Основные временные характеристики вариаций космических лучей и сопутствующих параметров в магнитных облаках

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы вариации основных параметров межпланетной среды, космических лучей и геомагнитной активности во время прохождения магнитных облаков мимо Земли (466 событий за период с 1967 по 2021 гг.). Рассмотрены распределения по времени указанных параметров внутри магнитных облаков. Показано, что максимальные значения скорости солнечного ветра, величины межпланетного магнитного поля и индексов геомагнитной активности чаще регистрируются в передней части магнитного облака, в то время как минимальные значения температурного индекса, плотности и экваториальной составляющей анизотропии космических лучей могут наблюдаться в любой части исследуемой структуры.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. А. Абунина

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: abunina@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

А. В. Белов

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: abunina@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

Н. С. Шлык

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: abunina@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

А. А. Абунин

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: abunina@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

А. А. Мелкумян

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: abunina@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

И. И. Прямушкина

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: abunina@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

В. А. Оленева

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: abunina@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

В. Г. Янке

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: abunina@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

Список литературы

  1. Абунина М.А., Белов А.В., Шлык Н.С., Абунин А.А., Оленева В.А., Прямушкина И.И., Янке В.Г. Форбуш-эффекты, созданные выбросами солнечного вещества с магнитными облаками // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 61. № 5. С. 572–582. 2021. https://doi.org/10.31857/S0016794021050023
  2. Белов А.В., Абунин А.А., Абунина М.А., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Вариации плотности галактических космических лучей в магнитных облаках // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 55. № 4. С. 445—456. 2015. https://doi.org/10.7868/S0016794015040021
  3. Белов А.В., Ерошенко Е.А., Янке В.Г., Оленева В.А., Абунина М.А., Абунин А.А. Метод глобальной съемки для мировой сети нейтронных мониторов // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 58. № 3. С. 374–389. 2018. https://doi.org/10.7868/S0016794018030082
  4. Ермолаев Ю.И., Николаева Н.С., Лодкина И.Г., Ермолаев М.Ю. Каталог крупномасштабных явлений солнечного ветра для периода 1976–2000 гг. // Космич. исслед. Т. 47. № 2. С. 99–113. 2009.
  5. Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Шлык Н.С., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Сходство и различие Форбуш-понижений, связанных с потоками из корональных дыр, волоконными выбросами и выбросами из активных областей // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 62. № 3. С. 283–301. 2022а. https://doi.org/10.31857/S0016794022030117
  6. Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Шлык Н.С., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Особенности поведения временных параметров Форбуш-понижений, связанных с разными типами солнечных и межпланетных источников // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 62. № 2. С. 155–170. 2022б. https://doi.org/10.31857/S0016794022010138
