 41, С 388-393

[30] Ширапов Д Ш, А Д Базаржапов, В М Мишин, Развитие техники инверсии магнитограмм - метод единых коэффициентов, Геомагнетизм и аэрономия, 2002 Т 42 С 340-344

[31] Базаржапов А Д, В М Мишин, У Сухэ-Батор, JIП Сергеева, Опыт разложения геомагнитного поля по параметрам солнечного ветра, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 50, М Наука, 1980 С 20-30

[32] Базаржапов АД, ВМ Мишин, У Сухэ-Батор, О возможностях расчета скорости солнечного ветра и Z,Y компонент ММП по наземным геомагнитным измерениям, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 50, М Наука, 1980 С 31-36

[33] Базаржапов А Д , В М Мишин, У Сухэ-Батор, Опыт разложения геомагнитных вариаций по параметрам солнечного ветра (линейный регрессионный анализ данных отдельных станций), сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 50, М Наука, 1980 С 37-43

[34] Базаржапов А Д, В М Мишин, У Сухэ-Батор, К расчету скорости солнечного ветра по наземным геомагнитным измерениям, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 50, М Наука, 1980 С 44-49

[35] Базаржапов А Д, В М Мишин, У Сухэ-Батор, Прямой способ вычисления параметров солнечного ветра по наземным геомагнитным данным, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 53, М Наука, 1980 С 136-140

[36] Базаржапов А Д, В М Мишин, У Сухэ-Батор, Г Б Шпынев, К выбору спектра функций, включаемых в регрессионные ряды, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 53, М Наука, 1980 С 168-170

[37] Mishm V М, G В Shpynev, A D Bazarzhapov, Large-scale electric field and currents in the high latitude ionosphere and magnetosphere as a function of solar wind parameters, Adv Space Res v 1, COSPAR, 1981, P 159-169

[38] Базаржапов А Д , В M Мишин, К расчету параметров солнечного ветра по наземным геомагнитным измерениям, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 58, М Наука, 1982, С 126-134

[39] Мишин В М, Г Б Шпынев, АД Базаржапов, Непрерывный расчет электрического поля и токов в земной магнитосфере по наземным геомагнитным измерениям, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 58, М, "Наука", 1982, С 178-186

[40] Базаржапов А Д , В В Шеломенцев, В М Мишин, К выбору регрессионной модели высокоширотного поля геомагнитных вариаций, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 66, М Наука, 1983, С 138-149

[41] Шеломенцев В В , А Д Базаржапов, В М Мишин, Вклады отдельных членов регресссионного ряда, моделирующего высокоширотное поле геомагнитных вариаций, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 66, М Наука, 1983,С 149-153

[42] Базаржапов А Д, В В Шеломенцев, В М Мишин, Сравнение линейных и нелинейных моделей поля геомагнитных вариаций, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 66, М Наука, 1983, С 154-163

[43] Базаржапов А Д, Э И Немцова, В М Мишин, Остаточная геомагнитная вариация, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 85, М Наука, 1989, С 62-71

[44] Mishin VM, TI Saifiidinova, AD Bazarzhapov, D Sh Shirapov, and SB Lunyushkm, The magnetosphenc substorm scenano "with two active phases", m Proceedings "Substorms-1", ESA SP-335, 1992, P 297-302

[45] Mishin V, J Woch, L Eliasson, T Saifiidinova, A Bazarzhapov, D Shirapov, and S Lunyushkm, Substorm scenano with two active phases a study of CDAW-9C events, in Proceedings "Substorms-1", ESA SP-335, 1992, P 383-389

[46] Saifiidinova TI, AD Bazarzhapov, D Sh Shirapov, S В Lunyushkm, and VM Mishin, Substorm scenano with two active phases a study of CDAW-9-E events, in Proceedings "Substorms-1", ESA SP-335, 1992, P 391-394

[47] Мишин В М , А Д Базаржапов, Т И Сайфудннова, С Б Лунюшкин, Вход энергии из солнечного ветра в магнитосферу и сценарий суббури с двумя активными фазами, Сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 97, Новосибирск Наука, 1992 С 82-100

[48] MishmVM,AD Bazarzhapov, Т I Saifudinova, S В Lunyushkm, II Opgenoorth, Investigation of the CDAW9C-1 substorm, Proc Third International Conference on Substorms, Versailles, France, 12-17 Ivlay 1596, ESA 3F-3S5, 1396, Г 121-125

[49] Мишин В M , Т И Сайфудинова С Б Лунюшкин, А Д Базаржапов, Новые аргументы в поддержку сценария суббури с двумя активными фазами и неустойчивостью вытяжения хвоста магнитосферы, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 105, Новосибирск Издательство СО РАН, 1997, С 47-59

[50] Mi shin V М , Т I Saifudinova, A D Bazarzhapov, L Р Block, Н J Opgenoorth, Existing methods of a substorm timing neglect the two-stage development of a typical substorm active phase, Substorms-4, International Conference on Substorms-4, Terra Sci Publ Comp/Kluwer Acad Publ, 1998, P 87-90

[51] Mishin VM, ATY Lui, TI Saifudinova, and AD Bazarzhapov, Continuous stretching of the tail and spontaneous or tnggered substorm onsets, Substorms-4, International Conference on Substorms-4, Terra Sci Publ Comp/Kluwer Acad Publ, 1998, P 295-298

[52] Mishin V M , С T Russell, T I Saifudinova, A D Bazarzhapov, Study of weak sub-storms observed dunng December 8, 1990, Geospace Environment Modeling campaign Timing of different types of substorm onsets, I Geophys Res , 2000 V 105, NA10, P 23263-23276

[53] Mishin VM, TI Saifudinova, AD Bazarzhapov, CT Russell, W Baumjohann, R Nakamura, Tail stretching and different types of substorm onset, Proc 5th International Conference Substorms, St Petersburg, Russia, 16-20 May 2000, ESA SP-443, 2000, P 63-66

[54] Базаржапов АД, ТИ Сайфудинова, Основные режимы экстремальной магнитосфер ной бури 20 ноября 2003 г, Солнечно-земная физика, вып 8, Иркутск, 2005, С 164-168

[55] Mishin VM,M Foerster, TI Saifudinova, AD Bazarzhapov, L A Sapronova, VP Golovkov, P Staumng, J Watermann, and S I Solovyev, Basic regimes of the super-storm on Nov 20, 2003, and the problem substorms-storm, Proc of the Second International Symposium "Solar Extreme Events Fundamental Science and Applied Aspects" of Sept 26-30, 2005, Nor-Amberd, Armenia, ed by A Chilinganan and G Karapetyan, Cosmic Ray Division, Yerevan Alikhanyan Physics Institute, 2005, P 86-89

[56] Forster M, V M Mishin, P Staumng, J Watermann, TI Saifudinova, A D Bazarzhapov, Plasma convection in the Earth's magnetosphere and ionosphere during substorms. Advances in Space Research, 2006 V 38, issue 8, P 1750-1754

[57] Караваев ЮА, Л А Сапронова, АД Базаржапов, ТИ Сайфудинова, ЮВ Кузьминых, Энергетика магнитосферной супербури 20 ноября 2003 г, Солнечно-земная физика, вып 9, Иркутск, 2006, С 34-40

[58] Мишин В М , М Ферстер, Т И Сайфудинова, АД Базаржапов, Ю А Караваев, Л А Сапронова, С И Соловьев, Спонтанные суббури и упорядоченный тип магнитосфер-ных возмущений во время суббури 20 ноября 2003 г , Геомагнетизм и аэрономия, 2007 Т 47, № 4,, С 457-469

[59] Mishin V М, A D Bazarzhapov, Two types of the magnetic reconnection in the earth's tail dunng the 2002 08 02 substorm, "Geophysics and Astronomy", №3, Ulaanbaatar, Mongolia, 2007, P 91-97

[60] Мишин В M , T И Сайфудинова, Ю А Караваев, М А Курикалова, А Д Базаржапов, Пространственное распределение плотности продольных токов в полярной ионо-

сфере и вклад магнитозвуковых волн, Солнечно-земная физика, вып 11, Иркутск, 2008

[61] Мишин ВМ, АД Базаржапов, Эффекты суточного вращения Земли на планетарные ионосферные системы электрических токов, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца", вып 5, Иркутск, 1969 С 3-27

[62] Мишин В М , Матвеев М И , Г Б Шпынев, А Д Базаржапов, В X Компанец, Предварительные результаты расчета трехмерных систем электрических токов в магнитосфере по наземным данным геомагнитных возмущений, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 43, М Наука, 1977 С 14-17

[63] Potemra Т A Sources of large-scale Birkeland currents, Physical signatures of magne-tosphenc boundary layers processes, J A Hollet, A Egeland (eds), 1994, P 3-27

[64] Weimer D R, Map of ionospheric field-aligned currents as a function of the interplanetary magnetic field denved, J Geophys Res, 2001 V 106, (A7), P 12889-12902

[65] Papitashvili V О , F Christiansen, T Neubert, A new model of field-aligned currents denved from high-precision satellite magnetic field data, Geophys Res Lett 2002 V 29 N 14, 10 1029/2001GLO14207

[66] Papitashvili V, and D Weimer, New terminology for the high-latitude field-aligned current systems, AGU Fall Meeting, San Francisco, 2003

[67] Mishin V M , A D Bazarzhapov, G В Shpynev, Electric fields and currents in the Earth's magnetosphere, "Dynamics of the Magnetosphere", (A S S L v 78), Dordrecht, Holland, 1980 P 249-268

[68] Мишин В M , Г Б Шпынев, А Д Базаржапов, Д Ш Ширапов, Электрическое поле и токи в неоднородно проводящей высокоширотной ионосфере, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 53, М Наука, 1980 С 116-133

[69] Мишин В М , Г Б Шпынев, А Д Базаржапов, К У Вагнер, А Графе, Продольные токи и перенос энергии солнечного ветра в земною магнитосферу, сб Проблемы солнечно-земных связей, Ылым, Ашхабад, 1981 С 132-152

[70] Weimer D R, Models of high-latitude electnc potentials denved with a least error fit of sphencal harmonic coefficients, J Geophys Res, 1995 V 100 P 19595-19607

[71] Weimer DR, A flexible, IMF dependent model of high-latitude electnc potentials having "spaceweather" applications, Geophys Res Lett, 1996 V 23, P 2549-2552

[72] Russell С T, and R L McPherron, The magnetotail and substorm, Space Sci Rev, 1973 V 15 P 205-266

[73] BakerDN,TI Pulkkinen, V Angelopoulos, W Baumjohann, RL McPherron, Neutral line model of substorms Past results and present view, J Geophys Res, 1996 V 101 N6 P 12975-13010

[74] Baker D N, W К Peterson, S Enksson, et al, Timing of magnetic reconnection initiation during a global magnetosphenc substorm onset, Geophys Res Lett, 2002 29(24), 2190, doi 10 1029/2002GLO 15539

[75] Lui, A T Y, Current disruption in the Earth's magnetosphere Observations and models, J Geophys Res, 1996 V 101 P 13067-13088

[76] Lui A T Y, Current controversies in magnetosphenc physics, Reviews of Geophysics, 2001 V 39 P 535-563

[77] Мишин В M, А Д Базаржапов, А. А Анистратенко, JIВ Аксенова, Электрические токи и магнитосферная конвекция, создаваемые незамагниченным солнечным ветром, Геомагнетизм и аэрономия, т 18, №4, 1978, 751-753

[78] Мишин В М, А Д Базаржапов, А А Анистратенко, Об эффектах X и Y компонент межпланетного магнитного поля в магнитосфере Земли, Геомагнетизм и аэрономия,

1978 Т 18, №5 С 939-942

[79J Mishin VM, AD Bazarzhapov, G В Shpynev, Electric fields and currents in the Earth's magnetosphere, "Dynamics of the Magnetosphere", (A S S L V 78), Dordrecht, Holland, 1980 P 249-268

[80] Базаржапов А Д, В M Мишин, У Сухэ-Батор, Д Ш Ширапов, Г Б Шпынев, Электрические поля и токи в магнитосфере, создаваемые незамагниченным солнечным ветром, со Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Силицл, выи 50, М Наука, 19S0 С 16-19

[81] Базаржапов А Д, В М Мишин, У Сухэ-Батор, Л П Сергеева, Опыт разложения геомагнитного поля по параметрам солнечною ветра, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 50, М Наука, 1980 С 20-30

[82] Winglee R М , V О Papitashvili, D R Weimer, Comparison of the high-latitude ionospheric electrodynamics inferred from global simulations and semiempincal models for the January 1992 GEM campaign, J Geophys Res, 1997 V 102 P 26961-26977

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Мишин В М , А Д Базаржапов, Выбор спектра полиномов Лежандра, аппроксимирующих наблюдаемое Sq-поле, Геомагнитные исследования, 1966 №8 С 23-30