  7. Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Абунин А.А., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Поведение скорости и температуры солнечного ветра в межпланетных возмущениях, создающих Форбуш-понижения // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 60. № 5. C. 547–556. 2020. https://doi.org/10.31857/S0016794020040100
  8. Badruddin, Yadav R.S., Yadav N.R. Influence of magnetic clouds on cosmic ray intensity variation // Solar Phys. V. 105. № 2. P. 413–428. 1986. https://doi.org/10.1007/BF00172057
  9. Belov A.V., Eroshenko E.A., Oleneva V.A., Struminsky A.B., Yanke V.G. What determines the magnitude of Forbush decreases? // Adv. Space Res. V. 27. P. 625–630. 2001.
  10. Belov A., Abunin A., Abunina M., Eroshenko E., Oleneva V., Yanke V., Papaioannou A., Mavromichalaki H. Galactic cosmic ray density variations in magnetic clouds // Solar Phys. V. 290. P. 1429–1444. 2015. https://doi.org/10.1007/s11207-015-0678-z
  11. Bothmer V., Schwenn R. The structure and origin of magnetic clouds in the solar wind // Ann. Geophys. V. 16. P. 1–24. 1998.
  12. Burlaga L., Sittler E., Mariani F., Schwenn R. Magnetic loop behind an interplanetary shock: Voyager, Helios, and IMP 8 observations // J. Geophys. Res. V. 86. P. 6673–6684. 1981. https://doi.org/10.1029/JA086iA08p06673
  13. Burlaga L.F., Behannon K.W. Magnetic clouds: Voyager observations between 2 and 4 AU // Solar Phys. V. 81. P. 181–192. 1982. https://doi.org/10.1007/BF00151989
  14. Burlaga L.F., Behannon K.W., Klein L.W. Compound Streams, Magnetic Clouds, and Major Geomagnetic Storms // J. Geophys. Res. V. 92. № A6. P. 5725–5734. 1987.
  15. Burlaga L. Magnetic Clouds / Physics of the Inner Heliosphere II. Physics and Chemistry in Space (Space and Solar Physics). V. 21. Eds. Schwenn R., Marsch E. Berlin, Heidelberg: Springer, 1991. 352 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-75364-0_1
  16. Fadaaq M., Badruddin B. Modulation of galactic cosmic rays due to magnetic clouds and associated structures in the interplanetary space: 1996–2018 // Astrophys. V. 64. № 2. P. 210–218. 2021a. https://doi.org/10.1007/s10511-021-09682-3
  17. Fadaaq M., Badruddin B. Study of transient modulation of galactic cosmic rays due to interplanetary manifestations of coronalmass ejections: 2010–2017 // Astrophys. Space Sci. V. 366. Article ID 10. 2021b. https://doi.org/10.1007/s10509-021-03918-6
  18. Forbush S.E. On the Effects in Cosmic-Ray Intensity Observed During the Recent Magnetic Storm // Phys. Rev. V. 51. P. 1108–1109. 1937. https://doi.org/10.1103/PhysRev. 51. 1108. 3
  19. Gopalswamy N., Xie H., Mäkelä P., Akiyama S., Yashiro S., Kaiser M.L., Howard R.A., Bougeret J.-L. Interplanetary shocks lacking type II radio bursts // Astrophys. J. V. 710. P. 1111–1126. 2010. https://doi.org/10.1088/0004-637X/710/2/1111
  20. Gosling J.T. Coronal Mass Ejections and Magnetic Flux Ropes in Interplanetary Space // Geophys. Monogr. Ser. V. 58. P. 343–364. 1990.
  21. Gosling J.T., Bame S.J., McComas D.J., Phillips J.L. Coronal mass ejections and large geomagnetic storms // Geophys. Res. Lett. V. 17. № 7. P. 901–904. 1990. https://doi.org/10.1029/GL017i007p00901
  22. Hidalgo M.A., Cid C., Viñas A.F., Sequeiros J. A non–force-free approach to the topology of magnetic clouds in the solar wind // J. Geophys. Res. V. 107. № A1. P. SSH1-1–SSH 1-7. 2002. https://doi.org/10.1029/2001JA900100
  23. Huttunen K., Schwenn R., Bothmer V., Koskinen H. Properties and geoeffectiveness of magnetic clouds in the rising, maximum and early declining phases of solar cycle 23 // Ann. Geophys. V. 23. P. 625–641. 2005. https://doi.org/10.5194/angeo-23-625-2005
  24. Kim R.-S., Gopalswamy N., Cho K.-S., Moon Y.-J., Yashiro S. Propagation Characteristics of CMEs Associated with Magnetic Clouds and Ejecta // Solar Phys. V. 284. P. 77–88. 2013. https://doi.org/10.1007/s11207-013-0230-y