2 Базаржапов А Д , О выборе спектра сферических гармоник в задачах аппроксимации геомагнитных полей, сб Земной магнетизм, полярные сияния и УНЧ-излучение (Изв СибИЗМИР, вып 1), Иркутск, 1966, С 160-163

3 Мишин В М, А Д Базаржапов, Эффекты суточного вращения Земли на планетарные ионосферные системы электрических токов, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 5, Иркутск, 1969 С 3-27

4 Базаржапов АД, ЛП Сергеева, Некоторые возможности повышения точности аналитического представления глобальных полей геомагнитных вариаций, Сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 30, 1974, С 144-150

5 Шпынев Г Б , А Д Базаржапов, В М Мишин, Выбор оптимального спектра аппроксимирующих функций при аналитическом представлении экспериментальных данных, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 32 М Наука, 1974 С 60-65

6 Мишин В М, А Д Базаржапов, Э И Немцова, Г В Попов, В В Шеломенцев, Влияние ММП на магнитосферную конвекцию и электрические токи в ионосфере, сб Суббури и возмущения в магнитосфере, Л Наука, 1975 С 191-207

7 Мишин В М, А Д Базаржапов, Э И Немцова, А А Анистратенко, Магнитосфер-ная конвекция и электрические токи в высоких и средних широтах, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 36 М Наука, 1975 С 18-25

8 Bazarzhapov AD, VM Mishm, G В Shpynev, A mathematical analysis of geomagnetic variation fields, Gerlands Beitr Geophysik, Bd 85, Leipzig, 1976, P 76-82

9 Мишин В M , МИ Матвеев, Г Б Шпынев, А Д Базаржапов, В X Компанец, Расчет трехмерных систем токов в магнитосфере по наземным геомагнитным данным, Симпозиум КАПГ по солнечно-земной физике Тезисы докладов, ч 3, Тбилиси, сент 1976 М Наука, 1976 С 168-170

10 Мишин В М , Матвеев М И, Г Б Шпынев, А Д Базаржапов, В X Компанец, Предварительные результаты расчета трехмерных систем электрических токов в магнитосфере по наземным данным геомагнитных возмущений, сб Исследования по геомагнетизму,

аэрономии и физике Солнца, выгт43, М, "Наука", 1977, С 14-17

11 Мишин В М , А Д Базаржапов, А А Анистратенко, Об эффектах X и Y компонент ММП в геомагнитосфере, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 43, М Наука, 1977 С 60-65

12 Мишин ВМ, АД Базаржапов, А А Анистратенко, JTB Аксенова, Электрические токи и магнитосферная конвекция, создаваемые незамагниченным солнечным ветром, Геомагнетизм и аэрономия, 1978 Т 18, №4 С 751-753

13 Мишин В М, А Д Базаржапов, А А Анистратенко, Об эффектах X и Y компонент межпланетного магнитного поля в магнитосфере Земли, Геомагнетизм и аэрономия, 1978 Т 18, №5 С 939-942

14 Базаржапов АД, МИ Матвеев, ВМ Мишин, Геомагнитные вариации и бури (монография), Новосибирск Наука, 1979 248с

15 Базаржапов А Д, В М Мишин, ДIII Ширапов, Г Б Шпынев, Электрические поля и токи в спокойной магнитосфере, рассчитанные по наземным геомагнитным измерениям, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 46 М Наука, 1979 С 13-22

16 Mishin VM, AD Bazarzhapov, GB Shpynev, Electnc fields and currents in the Earth's magnetosphere, "Dynamics of the Magnetosphere", (A S S L V 78), Dordrecht, Holland, 1980 P 249-268

17 Базаржапов АД, ВМ Мишин, У Сухэ-Батор, ДШ Ширапов, Г Б Шпынев, Электрические поля и токи в магнитосфере, создаваемые незамагниченным солнечным ветром, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 50 М Наука, 1980 С 16-19

18 Базаржапов А Д, В М Мишин, У Сухэ-Батор, Л П Сергеева, Опыт разложения геомагнитного поля по параметрам солнечного ветра, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 50 М Наука, 1980 С 20-30

19 Базаржапов А Д, В М Мишин, У Сухэ-Батор, О возможностях расчета скорости солнечного ветра и Z, Y компонент ММП по наземным геомагнитным измерениям, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 50 М Наука, 1980 С 31-36

20 Базаржапов А Д, В М Мишин, У Сухэ-Батор, К расчету скорости солнечного ветра по наземным геомагнитным измерениям, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 50 М Наука, 1980 С 44-49

21 Мишин В М, Г Б Шпынев, АД Базаржапов, Д Ш Ширапов, Электрическое поле и токи в неоднородно проводящей высокоширотной ионосфере, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 53 М Наука, 1980 С 116-133

22 Базаржапов А Д, В М Мишин, У Сухэ-Батор, Прямой способ вычисления параметров солнечного ветра по наземным геомагнитным данным, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 53 М Наука, 1980 С 136-140

23 Сухэ-Батор У, В М Мишин, А Д Базаржапов, Г Б Шпынев, Д Ш Ширапов, Некоторые результаты анализа переменного геомагнитного поля в высоких широтах, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 53 М Наука, 1980 С 141-156

24 Базаржапов А Д , В М Мишин, У Сухэ-Батор, Г Б Шпынев, К выбору спектра функций, включаемых в регрессионные ряды, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 53 М Наука, 1980 С 168-170

25 Mishin V М, G В Shpynev, A D Bazarzhapov, Large-scale electric field and currents in the high latitude ionosphere and magnetosphere as a function of solar wind parameters, Adv Space Res, 1981, COSPAR V 1 P 159-169

26 Мишин В M, Г Б Шпынев, А Д Базаржапов, К У Вагнер, А Графе, Продольные токи и перенос энергии солнечного вечра в земную магнитосферу, сб Проблемы солнечно-земных связей, Ылым, Ашхабад, 1981 С 132-152

27 Базаржапов АД, В M Мишин, К расчету параметров солнечного ветра по наземным геомагнитным измерениям, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 58 M Наука, 1982 С 126-134

28 МишинВМ,! Ь Шпынев, АД Базаржапов, Непрерывный расчет электрически! и поля и токов в земной магнитосфере по наземным геомагнитным измерениям, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 58, M Наука, 1982 С 178-186

29 Мишин В M , Т И Сайфудинова, Г Б Шпынев, Д III Ширапов, А Д Базаржапов, С Б Лунюшкин, В Баумйоханн, Новая концепция магнитосферных суббурь на примерах 6 марта 1976 г, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 61, M Наука, 1982 С 242-287

30 Базаржапов А Д, В В Шеломенцев, В M Мишин, К выбору регрессионной модели высокоширотного поля геомагнитных вариаций, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 66, M Наука, 1983 С 138-149

31 Шеломенцев В В, А Д Базаржапов, В M Мишин, Вклады отдельных членов регрес-ссионного ряда, моделирующего высокоширотное поле геомагнитных вариаций, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 66, M Наука, 1983 С 149-153

32 Мишин В M, А Д Базаржапов, Г Б Шпынев, Математический анализ поля геомагнитных вариаций, Геомагнетизм и аэрономия, 1984 Т 24, № 1 С 160-162

33 Базаржапов А Д, Э И Немцова, В M Мишин, Остаточная геомагнитная вариация, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 85, M Наука, 1989 С 62-71

34 Ширапов Д Ш, В M Мишин, А Д Базаржапов, Эффект ММП By на конвекцию в ионосфере и магнитосфере, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 85, M Наука, 1989 С 89-95

35 ForsterM, VM Mishin, TI Saifudinova, D Sh Shirapov, S В Lunyushkm, AD Ba-zarzhapov, Contribution of two processes to magnetospheric energy and momentum input dunng the CDAW-W period, Annales Geophysicae, 1991 V 9 P 495-499

36 Mishin VM, TI Saifiidinova, AD Bazarzhapov, D Sh Shirapov, and SB Lunyushkm, The magnetospheric substorm scenario "with two active phases", in Proceedings "Substorms-1", ESA SP-335, 1992 P 297-302

37 Saifudinova TI, AD Bazarzhapov, D Sh Shirapov, SB Lunyushkm, and VM Mishm, Substorm scenario with two active phases a study of CDAW-9-E events, in Proceedings "Substorms-1", ESA SP-335, 1992 P 391-394

38 Mishin VM, AD Bazarzhapov, T I Saifudinova, S В Lunyushkm, D Sh Shirapov, J Woch, L Eliasson, H Opgenoorth, J S Murphree, Different methods to determine the polar caparea, J Geomag Geoelectr, 1992 V 44 P 1207-1214

39 Мишин В M, А Д Базаржапов, Т И Сайфудинова, С Б Лунюшкин, Вход энергии из солнечного ветра в магнитосферу и сценарий суббури с двумя активными фазами, Сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 97, Новосибирск Наука, 1992 С 82-100

40 Мишин В M, Т И Сайфудинова, А Д Базаржапов, Д Ш Ширапов, С Б Лунюшкин, Исследование суббури CDAW-9B 2-3 апреля 1986, сб Исследования по 1еомагне-тизму, аэрономии и физике Солнца, вып 100, Новосибирск Наука, 1993 С 222-243

41 Mishin VM, AD Bazarzhapov, TI Saifiidinova, SB Lunyushkm, H Opgenoorth, Investigation of the CDAW9C-1 substorm, Proc Third International Conference on Substorms, Versailles, France, 12-17 May 1996, ESA SP-389, 1996, P 121-125

42 Мишин В M, T И Сайфудинова, С Ь Лунюшкин, А Д Базаржапов, Новые аргументы в поддержку сценария суббури с двумя активными фазами и неустойчивостью вытяжения хвоста магнитосферы, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 105, Новосибирск Издательство СО РАН, 1997 С 47-59

43 Mishin V М , L Р Block, A D Bazarzhapov, ТI Saifiidinova, S В Lunyushkm, D Sh Shirapov, J Woch, L Ehasson, G T Marklund, L G Blomberg, H Opgenoorth, A study of the CD AW 9C substorm of May 3, 1986, using magnetogram inversion technique 2, and a substorm scenario with two active phases, J Geophys Res, 1997 V 102, NA9 P 19845-19859

44 Мишин В M , А Д Базаржапов, Т И Сайфудинова, С Б Лунюшкин, О некоторых нерешенных вопросах физики суббурь и геомагнитного хвоста, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 105, Новосибирск Издательство СО РАН, 1997 С 38-47

45 Mishin V М, ТI Saifiidinova, A D Bazarzhapov, L Р Block, Н J Opgenoorth, Existing methods of a substorm timing neglect the two-stage development of a typical substorm active phase, Substorms-4, International Conference on Substorms-4, Terra Sci Publ Comp/Kluwer Acad Publ, 1998 P 87-90

46 Saifiidinova TI, AD Bazarzhapov, and V M Mishin, Timing pseudo- and true- expansion onset of the CDAW6 substorm of March 22, 1979, Substorms-4, International Conference on Substorms-4, Terra Sci Publ Comp/Kluwer Acad Publ, 1998 P 331-334

47 Ширапов Д III, В M Мишин, А Д Базаржапов, T И Сайфудинова, Улучшенный вариант техники инверсии магнитограмм и его применение к проблеме динамики открытого магнитного потока в хвосте геомагнитосферы, сб Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып 111, Новосибирск Издательство СО РАН, 2000 С 154-172

48 Ширапов Д Ш, В М Мишин, А Д Базаржапов, Улучшенный способ потенциального анализа поля геомагнитных вариаций, Геомагнетизм и аэрономия, 2000 Т 40, №4, С 107-108

49 Mishin V М , С Т Russell, Т I Saifiidinova, A D Bazarzhapov, Study of weak sub-storms observed during December 8, 1990, Geospace Environment Modeling campaign Timing of different types of substorm onsets, J Geophys Res, 2000 V 105, NAI0 P 23263-23276

50 Bazarzhapov A D , V M Mishin, The travelling magnetic separatnx in the course of substorms, Proc 5th International Conference Substorms, St Petersburg, Russia, 16-20 May 2000, ESA SP-443, 2000 P 33-36

51 Mishin V M, TI Saifiidinova, A D Bazarzhapov, С T Russell, W Baumjohann, R Na-kamura, Tail stretching and different types of substorm onset, Proc 5th International Conference Substorms, St Petersburg, Russia, 16-20 May 2000, ESA SP-443, 2000 P 63-66

52 Bazarzhapov AD, DSh Shirapov, VM Mishin, TI Saifiidinova, LV Minenko, AV Tashchilin, A new method of mversion magnetogram and the determination of the open magnetic flux in the tail lobes, Proc 5th International Conference Substorms, St Petersburg, Russia, 1620 May 2000, ESA SP-443, 2000 P 469-472

53 Mishin V M , T Saifiidinova, A Bazarzhapov, С T Russell, W Baumjohann, R Na-kamura, M Kubyshkina, Two distinct substorm onsets, J Geophys Res, 2001 V 106, NA7, P 13105-13118

54 Ширапов Д Ш, А Д Базаржапов, В M Мишин, Развитие техники инверсии магнитограмм - метод единых коэффициентов, Геомагнетизм и аэрономия, 2002 Т 42 С 340-344

55 Mishin VM, Forster M, AD Bazarzhapov, TI Saifudinova, Y A Karavaev, P Staun-mg, J Watermann, V Golovkov, S Solovyev, Space weather parameters computed on the basis of the magnetogram inversion technique, Chinese J of Space Sei, 2005 V 25(5) P 436-446

56 Базаржапов АД, T И Сайфудинова, Основные режимы экстремальной магшгго-сферной бури 20 ноября 2003 г, Солнечно-земная физика, вып 8, Иркугск, 2005 С 164-168

57 Forster М, VM Mishin, Р Staumng, J Watermann, TI Saifudinova, AD Bazarz-

vancesin Space Research 2006 V 38, issue 8 P 1750-1754

58 Mishin VM,M Foerster, TI Saifudinova, AD Bazarzhapov, L A Sapronova, VP Golovkov, P Staumng, J Watermann, and S I Solovyev, Dynamics of the field-aligned current systems observed during the super-storm on Nov 20, 2003, Proc of the Second International Symposium "Solar Extreme Events Fundamental Science and Applied Aspects" of Sept 26-30, 2005, Nor-Amberd, Armenia, ed by A Chihngarian and G Karapetyan, Cosmic Ray Division, Yerevan Alikhanyan Physics Institute, 2006 P 79-82

59 Mishin V M, M Foerster, T I Saifudinova, A D Bazarzhapov, L A Sapronova, V P Golovkov, P Staumng, J Watermann, and S I Solovyev, Basic regimes of the super-storm on Nov 20, 2003, and the problem substorms-storm, Proc of the Second International Symposium «Solar Extreme Events Fundamental Science and Applied Aspects» of Sept 26-30, 2005, Nor-Amberd, Armenia, ed by A Chilinganan and G Karapetyan, Cosmic Ray Division, Yerevan Alikhanyan Physics Institute, 2006, P 86-89

60 Караваев IO A, Л А Сапронова, А Д Базаржапов, T И Сайфудинова, Ю В Кузьминых, Энергетика магнитосферной супербури 20 ноября 2003 г, Солнечно-земная физика, вып 9, Иркутск, 2006 С 34-40

61 Мишин В М , М Ферстер, Т И Сайфудинова, А Д Базаржапов, Ю А Караваев, Л А Сапронова, С И Соловьев, Спонтанные суббури и упорядоченный тип магнитосфер-ных возмущений во время суббури 20 ноября 2003 г , Геомагнетизм и аэрономия, 2007 Т 47, № 4, С 457-^69

62 Mishin V М, A D Bazarzhapov, Two types of the magnetic reconnection in the earth's tail dunng the 2002 08 02 substorm, "Geophysics and Astronomy", №3, Ulaanbaatar, Mongolia, 2007 P 91-97

63 Мишин В M , T И Сайфудинова, Ю А Караваев, М А Курикалова, А Д Базаржапов, Пространственное распределение плотности продольных токов в полярной ионосфере и вклад магнитозвуковых волн, Солнечно-земная физика, вып 11, Иркутск, 2008

Отпечатано в издательском отделе ИСЗФ СО РАН Заказ № 86 от 27 марта 2008 г Объем 31 с Тираж 150 экз

Содержание диссертации, доктора физико-математических наук, Базаржапов, Александр Дашицыренович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Потенциальный анализ поля геомагнитных вариаций

1.1. Сферический гармонический анализ

1.2. Выбор оптимального спектра аппроксимирующих гармоник

1.3. Регуляризация решения плохо обусловленных систем линейных алгебраических уравнений

1.4. Методы выбора оптимального спектра аппроксимирующих функций

1.4.1. Ортогонализация базисных функций

1.4.2. Выбор оптимального спектра на основе оценки вкладов

1.4.2.1. Метод наибольших вкладов

1.4.2.2. Модификация метода наибольших вкладов

1.5. Влияние неравномерности пространственного распределения мировой сети наземных магнетометров

1.5.1. ПГВ в спокойных условиях

1.5.2. Высокоширотное ПГВ в возмущенных условиях и оптимальная длина спектра сферических гармоник

1.5.3. Способ уменьшения влияния неоднородностей сети станций

1.6. Итоги главы

ГЛАВА 2. Техника инверсии магнитограмм

2.1. Основные уравнения

2.2. Вариант ТИМ

2.3. Вариант ТИМ

2.4. Расширенный набор выходных параметров (ТИМ-2)

2.5. Итоги главы

ГЛАВА 3. Метод единых коэффициентов

3.1. Алгоритм

3.2.Тест

3.3. Модифицированный МЕК

3.4.Итоги главы

ГЛАВА 4. Сценарий магнитосферной суббури с двумя активными фазами

4.1. Фазы суббурь

4.2. Слабые суббури 8 декабря 1990 г.

4.3. Супербуря 20 ноября 2003 г.

4.4. Пространственное распределение плотности продольных токов в полярной ионосфере

4.5. Итоги главы

ГЛАВА 5. Регрессионная математическая модель ПГВ

5.1. База данных

5.1.1. Среднечасовые данные

5.1.2. Минутные данные

5.2. Ранние модели

5.3. Экзамен модели ПГВ

5.4. Остаточная геомагнитная вариация - основное состояние ПГВ

5.5. Вклад параметров солнечного ветра

5.6. Модель геомагнитных вариаций в ходе суббурь 22 марта 1979 г.

5.7. Наземная диагностика параметров солнечного ветра

5.7.1. Расчет параметров солнечного ветра

5.7.2. Линейная модель ПГВ по данным отдельных станций и расчет параметров солнечного ветра

5.7.3. Прямой способ расчета параметров солнечного ветра по наземным геомагнитным измерениям

5.8. Итоги главы

ГЛАВА 6. Многофакторная регрессионная годовая модель ПГВ

6.1. Алгоритм и база данных

6.2. Сравнение модельных и наблюдаемых полей геомагнитных вариаций

6.2.1. Суббуря 22 ноября 1995 г.

6.2.2. Суббуря 28 августа 1986 г.

6.2.3. Суббуря 2-3 апреля 1986 г.

6.3. Симуляция ионосферного электрического потенциала

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Техника инверсии магнитограмм и некоторые ее применения в исследовании солнечно-земных связей"

Диссертация посвящена разработке Техники Инверсии Магнитограмм (ТИМ) и ее применениям в исследовании глобальных электродинамических процессов в магнитосфере Земли.

Актуальность проблемы. Магнитосфера Земли - сложная глобальная система взаимодействия плазмы, полей, волн и энергичных частиц - служит одной из основных составляющих среды человеческой жизнедеятельности. Магнитосфера подвержена непрерывным изменениям, включая суббури и бури, которые вызывают изменения электромагнитного поля Земли, глобальных систем электрических токов и конвекции плазмы, нарушают нормальную работу систем связи, транспортных и других систем, важных для мирового народного хозяйства, и влияют на организм человека и биосферу в целом. Поэтому исследования магнитосферы проводятся с середины XX века силами международного сообщества, в них задействованы сотни искусственных спутников Земли и обширная международная сеть разнообразных наземных геофизических обсерваторий. Поиск и разработка методов, позволяющих связать и обобщить разрозненные измерения, разбросанные в пространстве и времени, имеют фундаментальное значение в физике геомагнитосферы.

Спутники не обеспечивают разделения наблюдаемых изменений произвольного магнитосферного параметра Р на пространственную (У-У)Р и временную (5Р/сН) составляющие. Измерения на спутниках не позволяют разделить локальные и глобальные аспекты изучаемого явления. Чтобы описать пространственное распределение произвольного параметра Р на площади глобального масштаба, нужны тысячи пролётов спутника над этой площадью. Поэтому глобальная картина может быть получена по измерениям на спутнике только осреднением многолетних измерений. Это значит, что локальные особенности распределения Р, если эти особенности переменны во времени, теряются при осреднении значений Р. Требуются дополнительные наземные методы, свободные от названных принципиальных недостатков и обеспечивающие мониторинг глобального пространственного распределения физических параметров магнитосферы. Наземные методы позволяют организовать такой мониторинг, благодаря тому, что пространственная картина явления в магнитосфере проецируется в ионосферу вдоль геомагнитных силовых линий как на экран, доступный наблюдениям на Земле.

Одним из основных современных методов глобального мониторинга магнитосферы наземными средствами является Техника Инверсии Магнитограмм, ТИМ. Три варианта ТИМ разработаны в группе ТИМ ИСЗФ по инициативе и под руководством В. М. Мишина в середине 70-х. Эти методы получили международную известность и непрерывно модернизируются в ИСЗФ и за рубежом вплоть до настоящего времени.

ТИМ работает на основе данных непрерывной регистрации геомагнитных вариаций мировой сетью наземных магнетометров. Выходные данные ТИМ охватывают широкий набор основных параметров состояния магнитосферы, включая упомянутые основные глобальные и локальные характеристики электромагнитного поля Земли, системы токов и конвекции плазмы, и ранее недоступный набор параметров энергетики спокойной магнитосферы и магнитосферных возмущений.

Данные ТИМ используются также для диагностики и прогноза геоэффективных параметров солнечного ветра, диагностики и прогноза космической погоды. В последние годы развивается новое направление - аналогия развития солнечных вспышек и геомагнитных суббурь, где используются принципы и методы, разработанные на основе ТИМ.

Число действующих наземных магнетометров быстро увеличивается, особенно в XXI веке, вместе с требованиями к пространственному разрешению и точности их мировой сети. Растут запросы науки к ассортименту и объёму информации, извлекаемой с помощью ТИМ. Таким образом, актуальность развития и применений ТИМ в мировой науке и для целей службы космической погоды сохраняется и растёт: ТИМ систематически используется в непрерывно растущем числе международных проектов исследования магнитосферы и ионосферы.

Конкретные задачи, решённые в диссертации, таковы:

1. Разработка методов выбора оптимального спектра функций, аппроксимирующих потенциал поля геомагнитных вариаций (ПГВ), и обеспечивающих математическое описание пространственного распределение магнитного потенциала спокойного и возмущённого ПГВ.

2. Разработка последовательно улучшаемых алгоритмов и программ ТИМ (ТИМ-0, ТИМ-1, ТИМ-2), обеспечивающих математический синтез измерений мировой сети наземных магнетометров и вычисление ранее недоступных мгновенных пространственных распределений (карт) электрического поля и токов в ионосфере и магнитосфере Земли.

3. Разработка алгоритма и программ «метода единых коэффициентов», МЕК, позволяющего использовать для вычисления выходных данных ТИМ, наряду с данными наземных магнетометров, измерения магнитного и электрического полей на спутниках.

4. Разработка регрессионных моделей ПГВ и эпигностической модели диагностики параметров солнечного ветра и компонентов ММП. Регрессионная модель должна обеспечить вычисление названных выше выходных параметров ТИМ на основе доступного в настоящее время набора параметров солнечного ветра, измеряемых на спутниках.

5. Разработка методов вычисления на основе данных ТИМ ряда ранее недоступных параметров, определяющих энергетику магнитосферных бурь: «открытого» магнитного потока хвоста магнитосферы, потока электромагнитной энергии в магнитосферу, и мощности возникающего в магнитосфере возмущения.

6. Разработка нового «сценария магнитосферной суббури с двумя активными фазами».

Методы исследования

Методы выбора оптимального спектра ряда гармонических функций, описывающего пространственное распределение магнитного потенциала ПГВ по измерениям на неоднородной сети магнетометров, разработаны в трёх вариантах как оригинальные аналоги известных методов регуляризации по Тихонову некорректно поставленных математических задач. Аппроксимация ПГВ рядами гармонических функций обеспечивает получение основного массива входных данных ТИМ. Далее используется основной алгоритм ТИМ, который сводится к решению двух эллиптических дифференциальных уравнений второго порядка, вытекающих из обобщённого закона Ома. Численное решение этих уравнений обеспечивает последовательное вычисление распределения в ионосфере электрического потенциала и плотности продольных токов при заданном пространственном распределении электрического потенциала и 2П)-модели ионосферной электропроводности.

Переход от ТИМ-0 к ТИМ-1 выполнен благодаря введению улучшенной (неоднородной) модели электропроводности ионосферы. Алгоритм и программы ТИМ-2 получены на основе ТИМ-1 и дополнительных оригинальных методов оценки серии ранее недоступных основных параметров энергетики магнитосферных возмущений. Эти методы обеспечили также разработку нелинейных регрессионных моделей ПГВ.

Достоверность и обоснованность полученных результатов систематически проверялась и подтверждалась путём сравнения результатов вычислений и анализа с опытными данными и данными независимых методов вычислений.

Научная новизна

Следующие, основные, полученные в диссертации результаты, являются новыми: 1. Разработаны и впервые использованы в практике многофакторного математического анализа поля геомагнитных вариаций оригинальные методы выбора оптимального спектра функций, аппроксимирующих пространственное распределение магнитного и электрического потенциала мгновенных полей магнитных вариаций и бурь.

2. На основе методов п.1 разработана серия алгоритмов и программ ТИМ-0 и ТИМ-1, которые впервые обеспечили вычисление на основе данных сети наземных магнетометров глобальных (Ф > 60°) карт пространственного распределения в ионосфере и магнитосфере электрического поля и токов, ответственных за геомагнитные вариации и бури. Алгоритм ТИМ-1 был скопирован за рубежом и используется до настоящего времени в США, Японии и Европе.

3. Разработан алгоритм ТИМ-2, впервые обеспечивший вычисление, на основе данных ТИМ-1, серии основных электродинамических параметров энергетики глобальных магнитосферных возмущений.

4. Разработан расширенный вариант техники инверсии магнитограмм - Метод Единых Коэффициентов (МЕК), обеспечивающий применение в качестве входных данных ТИМ внеземных измерений естественных магнитных и электрических полей.

5. На основе методов п.1 впервые разработана регрессионная модель серии основных электродинамических параметров глобальных магнитосферных возмущений, включая компоненты ПГВ и электрических и магнитных полей в ионосфере. Модель позволяет вычислять двухмерные пространственные распределения названных параметров на основе входных данных: параметры солнечного ветра, компоненты межпланетного магнитного поля, время года и суток, и АЕ индексы.

6. На основе ТИМ-2 в 80-90-х гг. выполнены и продолжаются до настоящего времени исследования магнитных и магнитосферных суббурь и бурь. Создан оригинальный «сценарий магнитосферной суббури с двумя активными фазами». Этот сценарий ИСЗФ получает признание в литературе как результат синтеза двух моделей, которые до настоящего времени остаются в мировой литературе основными, но альтернативными. На основе нового сценария описаны особенности супербурь. Обнаружена ранее неизвестная периодичность - «горбы» и «впадины» - в пространственном распределении интенсивности продольных токов (ПТ) в объёме магнитосферы. В предложенной гипотезе эти «горбы» и «впадины» обусловлены выбросом плазмы и магнитозвуковыми волнами, которые возникают (с периодом ~103 сек) при разрывах тока вблизи дневной магнитопаузы и в средней области ночного хвоста.

Практическая ценность. Геомагнитные вариации и магнитные бури, создающие переменное магнитное поле Земли, были одной из главных проблем солнечно-земной физики, изучаемых во время международных проектов: МПГ (Международного Полярного Года), МГГ (Международного Геофизического Года), МГСС (Международного Года Спокойного года), CDAW (Coordinated Data Analysis Workshop), GEM (Geospace Environment Modeling), SEE (Solar Extreme Events) и др. Проблема магнитных и магнитосферных возмущений вошла в список ключевых и в программе Международного Гелиофизического Года, которая выполняется в настоящее время. Информация, которую обеспечивают данные о колебаниях геомагнитного поля, остается необходимой для многих разделов физики земной магнитосферы, физики ионосферы и физики солнечно-земных связей в целом. Достаточно отметить, что основные сведения о глобальных системах токов в магнитосфере и ионосфере были получены и добываются в настоящее время на основе данных наблюдений магнитных вариаций и бурь. Эти данные систематически используются и улучшают совремённые методы количественного описания глобальных систем магнитного поля, а также электрического поля и токов в ионосфере и магнитосфере Земли. Они расширяют возможности наземной диагностики параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля и комплекса электродинамических параметров, определяющих состояние ионосферы и магнитосферы Земли. Информация о ПГВ и магнитных бурях находит разнообразные практические применения: для прогноза условий распространения радиоволн, в разведке полезных ископаемых, при магнитных съемках, для обеспечения условий безопасности протяжённых ЛЭП, линий кабельной связи, газо- и нефтепроводов, и т.д. Таким образом, результаты диссертации могут быть использованы в практике исследований солнечно-земной физики, и в получающей всё большее распространение в мире Службе Космической Погоды.

На защиту выносятся следующие положения

1. Разработан комплекс оригинальных методов оптимального выбора функций, аппроксимирующих потенциал поля геомагнитных вариаций, из произвольно заданного начального ряда гармонических функций.

2. Разработан комплекс методов «техники инверсии магнитограмм», ТИМ, обеспечивающей вычисление мгновенных глобальных пространственных распределений магнитного и электрического полей возмущений в магнитосфере Земли, систем электрических токов в магнитосфере и ионосфере, и набора других, ранее недоступных исследователям, основных электродинамических параметров магнитосферных возмущений. Входные данные ТИМ - набор трёх компонент поля геомагнитных вариаций, измеряемых на существующей сети наземных магнетометров.

3 Разработан «метод единых коэффициентов», МЕК, обеспечивающий тот же набор выходных параметров, что и ТИМ, но на основе набора входных данных, дополненного результатами измерений магнитного и электрического поля в космосе.

4 Разработана нелинейная регрессионная модель поля спокойных и возмущённых геомагнитных вариаций, которая, в соединении с ТИМ или МЕК, обеспечивает расчет всего названного выше набора выходных параметров ТИМ на основе заданных параметров солнечного ветра и некоторых других общедоступных внутри-магнитосферных параметров.

5 Разработан новый «сценарий магнитосферных суббурь с двумя активными фазами», который позволяет синтезировать две, основные в литературе последних 20 лет, но остающиеся альтернативными, модели суббури.

6 В целом, создан, внедрён в практику, и получил международное признание комплекс алгоритмов и программ, обеспечивающий вычисление ряда, ранее недоступных, основных электромагнитных параметров магнитосферных суббурь и бурь - на основе либо существующей сети наземных магнитометров, либо на основе обычно доступной базы данных измерений параметров солнечного ветра на спутниках. В отличие от методов, использующих измерения на спутниках, новые методы обеспечивают разделение наблюдаемых изменений произвольного магнитосферного параметра Р на пространственную (У-У)Р и временную (йР/о1) составляющие, а также разделение локальных и глобальных аспектов изучаемого явления.

Реализация результатов. Исследования по теме диссертации проведены в рамках плановых тем Отдела исследования магнитосферы и межпланетной среды Института солнечно-земной физики СО РАН. Результаты и выводы, полученные в диссертации в 19702007 годах, использовались в ряде хоздоговорных тем, выполненных в ИСЗФ. Часть результатов получена в рамках тем, получивших гранты: РФФИ № 96-05-64348, РФФИ № 98-05-65406, РФФИ-ННИО № 98-05-04133, РФФИ № 99-05-65234, РФФИ № 01-05-65374, ИНТАС № 01-0142, РФФИ-ННИО № 02-05-04002, РФФИ № 02-05-64159, РФФИ № 05-0565170.

Объём работы. Диссертация содержит 288 страницы текста, 68 рисунков, 23 таблицы и список использованной литературы, включающий 271 наименование.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Базаржапов, Александр Дашицыренович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведем основные результаты диссертационной работы.

1. Разработана техника инверсии магнитограмм - новый метод исследования крупномасштабных процессов в магнитосфере Земли, основанный на измерениях геомагнитных вариаций на мировой сети магнитных обсерваторий. В частности, разработаны алгоритмы ряда последовательно улучшаемых вариантов ТИМ (ТИМ-0, ТИМ-1 и ТИМ-2). На базе ТИМ разработан метод определения магнитного потока в открытом хвосте геомагнитосферы (VP), и методы определения основных параметров магнитосферных процессов, определяющих энергетику космической погоды. Эти параметры: поток электромагнитной энергии из солнечного ветра в геомагнитосферу (s'), полная мощность возмущения (Qt), накопленная в хвосте магнитосферы энергии (W) и длина хвоста (L), а также карты конвекционных систем в полярной ионосфере. Испытания показали, что методы ТИМ обеспечивают более высокую точность и полноту информации о названных параметрах, чем известные из литературы методы службы космической погоды. ТИМ получил широкое распространение в физике магнитосферы, как в России, так и за рубежом. В настоящее время ТИМ используется в повседневной практике как один из компонентов основного набора инструментов магнитосферных исследований. Техника инверсии магнитограмм непрерывно совершенствуется как на основе оригинального варианта ТИМ ИСЗФ, так и в рамках японского и американского вариантов KRM и AMIE. ТИМ и его зарубежные аналоги успешно конкурируют с комплексом методов, основанных на измерениях, выполняемых на борту спутников. Масштабы таких исследований ближнего космоса непрерывно расширяются.

2. В целях существенного улучшения результатов ТИМ, в рамках регуляризации решения некорректно поставленных математических задач, разработаны методы выбора оптимального спектра сферических функций, аппроксимирующих наземное поле геомагнитных вариаций: а). Метод, основанный на ортогонализации базисных функций и оценке погрешностей вычисляемых коэффициентов разложения. Способ аналогичен методам Фужера и Джонса-Галле, но оригинальность его в отборе значимых коэффициентов. Метод нашел широкое применение в сферических анализах глобальных полей спокойных геомагнитных вариаций, а также полей ионосферных параметров. б). Метод выбора спектра аппроксимирующих функций по наибольшему вкладу. Метод полностью отличен от предыдущего, оригинален и весьма устойчив при решении обширных плохообусловленных линейных систем. Предложены несколько модификаций метода, улучшающие его. Метод имеет широкое применение в потенциальных анализах возмущенных полей геомагнитных вариаций.

3. Разработан новый вариант техники инверсии магнитограмм - метод единых коэффициентов, который в отличие от ранних вариантов ТИМ использует на входе дополнительно данные измерений электрического и магнитного полей на спутниках, ракетах и радарах, а также эмпирическую модель ионосферного электрического поля Веймера. Результаты показали, что МЕК обеспечивает повышенную точность определения открытого магнитного потока долей хвоста магнитосферы, потока электромагнитной энергии в магнитосферу из СВ е', длины хвоста магнитосферы, интегральной мощности суббурь СЬ, а также возможность определения ранее недоступных параметров, включая разности потенциалов, создаваемые пересоединением на дневной магнитопаузе, в среднем и дальнем хвосте, и раздельно определяемые разности потенциалов в дневном и ночном секторах полярной шапки.

4. Разработан сценарий развития суббури с двумя активными фазами. Показано, что в типичной суббуре последовательно возникают два типа активизаций, создаваемых, соответственно, в ближнем и среднем хвосте геомагнитосферы, без и с определяющим участием пересоединения открытого магнитного потока. В рамках этого сценария исследованы и описаны характеристики средних суббурь, слабой суббури 8 декабря 1990 г. и супербури 20 ноября 2003 г. Сценарий магнитосферных суббурь «с двумя активными фазами» получил признание ряда крупных специалистов в России, США, Германии, Австрии и Швеции;

Применение техники инверсии магнитограмм ТИМ-2 в исследовании избранных интервалов супербури 20 ноября 2003 года позволили выделить две моды магни-тосферной активности: суббури и управляемые возмущения. Нетривиальным в описании наблюдаемой суперсуббури является вывод о наличии в ней двух последовательных активных фаз с признаками, соответственно, мелкомасштабных разрывов тока в ближнем замкнутом хвосте (модель CD), и крупномасштабного разрыва тока хвоста с пересоединением открытого магнитного потока (модель NENL). Из вывода следует, что две модели - не альтернативные, а дополняющие одна другую, что поддерживает сценарий развития суббури с двумя активными фазами.

Описаны новые признаки управляемого режима возмущения, в котором спонтанные усиления активности, характерные для суббурь, ослаблены так, что они не маскируют общую положительную корреляцию изменений уровня активности и граничных условий. Особые детали отмечены в управляемом интервале (10301210) UT, где имели место две пары одновременных скачков динамического давления СВ Pd и входного потока энергии г а. Эти данные интерпретированы на основе модели [244], описывающей так называемые "Нулевые События", но с важными дополнениями. Последние ведут к сценарию возмущения, в котором крупномасштабный разрыв тока хвоста в области NENL сменяется группой мелкомасштабных разрывов (CDs).

5. Разработана регрессионная математическая модель серии основных электродинамических параметров глобальных магнитосферных возмущений, включая компоненты поля геомагнитных вариаций и компонентов электрических и магнитных полей в ионосфере. В качестве регрессоров использованы скорость V и плотность частиц р солнечного ветра, В у и Вх компоненты межпланетного магнитного поля и АЕ индексы. Качество регрессионных моделей было проверено анализом устойчивости систем токов 5у, 5у и 8г полей, их сравнением с косвенными результатами других исследований. Проводился также экзамен моделей путем сравнения с независимыми геомагнитными данными, не участвовавшими в моделировании. Получено, что оценки точности моделей статистически значимы и достоверны. Модель позволяет вычислять двухмерные пространственные распределения названных параметров на основе входных данных: параметры солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, время года и суток и АЕ индексы.

Полученные результаты не имели аналогов во время их публикации. Они существенно улучшают применяемые в современной физике магнитосферы методы количественного описания глобальных систем магнитного поля, а также электрического поля и токов в ионосфере и магнитосфере Земли.

6. Разработан алгоритм и комплекс программ расчета годовой планетарной модели поля геомагнитных вариаций.

На независимых данных возмущенных событий - суббурь 22 ноября 1995 г., 28 августа 1986г. и 02-03 апреля 1986 г. - проведена проверка модели. Получено, что модель ПГВ симулирует эти события с достаточной точностью: коэффициенты корреляции между исходными и рассчитанными значениями составили 0.97, 0.87 и 0.91, соответственно. Относительные погрешности представления реальных событий математической регрессионной моделью ПГВ составили 15, 50 и 22%.

Проведено сравнение модели с моделями AMIE, IZMEM и Веймера. Показано, что годовая регрессионная модель ПГВ и ТИМ-2 обеспечивают расчет систем ионосферной конвекции, совпадающие с упомянутыми, как по конфигурации, так и по величинам.

7. Разработан алгоритм расчета параметров солнечного ветра (диагностики) по регрессионной модели поля геомагнитных вариаций. Подробный анализ результатов экзамена расчетов на независимых данных показал хорошую достоверность наземной диагностики параметров солнечного ветра.

Автор выражает глубокую признательность В.М. Мишину за постоянные консультации и интерес к работе, а также всем сотрудникам группы ТИМ второго отдела института солнечно-земной физики СО РАН, особенно Т.И. Сайфудиновой, М.В. Толочко, JI.A. Сапроновой и М.И. Смехновой за плодотворное сотрудничество и помощь в работе.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора физико-математических наук, Базаржапов, Александр Дашицыренович, Иркутск

1., J.Bartels, Geomagnetism, Oxford, 1940.

2. Яновский Б.М., Земной магнетизм, Jl., Изд-во ЛГУ, 1964, 446с.

3. Арамович И.Г., В.И.Левин, Уравнения математической физики, "Наука", 1969, 287с.

4. Gauss C.F., Allgemeine Theorie des Erdmagnetismus, Resultate aus den Beobachtungen des Magnetischen Vereins im Jahre 1838. Leipzig, 1839, 1-57.

5. Schmidt A., Mathematische Entwiclkelungen zur allgemeinen Theorie Erdmagnetismus, "Aus, d. Arch. Seewarte", Hamburg, 1889, Bd 12, N 3.

6. Schuster A., The diurnal variation of terrestrial magnetism, Phil. Trans. Roy. Soc., v.180A, London, 1889, 467-518.

7. Schuster A., On some definite integrals and a new method of reducing function of spherical coordinates at a series of spherical harmonics, Phil. Trans. Roy. Soc., v.200A, London, 1903, 181-223.

8. Chapman S., The solar and lunar diurnal variations of terrestrial magnetism, Phil. Trans. Roy. Soc., v.218A, London, 1919,1-118.

9. Базаржапов А.Д., Л.П.Сергеева, Некоторые возможности повышения точности аналитического представления глобальных полей геомагнитных вариаций, Сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.30, 1974, 144-150.

10. Базаржапов А.Д., В.М.Мишин, Э.И Немцова, М.Л. Платонов, Способ аналитического представления "мгновенных" полей магнитных вариаций, "Геомагнитные исследования", №8, 1966, 5-22.

11. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, Выбор спектра полиномов Лежандра, аппроксимирующих наблюдаемое Sq-поле, "Геомагнитные исследования", №8, 1966, 23-30.

12. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, Э.И. Немцова, М.Е. Шолпо, "Мгновенные" картины Sq-токов по данным сезона равноденствия МГГ, сб. Земной магнетизм, полярныесияния и УНЧ излучение, (Изв. СибИЗМИР, вып. 1), Иркутск, 1966, 49-61.

13. Базаржапов А.Д., О выборе спектра сферических гармоник в задачах аппроксимации геомагнитных полей, сб. Земной магнетизм, полярные сияния и УНЧ излучение (Изв. СибИЗМИР, вып. 1), Иркутск, 1966, 160-163.

14. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, Эффекты суточного вращения Земли на планетарные ионосферные системы электрических токов, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца", вып.5, Иркутск, 1969, 3-27.

15. Базаржапов А.Д., В.Т. Левадный, В.М. Мишин, Мгновенные Sq-поля в сезон равноденствия МГГ. с б. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып. 5, Иркутск, 1969, 28-38.

16. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, H.A. Мишина, Г.В. Попов, Сильное влияние главного геомагнитного поля на токи в возмущенной ионосфере, I (лето), сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вьт.П, Иркутск, 1970, 24-38.

17. Базаржапов А.Д., Г.Б. Шпынев, Алгоритм расчета эквивалентных токовых систем на полигоне, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.28, М„ "Наука", 1973, 110-117.

18. Базаржапов А.Д., Ю.Д. Корольков, Апостериорный метод выбора спектра гармоник в сферическом гармоническом анализе, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.35, М., "Наука", 1975, 18-20.

19. Bazarzhapov A.D., V.M. Mishin, G.B. Shpynev, A mathematical analysis of geomagnetic variation fields, Gerlands Beitr. Geophysik, Bd.85, Leipzig, 1976, 76-82.

20. Базаржапов А.Д., М.И. Матвеев, В.М. Мишин, Геомагнитные вариации и бури (монография), Новосибирск, "Наука", 1979, 248с.

21. Базаржапов А.Д., В.М. Мишин, У. Сухэ-Батор, Г.Б. Шпынев, К выбору спектра функций, включаемых в регрессионные ряды, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.53, М., "Наука", 1980, 168-170.

22. Мишин В.М., Г.Б. Шпынев, А.Д. Базаржапов, Непрерывный расчет электрического поля и токов в земной магнитосфере по наземным геомагнитным измерениям, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.58, М., "Наука", 1982, 178-186.

23. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, Г.Б. Шпынев, Математический анализ поля геомагнитных вариаций, Геомагнетизм и аэрономия, т.24, №1, 1984, 160-162.

24. Базаржапов А.Д., В.М. Мишин, Д.Ш. Ширапов, Т.Н. Сайфудинова, Влияние пространственной неоднородности сети магнитных обсерваторий на результаты техники инверсии магнитограмм, Геомагнетизм и аэрономия, т.39, №5, 1999, 116-119.

25. Fougere P.F., Spherical harmonic analysis. 1. A new method and its verification, J. Geo-phys. Res., v. 68, 1963, 1131-1139.

26. Fougere P.F., Spherical harmonic analysis. 2. A new model derived from magnetic observatory data .for epoch 1960.0, J. Geophys. .Res., v. 70, 1965, 2171-2179.

27. Cain J.C., W.E. Daniels, S.J. Hendricks, D.C. Jensen, An evaluation of the main geomagnetic field, 1940-1962, J. Geophys. Res. v. 70, 1965, 3647-3674.

28. Базаржапов А.Д., Г.И. Коломийцева, В.П. Орлов, К вопросу о точности аналитического представления вековой вариации, сб. Земной магнетизм, полярные сияния и УНЧ излучение, Изв. СибИЗМИР, Иркутск, вып.1, 1966, 153-159.

29. Базаржапов А.Д., Г.И. Коломийцева, Улучшение аналитического представления вековой вариации, Геомагнетизм и аэрономия, т. 7, №5, 1967, 868-875.

30. Орлов В.П., М.П. Ивченко, А.Д. Базаржапов, Г.И. Коломийцева, Вековой ход геомагнитного поля для периода 1960-1965 гг., ВИНИТИ, Москва, 1968, 64с.

31. Орлов В.П., М.П. Ивченко, А.Д. Базаржапов, Г.И. Коломийцева, Мировые карты изопор для периода 1960-65, Геомагнетизм и аэрономия, т.9, №1, 1969, 135-142.

32. Ротанова Н.М., А.Д. Шевнин, Г. Чимиддорж, А.Д. Базаржапов, Результаты сферического гармонического анализа трех индивидуальных вариаций, сб. Межпланетная среда и геомагнитные вариации, ИЗМИР АН, М., 1978, 55-74.

33. Ротанова Н.М., А.Д. Шевнин, Г. Чимиддорж, А.Д. Базаржапов, Амплитудно-фазовые соотношения основных гармонических соотношений индивидуальных Dst-вариаций, сб. Межпланетная среда и геомагнитные вариации, ИЗМИР АН, М., 1978, 88-106.

34. Ротанова Н.М., А.Д. Шевнин, Г. Чимиддорж, А.Д. Базаржапов, Пространственно-временные особенности магнитного поля кольцевого тока по результатам сферического гармонического анализа, Геомагнетизм и аэрономия, т.18, №5, 1978, 873-883.

35. Jones W.B., R.M. Gallet, Representation of diurnal and geographic variations of ionospheric data by numerical methods, "J. Res. NBS", v.66D (Radio Propagation), No 4, 1962,419-438.

36. Базаржапов А.Д., O.B. Чернышев, Аналитическое описание планетарного распределения параметров ионосферы, Геомагнетизм и аэрономия, т.8, №3, 1968, 571-574.

37. Базаржапов А.Д., О.В. Чернышев, Аналитическое описание пространственно-временных вариаций foF2, Геомагнетизм и аэрономия, т.8, №6, 1968, 1108-1109.

38. Базаржапов А.Д., В.Т. Левадный, И.В. Павлова, А.Н. Федоров, Г.Б. Шпынев, Магни-товариационные зондирования в Прибайкалье с применением пространственного анализа магнитных полей, Геология и геофизика, №10, 1975, 126-130.

39. Levadny V.T., A.D. Bazarzhapov, G.B. Shpynev, I.V. Pavlova, A.N. Fedorov, Magne-tovariaional explorations in the Baikal area, Acta Geodaet. Geoph. et Montanist. Acad. Sei., 1.12(1-3), Hung., 1977, 47-51.

40. Базаржапов А.Д., К.И. Горелый, O.M. Пирог, Г.Б. Шпынев, Эквивалентные токовые системы над регионом и крупномасштабные неоднородности в ионосфере, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.43, М., "Наука", 1977, 68-72.

41. Базаржапов А.Д., К.И. Горелый, Л.Г. Данилова, В.И. Дегтярев, Особенности авро-ральных явлений во время локальной вспышки, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.74, М., "Наука", 1985, 112-117.

42. Базаржапов А.Д., К.И. Горелый, Г.А. Жеребцов, B.C. Неверович, В.Ф. Урубков, Наблюдение дискретных отражений ВНЗ из послеполуденного сектора авроральной зоны, Геомагнетизм и аэрономия, т.31, №5, 1991, 899-903.

43. Ланцош К., Практические методы прикладного анализа, М., Физматгиз, 1961, 524с.

44. Фаддеев Д.К., Об обусловленности матриц, "Труды Матем. института АН СССР", т. 53, 1959,387-391.

45. Roberts Р.Н., S. Scott, Truncation errors in the spherical harmonic analysis of the geomagnetic field and problem of downward extrapolation, J. Geomagn. Geoelectr., v. 15, 1963, 148-160.

46. Тихонов A.H., В.Я. Арсенин, Методы решения некорректных задач, М., "Наука", 1974, 224с.

47. Тихонов А.Н., О решении некорректно поставленных задач и методе регуляризации, Докл. АН СССР, т.151, 1963, № 3, с.501-504.

48. Тихонов А.Н., О регуляризации некорректно поставленных задач, Докл. АН СССР, т. 153, № 1, 1963, с.49-52.

49. Leaton B.R., Remarks on paper by P.F. Fougere „Spherical harmonic analysis", J. Geo-phys. Res., v. 68, 1963, 5902-5903.

50. Malin S.R.C, B.R. Leaton, Discussion if papers by P.F. Fougere "Spherical harmonic analysis. I and II", J. Geophys. Res., v. 71, 1966, 1698-4700.

51. Winch D.E., A criticism of the Gram-Schmidt orthogonalization process applied to spherical harmonic analysis. Discussion on the paper „Spherical harmonic analysis" by P. F. Fougere, J. Geophys. Res., 1966, v. 71, No21, p. 5165-5170.

52. Базаржапов А.Д., Аналитическое представление мгновенных Sq-полей. Канд. due., Иркутск, СибИЗМИР СО РАН, 1969.

53. Anderssen R.S., On the solution of certain overdetermined systems of linear equations that arise in geophysics, J. Geophys. Res., v. 74, No4. 1969, p. 1045—1051.

54. Fougere P.F., Reply, J. Geophys. Res., v.68, 1963, 5903—5904.

55. Fougere P.F., Reply, J. Geophys. Res., v. 71, 1966, 4700—4701.

56. Fougere P.F., A defense of the Gram-Schmidt orthogonalization procedure applied to spherical harmonic analysis, J. Geophys. Res., v. 71, 1966,5171-5174.

57. Fougere P.F., Spherical harmonic analysis. 3. The Earth's magnetic field, 1900-1965, J. Geomagn. Geoelectr., v. 21, N 3, 1969, 685-696.

58. Гордеев O.K., Вопросы динамики токовых систем по спокойным вариациям магнитного поля Земли, Автореф. канд. дис., Томск. 1968.

59. Parkinson W.D., An Analysis of the Geomagnetic Diurnal Variation during the International Geophysical Year, Gerl. Beitr. Geophys., BD 80, N 2/3, 1971, 199-232.

60. Щиголев Б.М., Математическая обработка наблюдений, М., Физматгиз, 1962, 344с.

61. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, Т.И. Сайфудинова, В.Д. Урбанович, В.В. Шеломен-цев, Развитие магнитных суббурь. 1, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.ЗО, 1974, 107-120.

62. Базаржапов А.Д., Э.И. Немцова, В.М. Мишин, Остаточная геомагнитная вариация, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.85, М., "Наука", 1989, 62-71.

63. Мишин В.М., Т.И. Сайфудинова, А.Д. Базаржапов, Д.Ш. Ширапов, С.Б. Лунюшкин, Исследование суббури CDAW-9B 2-3 апреля 1986, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып. 100, Новосибирск, Наука, 1993, 222-243.

64. Ширапов Д.Ш., В.М. Мишин, А.Д. Базаржапов, Улучшенный способ потенциального анализа поля геомагнитных вариаций, Геомагнетизм и аэрономия, т. 40, №4, 2000, 107-108.

65. Чернышев О.В., Т.Н. Васильева, Прогноз максимально применимых частот (w=10) т., М., "Наука", 1973, 386 с. (т.2,3,4 для w=50, 100, 150 соответственно)

66. Kern J.W., The analysis of a polar magnetic storm, J. Geomagn. Geoelectr., v.18, 1966, N2, 125-131.

67. Fukushima N., Equivalence in ground of effect of Chapman-Vestine's and Birkeland-Alfven's electric current systems for polar magnetic storms, Rept. Ionos. Space Res., Japan, v.23, 1969, 219-227.

68. Мишин B.M., Об электрических токах в магнитосфере, текущих вдоль геомагнитных силовых линий, Геомагнетизм и аэрономия, т.8, 1968, N1, 168-171.

69. Мишин В.М., М.И. Матвеев, Г.В. Попов, А.Д. Базаржапов, В.М. Тубалова, Э.И. Немцова, О динамо теории Sq-вариаций, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.11, Иркутск, 1970, 80-101.

70. Mishin V.M., A.D. Bazarzhapov, M.I. Matveev, G.V. Popov, B.M. Tubalova, E.I. Nemtsova, On the dynamo theory of Sq-variations, Gerlands Beitr. Geophysik,Leipzig, Bd.80, 1971, N2/3, 1971, 171-184.

71. Мишин B.M., А.Д.Базаржапов, М.И.Матвеев, Природа Sq-вариаций: магнитосферное или ионосферное динамо?, Геомагнетизм и аэрономия, т. 18, №5, 1978, 942-944.

72. Mishin V.M., A.D. Bazarzhapov, G.B. Shpynev, Electric fields and currents in the Earth's magnetosphere, "Dynamics of the Magnetosphere", (A.S.S.L. v. 78), Dordrecht, Holland, 1980, 249-268

73. Базаржапов А.Д., В.М. Мишин, У. Сухэ-Батор, Д.Ш. Ширапов, Г.Б. Шпынев, О регулярных UT-изменениях магнитного поля и токов в магнитосфере, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.50, М., "Наука", 1980, 50-54.

74. Базаржапов А.Д., В.М. Мишин, Д.Ш. Ширапов, Г.Б. Шпынев, Сезонные изменения электрического поля и токов в спокойной геомагнитосфере, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вьт.50, М., "Наука", 1980, 55-61.

75. Мишин В.М., Г.Б. Шпынев, А.Д. Базаржапов, Д.Ш. Ширапов, Электрическое поле и токи в неоднородно проводящей высокоширотной ионосфере, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.53, М., "Наука", 1980, 116-133.

76. Mishin V.M., G.B. Shpynev, A.D. Bazarzhapov, Large-scale electric field and currents in the high latitude ionosphere and magnetosphere as a function of solar wind parameters, Adv. Space Res. v.l, COSPAR, 1981, 159-169.

77. Мишин В.М., Г.Б. Шпынев, А.Д. Базаржапов, К.У. Вагнер, А. Графе, Продольные токи и перенос энергии солнечного ветра в земную магнитосферу, сб. "Проблемы солнечно-земных связей", "Ылым", Ашхабад, 1981, 132-152.

78. Ширапов Д.Ш., В.А. Гизлер, O.A. Трошичев, В.М. Мишин, Оценки ошибок расчета электрического поля и токов в ионосфере по наземным геомагнитным измерениям, Сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып. 66, М., "Наука", 1983, 131-137.

79. Мишин В.М., С.Б. Лунюшкин, Д.Ш. Ширапов, "Самосогласованная" модель пространственного распределения электропроводности ионосферы, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып. 74, М., "Наука", 1985, 56-70.

80. Ширапов Д.Ш., В.М. Мишин, А.Д. Базаржапов, Т.И. Сайфудинова, Адаптированная динамическая модель проводимости ионосферы. Геомагнетизм и аэрономия, т.40, №4, 2000, 69-73.

81. Мишин В.М., Т.И. Сайфудинова, Д.Ш. Ширапов, С.Б. Лунюшкин, В.В. Шеломенцев, Анализ CDAW-6 суббурь 22 марта 1979 г., Сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.68, М., "Наука", 1984, 151-201.

82. Mishin V.M., A.D. Bazarzhapov, T.I. Saifudinova, S.B. Lunyushkin, D.Sh. Shirapov, J. Woch, L. Eliasson, H. Opgenoorth, J.S. Murphree, Different methods to determine the polar cap area, J. Geomag. Geoelectr., v. 44, 1992, 1207-1214.

83. Mishin V.M., T.I. Saifudinova, A.D. Bazarzhapov, D.Sh. Shirapov, and S.B. Lunyushkin, The magnetospheric substorm scenario "with two active phases", in Proceedings "Sub-storms- 1", ESA SP-335, 1992, 297-302.

84. Saifudinova T.I., A.D. Bazarzhapov, and V.M. Mishin, Timing pseudo- and true- expansion onset of the CDAW6 substorm of March 22, 1979, Substorms-4, International Conference on Substorms-4, Terra Sci. Publ. Comp./Kluwer Acad. Publ., 1998, 331-334.

85. Ширапов Д.Ш., А.Д. Базаржапов, Т.И.Сайфудинова, Пространственное разрешение техники инверсии магнитограмм, Геомагнетизм и аэрономия, т. 39, №5, 1999, 120123.

86. Мишин В.М., В.В. Шеломенцев, Геомагнетизм и физика земной магнитосферы. Сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.76, М., Наука, 1986, 99-136.

87. Mishin V.M., The magnetogram inversion technique and some applications, Space Sei. Rev., v.53, 1990, 83-163.

88. Mishin V.M., The magnetogram inversion technique: applications to the problem of mag-netospheric substorms, Space Sei. Rev., v.57, 1991, 237-337.

89. Mishin, V.M., V.G. Banin, S.B. Lunyushkin, and C.-G. Falthammar, Magnetospheric sub-stoms and solar flares, ESA-SP 389 (ICS3), 1996, p. 731.

90. Mishin, V.M., K.-G. Falthammar, Pseudo- and true substorm onsets within framework of the analogy "magnetospheric substorms solar flares", Substorms-4, International Conference on Substorms-4, Terra Sei. Publ. Comp./Kluwer Acad. Publ., 1998, 319-322.

91. Фаермарк Д.С., О восстановлении трехмерной системы токов в высокоширотной области по наземным геомагнитным измерениям, Геомагнетизм и аэрономия, т. 17, N1, 1977, 163-165.

92. Фельдштейн Я.И., А.Е. Левитин, Р.Г. Афонина, Б.А. Белов, Магнитосферно-ионосферные связи, Сб. Межпланетная среда и магнитосфера Земли, Москва, ИЗ1. МИРАН, 1982, 64-116.

93. Kamide Y., A.D. Richmond, S. Matsushita, Estimation of ionospheric electric fields, ionospheric currents, and field-aligned currents from ground magnetic records, J. Geophys. Res., v.86, 1981, 801-813.

94. Richmond A.D., Y. Kamide, Mapping electrodynamic features of the high-latitude ionosphere from localized observations, J. Geophys. Res., v.93, 1983, 5741-5759.

95. Richmond A.D., Assimilative mapping of ionospheric electrodynamics, Adv. Space. Res., 12(6), 1992, 59.

96. Ваньян Л.Л., И.Л. Осипова, Электропроводность полярной ионосферы. Геомагнетизм и аэрономия, т.15, №5, 1975, 847-855.

97. Исаев Н.В., Н.К. Осипов, Авроральные электроны и проводимость полярной ионно-сферы. Геомагнетизм и аэрономия, т. 17, №5, 1977, 862-866.

98. Wallis D.D., Е.Е. Budzinski, Empirical models of height-integrated conductivities. J. Geophys. Res., v. 86, 1981, p. 125-137.

99. Spiro R.W., P.H. Reiff, L.J. Maher Jr., Precipitating electron energy flux and auroral zone conductances: an empirical model. J. Geophys. Res., v. 87, 1982, p. 8215-8227.

100. Reiff P.H., Models of auroral zone conductances. In: Magnetospheric Currents, Geophys.

101. Monogr. Ser., AGU, v. 28, 1984, p. 180-191.

102. Coley W.R., Spatial relationship of field-aligned currents, electron precipitation and plasma convection in the auroral oval. J. Geophys. Res., v.88, 1983, p. 7131-7141.

103. Perreault P., S.-I. Akasofu, A study of geomagnetic storms. Geophys. J. Roy. Astron. Soc., v.54, 1978, 577-580.

104. Dungey J.W., Interplanetary magnetic field and the auroral zones. Phys. Rev. Letters, v.6, 1961,47-48.

105. Akasofu S.-I., Energy coupling between the solar wind and magnetosphere. Space Sci. Rev., v. 28, 1981, 121-190.

106. Сухэ-Батор У., B.M. Мишин, А.Д. Базаржапов, Г.Б. Шпынев, Д.Ш. Ширапов, Некоторые результаты анализа переменного геомагнитного поля в высоких широтах, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.53, М., "Наука", 1980, 141-156.

107. Pytte Т., R.L. McPherron, E.W. Hones Jr., H.J. West Jr., Multiple-satellite studies of mag-netospheric substorms: distinction between polar magnetic substorms and convection driven negative bays. J. Geophys. Res., v.83, 1978, 663-679.

108. Pytte Т., R.L.McPherron, S. Kokubun, The ground signatures of the expansion phase during multiple onset substorms. Planet. Space Sci., v.24, 1976, 1115-1132.

109. Baker D.N., T.J. Pulkkinen, V. Angelopoulos, W. Baumjohann, and R.L. McPherron, Neutral line model of substorms: Past results and present view, J. Geophys. Res., v. 101, № 6. 1996, 12975-13010.

110. Birn J., M. Hesse, and K. Schindler, MHD simulations of magnetotail dynamics, J. Geophys. Res., v. 101, 1996, 12939

111. Lui A.T.Y., Current disruption in the Earth' magnetosphere: Observations and models, J. Geophys. Res., v.101, 1996, 13067

112. Kan J.R., A global magnetosphere-ionosphere coupling model of substorms, J. Geophys.

113. Res., v.98, 1993, 17263-17275.

114. Maynard N.C., W.G. Burke, G.M. Erickson, E.M. Basinska, A.G. Yahnin, Magnetosphere-ionosphere coupling during substorm onset, Proceeding ICS-3, ESA SP-389, 1996, 301

115. Erickson G. M., W,J. Burke, M. Heinemann, J.S. Samson, and N. Maynard, Towards a complete conceptual model of substorm onsets and expansions, Proceeding ICS-3, ESA SP-389, 1996, 423

116. Rostoker G., Phenomenology and physics of magneto spheric substorms, J. Geophys. Res., v.101, 1996, 12955

117. Sergeev V.A., T.I. Pulkkinen, and R.J. Pellinen, Coupled-mode scenario for the magneto-sphric dynamics, J. Geophys. Res., v.101, 1996, 13047

118. Rothwell P. L., L.P. Block, M.B. Silevitch, and C.-G. Falthammar, A new model for sub-storms onsets: the pre-breakup and triggering regimes, Geophys. Res. Lett., v. 15, 1988, 1279-1282.

119. Lui A.T.Y., A synthesis of magnetospheric substorm models, J. Geophys. Res., v.96, 1991, 1849-1856.

120. Pulkkinen T.I., D.N. Baker, M. Wiltbertger, C. Goodrich, R.E. Lopez, and J.G. Lyon, Pseudobreakup and substorm onset: Observations and MHD simulations compared, J. Geophys. Res., v. 103, N A7, 1998, 14847-14854.

121. Mishin V., J. Woch, L. Eliasson, T. Saifudinova, A. Bazarzhapov, D. Shirapov, and S. Lunyushkin, Substorm scenario with two active phases: a study of CDAW-9C events, in Proceedings "Substorms-1", ESA SP-335, 1992, 383-389.

122. Saifudinova T.I., A.D. Bazarzhapov, D.Sh. Shirapov, S.B. Lunyushkin, and V.M. Mishin,

123. Substorm scenario with two active phases: a study of CDAW-9-E events, in Proceedings "Substorms-1", ESA SP-335, 1992, 391-394.

124. Mishin V.M., A.D. Bazarzhapov, T.I. Saifudinova, S.B. Lunyushkin, H. Opgenoorth, Investigation of the CDAW9C-1 substorm, Proc. Third International Conference on Sub-storms, Versailles, France, 12-17 May 1996, ESA SP-389, 1996, p. 121-125.

125. Mishin V.M., Т. Saifudinova, A. Bazarzhapov, С.Т. Russell, W. Baumjohann, R. Naka-mura, M. Kubyshkina, Two distinct substorm onsets, J. Geophys. Res., v. 106, A7, 2001, 13105-13118.

126. Weimer D.R., Models of high-latitude electric potentials derived with a least error fit of spherical harmonic coefficients, J! Geophys. Res., v.100, 1995,19595-19607.

127. Weimer D.R., A flexible, IMF dependent model of high-latitude electric potentials having "space weather" applications, Geophys. Res. Lett., v.23, 1996, 2549-2552.

128. Weimer D.R., An improved model of ionospheric electric potentials including substorm perturbations and application to the Geospace Environment Modelling November 24, 1996, event, J. Geophys. Res., v. 106, 2001, 407-416.

129. Shirapov D.Sh., A.D. Bazarzhapov, V.M. Mishin, A development of the magnetogram inversion technique the method of unified coefficients, Proc. 5th International Conference Substorms, St. Petersburg, Russia, 16-20 May 2000, ESA SP-443, 2000, 569-572.

130. Ширапов Д.Ш., А.Д. Базаржапов, В.М. Мишин, Развитие техники инверсии магнитограмм метод единых коэффициентов, Геомагнетизм и аэрономия, т. 42, 2002, 340344.

131. Ширапов Д.Ш., А.Д. Базаржапов, В.М. Мишин, Метод единых коэффициентов для расчета электрических полей и токов на ограниченном полигоне, Геомагнетизм и аэрономия, т.41, 2001, 388-393.

132. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, Э.И. Немцова, Г.В. Попов, В.В. Шеломенцев, Влияние ММП на магнитосферную конвекцию и электрические токи в ионосфере, сб. Суббури и возмущения в магнитосфере, Д., Наука, 1975, 191-207.

133. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, Э.И. Немцова, A.A. Анистратенко, Магнитосферная конвекция и электрические токи в высоких и средних широтах, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.Зб, М., "Наука", 1975, 18-25.

134. Ширапов Д.Ш., В.М. Мишин, А.Д. Базаржапов, Эффект ММП Ву на конвекцию в ионосфере и магнитосфере, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.85, М., "Наука", 1989, 89-95.

135. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, М.И. Матвеев, Т.И. Сайфудинова, В.В. Шеломенцев, Полярный электроджет (обзор), сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.Зб, М., "Наука", 1975, 46-55.

136. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, Г.Б. Шпынев, Исследование магнитных суббурь на полигоне, Симпозиум КАПГ по солнечно-земной физике. Тезисы докладов, ч.З, Тбилиси, сент. 1976, М., Наука, 1976,193-195.

137. Мишин В.М., М.И. Матвеев, А.Д. Базаржапов, Э.И. Немцова, Структура спокойных геомагнитных вариаций: вклад ионосферных и магнитосферных источников, Симпозиум КАПГ по солнечно-земной физике. Тезисы докладов, ч.З, Тбилиси, сент. 1976, М., Наука, 1976,210

138. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, Т.И. Сайфудинова, В.В. Шеломенцев, Г.Б. Шпынев, Развитие магнитных суббурь. II (Суббури в отрицательном секторе ММП), сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.43, М., "Наука", 1977, 23-38.

139. Mishin V.M., A.D. Bazarzhapov, G.B. Shpynev, A coastal effects in ionospheric substorm currents, EOS Trans.of Amer. Geophys. Union, v. 58, No8, 1977, 783

140. Сайфудинова Т.И., Н.Я. Найденова, А.Д. Базаржапов, В.М. Мишин, О различных причинах суббурь при северном ММП, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.46, М., "Наука", 1979, 29-41.

141. Сайфудинова Т.И., А.Д. Базаржапов, В.М. Мишин, Изменения магнитного потока в хвосте в ходе суббури, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.46, М., "Наука", 1979, 42-45.

142. Баумйохан В.М., В.М. Мишин, Т.И. Сайфудинова, Г.Б. Шпынев, А.Д. Базаржапов, Суббури, микросуббури и разрыв токов в плазменном слое магнитосферы, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.53, М., "Наука", 1980, 182-190.

143. Mishin V.M., T.I. Saifudinova, G.B. Shpynev, A.D. Bazarzhapov, W. Baumjohann, Sub-storms of March 6,1976, Препринт СибИЗМИР 2-81, Иркутск, 1981, 15р.

144. Forster М., V.M. Mishin, T.I. Saifudinova, D.Sh. Shirapov, S.B. Lunyushkin, A.D. Ba-zarzhapov, Contribution of two processes to magnetospheric energy and momentum input during the CDAW-W period, Annales Geophysicae, v. 9, 1991, 495-499.

145. Opgenoorth H.J., M.A.L. Persson, V.M. Mishin, T.I. Saifudinova, A.D. Bazarzhapov, S.B. Lunyushkin, D.Sh. Shirapov, On the distinction of various energy sources for magneto-spheric substorms, Proceedings "Substorms-1", ESA SP-335, 1992, 377-381.

146. Мишин B.M., А.Д. Базаржапов, Т.И. Сайфудинова, С.Б. Лунюшкин, О некоторых нерешенных вопросах физики суббурь и геомагнитного хвоста, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып. 105, Новосибирск, Издательство СО РАН, 1997,38-47.

147. Mishin V.M., V.D. Urbanovich, G.B. Shpynev, T.I. Saifudinova, A.D. Bazarzhapov, D.Sh. Shirapov, Substorm-storm relationships, Substorms-4, International Conference on Sub-storms-4, Terra Sci. Publ. Comp./Kluwer Acad. Publ., 1998, 801-804.

148. Bazarzhapov A.D., V.M. Mishin, The travelling magnetic separatrix in the course of sub-storms, Proc. 5th International Conference Substorms, St. Petersburg, Russia, 16-20 May 2000, ESA SP-443, 2000, 33-36.

149. Lui, A. T. Y., R.D. Elphinstone, J.S. Murphree, M.G. Henderson, H.B. Vo, L.L. Cogger, H. Luhr, S. Ohtani, P.T. Newell, and G.D. Reeves, Special features of a substorm during high solar wind dynamic pressure, J. Geophys. Res., v. 100, 1995. 19095

150. Campbell W.H., Differences in geomagnetic Sq field representations due to variations in spherical harmonic analysis techniques, J. Geophys. Res., v.95, 1990, 20923-20936.

151. Мишин B.M., А.Д. Базаржапов, A.A. Анистратенко, Об эффектах X и Y компонент ММП в геомагнитосфере, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.43, М., "Наука", 1977, 60-65.

152. Friis-Christensen Е., J. Wilhjelm, Polar cap currents for different directions of the interplanetary magnetic field in the Y-Z plane, J. Geophys. Res., v.80, 1975, 1248

153. Maezawa K., Magnetospheric convection induced by the positive and negative Z components of the interplanetary magnetic field: Quantitative analysis using polar cap magnetic records, J. Geophys. Res., v.81, 1976, 2289-2303.

154. Levitin A.E., R.G. Afonina, B.A. Belov, Ya.I. Feldstein, Geomagnetic variations and field-aligned currents at northern high-latitudes and their relations to solar wind parameters, Phil. Trans. R. Soc., London, Ser.A, v.304, 1982, 253-301.

155. Friis-Christensen E., Y. Kamide, A.D. Richmond, S. Matsushita, Interplanetary magnetic field control of high-latitude electric field and currents determined from Greenland magnetometer data, J. Geophys. Res., v.90, 1985, 1325

156. Klimas A.J., D.N. Baker, D.A. Roberts, A non-linear dynamical analogue model of geomagnetic activity, J. Geophys. Res., v.97,1992, 12253-12266.

157. Мишин B.M., А.Д. Базаржапов, А.А. Анистратенко, JI.B. Аксенова, Электрические токи и магнитосферная конвекция, создаваемые незамагниченным солнечным ветром, Геомагнетизм и аэрономия, т. 18, №4, 1978, 751-753.

158. Мишин В.М., А.Д. Базаржапов, А.А. Анистратенко, Об эффектах X и Y компонент межпланетного магнитного поля в магнитосфере Земли, Геомагнетизм и аэрономия, т. 18, №5, 1978, 939-942.

159. Базаржапов А.Д., В.М. Мишин, У. Сухэ-Батор, Л.П. Сергеева, Опыт разложения геомагнитного поля по параметрам солнечного ветра, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.50, М., "Наука", 1980, 20-30.

160. Базаржапов А.Д., В.М. Мишин, У. Сухэ-Батор, К расчету скорости солнечного ветра по наземным геомагнитным измерениям, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.50, М., "Наука", 1980, 44-49.

161. Базаржапов А.Д., В.В. Шеломенцев, В.М. Мишин, К выбору регрессионной модели высокоширотного поля геомагнитных вариаций, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.бб, М., "Наука", 1983, 138-149.

162. Шеломенцев В.В., А.Д. Базаржапов, В.М. Мишин, Вклады отдельных членов регрес-ссионного ряда, моделирующего высокоширотное поле геомагнитных вариаций, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.бб, М., "Наука", 1983, 149-153.

163. Базаржапов А.Д., В.В. Шеломенцев, В.М. Мишин, Сравнение линейных и нелинейных моделей поля геомагнитных вариаций, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.бб, М., "Наука", 1983, 154-163.

164. King J.H., Interplanetary médium data book /ed. by NSSDC, WDC-A, 1977

165. McPherron R.L., R.H. Manka, Dynamics of the 1054UT March 22, 1979, substorm event: CDAW-6, J. Geophys. Res., v.90, 1985, 1175-1190.

166. Stern D.P., A study of the electric field in an open magnetospheric model, J. Geophys. Res., v.78, 1973,7292-7305.

167. Leontjev S.V., W.B. Lyatsky, Electric fields and currents connected with Y-component of interplanetary magnetic field, Planet. Space Sci., v.22, 1974, 811-819.

168. Базаржапов А.Д., B.M. Мишин, Э.И. Немцова, Сильное влияние суточного вращения Земли на токи в спокойной высокоширотной ионосфере, I (сезон V-VIII, 1958), сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып. 19, ч.П, Иркутск, 1971, 87-90.

169. Базаржапов А.Д., В.М. Мишин, Э.И. Немцова, UT-изменения "мгновенных" эквивалентных Sq-токов, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.30, М., "Наука", 1974, 134-138.

170. Ляцкий В.Б., Ю.П. Мальцев, Магнитосферно-ионосферное взаимодействие. М.: Наука. 1983. 192 с.

171. Svalgaard L., Sector structure of the IMF and daily variations of the geomagnetic field at high latitudes. Geophys. Paper R-6. Det Danske Meteorol. Inst., 1968

172. Мансуров C.M., Новые доказательства связи между магнитными полями космического пространства и Земли, Геомагнетизм и аэрономия, т. 9, 1969, 768

173. Svalgaard L., Interplanetary sector structure 1926-1971, J. Geophys. Res., v. 77, 1972, 4027

174. Мансуров C.M., Г.С. Мансуров, Л.Г. Мансуров, Сб. "Антарктика", вып. 15, М., Наука, 1976, 16

175. Svalgaard L., An atlas of interplanetary sector structure 1957-1974, Inst. For Plasma Res., Stanford Univ., Rept.649, Calif., USA, 1975

176. Schreiber H., On the possibility of inferring the interplanetary sector structure from daily variations of geomagnetic ap indices, Planet. Space Sci., v.26, 1978, 767

177. Афанасьева В.И., J1.B. Евдокимова, H.B. Микерина, К.Г. Иванов, Диагностика межпланетного поля по планетарному K-индексу за 1932-73 гг., Геомагнетизм и аэрономия, т. 14, 1974, 13

178. Потапов A.C., Т.Н. Полюшкина, Суточный индекс скорости солнечного ветра Uc и анализ индекса В по данным Иркутска, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.46, М., "Наука", 1979, 152-157.

179. Базаржапов А.Д., В.М. Мишин, У. Сухэ-Батор, О возможностях расчета скорости солнечного ветра и Z,Y компонент ММП по наземным геомагнитным измерениям, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.50, М., "Наука", 1980,31-36.

180. Базаржапов А.Д., В.М. Мишин, У. Сухэ-Батор, Прямой способ вычисления параметров солнечного ветра по наземным геомагнитным данным, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.53, М., "Наука", 1980, 136-140.

181. Шеломенцев В.В., Л.П. Сергеева, О новом простом методе определения параметров солнечного ветра из наземных геомагнитных данных, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.53, М., "Наука", 1980, 191-199.

182. Базаржапов А.Д., В.М. Мишин, К расчету параметров солнечного ветра по наземным геомагнитным измерениям, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып. 58, М., "Наука", 1982, 126-134.

183. Levenberg К., A method for solution of certain nonlinear problems in least squares, Quart. Appl. Math., v. 2, 1944, 164

184. Marquardt D., An algorithm for least squares estimation of nonlinear parameters, SIAM. J. Appl. Math., v.ll, 1963,431

185. Моисеев H.H., Ю.П. Иванилов, E.M. Столярова, Методы оптимизации. М., "Наука", 1978

186. Sonnerup B.U.O., Magnetopause reconnection rate, J. Geophys. Res., v. 79, 1974, 1546

187. Левитин A.E., Сопоставление линейных и нелинейных молей поля геомагнитных вариаций, сб. Вариации магнитного поля в околоземном пространстве, М., ИЗМИ-РАН, 1980, 111-129.

188. Белов Б.А., Р.Г. Афонина, А.Е. Левитин, Я.И. Фельдштейн, Влияние компонент вектора межпланетного магнитного поля на геомагнитное поле северной полярной шапки, сб. Вариации магнитного поля и полярные сияния, М., ИЗМИР АН, 1977, 1585.

189. Афонина Р.Г., Ю.В. Демидова, М.Ю. Маркова, А.Е. Левитин, Восстановление By и Bz компонент вектора ММП по данным высокоширотных обсерваторий северного полушария, сб. Солнечный ветер и магнитосферные явления, М., ИЗМИР АН, 1980, 116-121.

190. Шеломенцев В.В., В.М. Мишин, Л.П. Сергеева, О возможности прогноза бурь на основе геомагнитной диагностики всплесков концентрации солнечного ветра, сб. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.58, М., "Наука", 1982, 15-26.

191. Feldstein Ya.I., A.E. Levitin, Solar wind control of electric fields and currents in the ionosphere, J. Geomagn. Geoelectr., v. 38,1986, 1143

192. Papitashvili V.O., C.R. Clauer, A.E. Levitin, B.A. Belov, Relationship between the observed and modeled modulation of the dayside ionospheric convection by the IMF By component,J. Geophys. Res., v.100, 1995, 7715-7722.

193. Фельдштейн Я.И., П.В. Сумарук, Е.П. Харин, Диагностика азимутальной компоненты межпланетного магнитного поля по наблюдениям геомагнитного поля на поверхности Земли, сб. Солнечный ветер и магнитосфера, М., ИЗМИР АН, 1976, 39-46.

194. Förster M., V.M. Mishin, P. Stauning, J. Watermann, T.I. Saifudinova, A.D. Bazarzhapov, Plasma convection in the Earth's magnetosphere and ionosphere during substorms, Advances in Space Research, v.38, issue 8, 2006, 1750-1754.

195. Knipp D.J., B.A. Emery, G. Lu, Application of the AMIE procedure to cusp identification, in Physical Signatures of Magnetospheric Boundary Layer Processes, NATO ASI ser., Ser.C, ed. J.A.Holtet, A.Egeland, Kluwer Acad., Norwell, Mass., 1994, 401-419.

196. Межетов M.A., В.В. Чернухов, А.Д. Базаржапов, Региональная модель полного электронного содержания с адаптивной структурой, Труды XX Всероссийской конференции по распространению радиоволн, Нижний Новгород, 2002, 60-61.

197. Сайфудинова Т.Н., А.Д. Базаржапов, Суббури в период экстремальных магнито-сферных возмущений 20 ноября 2003 года, "Труды V Российско-Монгольской конференции по астрономии и геофизике ", Истомине, Бурятия, 23-28 сентября 2004г., Иркутск, 2005, 107-110.

198. Базаржапов А.Д., Т.И. Сайфудинова, Основные режимы экстремальной магнито-сферной бури 20 ноября 2003 г., Солнечно-земная физика, вып.8, Иркутск, 2005, 164168.

199. Aspects" of Sept 26-30, 2005, Nor-Amberd, Armenia, ed. by A.Chilingarian and G.Karapetyan, Cosmic Ray Division, Yerevan Alikhanyan Physics Institute, 2006, p.79-82.

200. Караваев Ю.А., Jl.A. Сапронова, А.Д. Базаржапов, Т.И. Сайфудинова, Ю.В. Кузьминых, Энергетика магнитосферной супербури 20 ноября 2003 г., Солнечно-земная физика, вып.9, Иркутск, 2006, с.34-40.

201. Rostoker G., S.-I. Akasofu, W. Baumjohann, Y. Kamide, R.L. McPherron, The roles of different input of energy from the solar wind and unloading of stored magnetotail energy in driving magnetospheric substorms, Space Sci. Rev., v.46. 1987, p.93-111.

202. Gonzalez W.D., J.A. Joselyn, Y. Kamide, H.W. Kroehl, G. Rostoker, B.T. Tsurutani, V.M. Vasyliunas, What is a geomagnetic storm?, J. Geophys. Res., v.99. № A4. 1994, 57715792.

203. Lui A.T.Y. Current controversies in magnetospheric physics, Rev. Geophys., v.39, 2001, 535-563.

204. Russell C.T., R.L. McPherron, The magnetotail and substorm, Space Sci. Rev., v.15. 1973, 205-266.

205. Cheng C.-C., C.T.Russell, M. Connors, P.J. Chi, Relationship between multiple substorm onsets and the IMF: A case study, J. Geophys. Res., v.107, № A10, doi: 10.1029/2001JA007553. 2002, 1289

206. Lyons L.R., D.-Y. Lee, C.-P. Wang, S.B. Mende, Global auroral responses to abrupt solar wind changes: Dynamic pressure, substorm, and null events, J. Geophys. Res., v. 110. doi: 10.1029/2005JA011089, 2005, A08208

207. Sergeev V.A., M. Kubyshkina, K. Liou, P.T. Newell, G. Parks, R. Nakamura, T. Mukai, Substorm and convection bay compared: Auroral and magnetotail dynamics during convection bay, J. Geophys. Res., v. 106, № A9, 2001, 18843-18855.

208. Slavin J.A., E.J. Smith, D.G. Sibeck, D.N. Baker, R.D. Zwickl, S.-I. Akasofu, An ISEE 3 study of average and substorm conditions in the distant magnetotail, J. Geophys., Res. v.90. № All, 1985, 10875-10895.

209. Miyashita Y., S. Machida, T. Mukai, Y. Saito, P.R. Sutcliffe, Mass and energy transport in the near and middistant magnetotail around substorm onsets: Geotail observations, J. Geophys. Res., v.106. № A4, 2001, 6259-6274.

210. Ahn B.-H., H.W. Kroehl, Y. Kamide, D.J. Gorney, S-I. Akasofu, J.R. Kan, The auroral energy deposition over the polar ionosphere during substorms, Planet. Space Sci., v.37, № 3, 1989,239-252.

211. Turner N.E., D.N. Baker, T.I. Pulkkinen, J.L. Roederer, J.F. Fennell, V.K. Jordanova, Energy content in the storm time ring current, J. Geophys. Res., v. 106. № A9, 2001, 1914919156.

212. Maltsev Y. P., Points of controversy in the study of magnetic storms, Space Sci. Rev., v.110, 2004, 227-267.

213. Petrukovich A A., W. Baumjohann, R. Nakamura, T. Mukai, O.A. Troshichev, Small sub-storms: Solar wind input and magnetotail dynamics, J. Geophys. Res., v. 105, № A9, 2000, 21109-21118.

214. Alexeev I.I., E.S. Belenkaya, C.R. Clauer, Jr., A model of region 1 field-aligned currents dependent on ionospheric conductivity and solar wind parameters, J. Geophys. Res., v. 105, №A9, 2000,21119-21127.

215. Antonova E.E., Magnetostatic equilibrium and turbulent transport in Earth's magnetosphere: A review of experimental observation data and theoretical approach, International Journal of Geomagnetism and Aeronomy, v.3, N.2, 2002, 117-130.

216. Clauer C.R., I.I. Alexeev, E.S. Belenkaya, J.B. Baker, Special Features of the September 24-27,1998 storm during high solar wind dynamic pressure and northward interplanetary magnetic field, J. Geophys. Res., v.106. № All, 2001, 25695-25711.

217. Weimer D.R., D.M. Ober, N.C. Maynard, W.J. Burke, M.R. Collier, D.J. McComas, N.F. Ness, C.W. Smith, Variable time delays in the propagation of the interplanetary magnetic field, J. Geophys. Res., v.707,№ A8, 1029/2001JA009102, 2002, 10

218. Siscoe G.L., W.D. Cummings, On the cause of geomagnetic bays, Planetary and Space Science, v. 17, № 10, 1969, 1795-1802.

219. Gonzalez W.D., F.S. Mozer, A quantitative model for the potential resulting from reconnection with an arbitrary interplanetary magnetic field, J. Geophys. Res., v. 79. 1974, 4186

220. Lee L .C., J.G. Roederer, Solar Wind energy transfer through the magnetopause of an open magnetosphere, J. Geophys. Res., v.87, 1982, 1439

221. Mishin V.M., A.D. Bazarzhapov, Two types of the magnetic reconnection in the earth's tail during the 2002.08.02 substorm, "Geophysics and Astronomy", №3, Ulaanbaatar, Mongolia, 2007 7 $1-1?

222. Мишин B.M., Т.И. Сайфудинова, Ю.А. Караваев, М.А. Курикалова, А.Д. Базаржа-пов, Пространственное распределение плотности продольных токов в полярной ионосфере и вклад магнитозвуковых волн, Солнечно-земная физика, вып.11, Иркутск, 2008

223. Potemra Т.А., Sources of large-scale Birkeland currents, in Physical signatures of magne-tospheric boundary layers processes, J. A. Hollet, A. Egeland (eds), 1994, 3-27

224. Weimer D. R., Map of ionospheric field-aligned currents as a function of the interplanetary magnetic field derived, J. Geophys. Res., v. 10, (A7), 2001,12889-12902.

225. Papitashvili V.O., F. Christiansen, T. Neubert, A new model of field-aligned currents derived from high-precision satellite magnetic field data, Geophys. Res. Lett., v.29. №14, 10.1029/2001GL014207, 2002

226. Papitashvili V. and D. Weimer, New terminology for the high-latitude field-aligned current systems, AGU Fall Meeting, San Francisco. 2003

227. Kamide Y., W. Baumjohann, Magnetosphere-Ionosphere Coupling, ed. M.C.E. Huber, L.J. Lanzerotti, D. Stöffler, Springer-Verlag, 1993, 178p.

228. Mishin V.M., S.B. Lunyushkin, D.Sh. Shirapov, W. Baumjohann, A new method for generating instantaneous ionospheric conductivity models using ground-based magnetic data, Planet. Space Sei., v.34, 1986, 713-722.

229. Siscoe G.L., N.U. Crooker, G.B Erickson, et al. Global geometry of Magnetospheric Currents Inferred from MHD Simulations, Magnetospheric Current Systems. Geophysical Monograph 118, 2000, 41-51.