  25. King J.H., Lepping R.P., Sullivan J.D. On the Complex State of the Interplanetary Medium of July 28-29, 1977 // J. Geophys. Res. V. 87. № A8. P. 5881–5887. 1982.
  26. Klein L., Burlaga L. Interplanetary magnetic clouds at 1 AU // J. Geophys. Res. V. 87. № A2. P. 613–624. 1982. https://doi.org/10.1029/JA087iA02p00613
  27. Kumar A., Badruddin Interplanetary coronal mass ejections, associated features, and transient modulation of galactic cosmic rays // Solar Phys. V. 289. P. 2177–2205. 2014. https://doi.org/10.1007/s11207-013-0465-7
  28. Lepping R.P., Jones J.A., Burlaga L.F. Magnetic Field Structure of Interplanetary Magnetic Clouds at 1 AU // J. Geophys. Res. V. 95. № A8. P. 11957–11965. 1990.
  29. Lockwood J.A. Forbush decreases in the cosmic radiation // Space Sci. Revs. V. 12. № 5. P. 658–715. 1971. https://doi.org/10.1007/ BF00173346.
  30. Lockwood J.A., Webber W.R., Debrunner H. Forbush decreases and interplanetary magnetic field disturbances: Association with magnetic clouds // J. Geophys. Res. V. 96. № A7. P. 11587–11604. 1991. https://doi.org/10.1029/91JA01012
  31. Lynch B.J., Zurbuchen T.H., Fisk L.A. Internal structure of magnetic clouds: Plasma and composition // J. Geophys. Res. V. 108. № A6. P. SSH6-1–SSH 6-14. 2003. https://doi.org/10.1029/2002JA009591
  32. Lynch B.J., Gruesbeck J.R., Zurbuchen T.H., Antiochos S.K. Solar cycle–dependent helicity transport by magnetic clouds // J. Geophys. Res. V. 110. Article ID A08107. 2005. https://doi.org/10.1029/2005JA011137
  33. Marubashi K., Lepping R. Long-duration magnetic clouds: a comparison of analyses using torus–and cylinder-shaped flux rope models // Ann. Geophys. V. 25. № 11. P. 2453–2477. 2007. https://doi.org/10.5194/angeo-25-2453-2007
  34. Mas´ıas-Meza J.J., Dasso S., D´emoulin P., Rodriguez L., Janvier M. Superposed epoch study of ICME sub-structures near Earth and their effects on Galactic cosmic rays // Astronomy & Astrophysics. V. 592. Article ID A118. 2016. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201628571
  35. Matzka J., Stolle C., Yamazaki Y., Bronkalla O., Morschhauser A. The geomagnetic Kp index and derived indices of geomagnetic activity // Space Weather. V. 19. № 5. Article ID e2020SW002641. 2021.
  36. Melkumyan A.A., Belov A.V., Abunina M.A., Abunin A.A., Eroshenko E.A., Yanke V.G., Oleneva V.A. Solar wind temperature-velocity relationship over the last five solar cycles and Forbush decreases associated with different types of interplanetary disturbance // MNRAS. V. 500. P. 2786–8797. 2021. https://doi.org/10.1093/mnras/staa3366
  37. Parnahaj I., Kudela K. Forbush decreases at a middle latitude neutron monitor: relations to geomagnetic activity and to interplanetary plasma structures // Astrophys. Space Sci. V. 359. Article ID 35. 2015. https://doi.org/10.1007/s10509-015-2484-3
  38. Richardson I.G., Cane H.V. Near-Earth Interplanetary Coronal Mass Ejections during Solar Cycle 23 (1996–2009): Catalog and summary of properties // Solar Phys. V. 264. P. 189–237. 2010. https://doi.org/10.1007/s11207-010-9568-6
  39. Richardson I.G., Cane H.V. Galactic Cosmic Ray Intensity Response to Interplanetary Coronal Mass Ejections/Magnetic Clouds in 1995 – 2009 // Solar Phys. V. 270. P. 609–627. 2011. https://doi.org/10.1007/s11207-011-9774-x
  40. Shlyk N.S., Belov A.V., Abunina M.A., Abunin A.A., Oleneva V.A., Yanke V.G. Forbush decreases caused by paired interacting solar wind disturbances // MNRAS. V. 511. № 4. P. 5897–5908. 2022. https://doi.org/10.1093/mnras/stac478
  41. Tsurutani B., Gonzalez W., Tang F., Akasofu S.I., Smith E.J. Origin of interplanetary southward magnetic fields responsible for major magnetic storms near solar maximum (1978–1979) // J. Geophys. Res. V. 93. № A8. P. 8519–8531. 1988.
  42. Tsurutani B., Gonzalez W. The Interplanetary Causes of Magnetic Storms: A Review. Eds. Tsurutani B.T., Gonzalez W.D., Kamide Y., Arballo J.K. Geophys. Monogr. Ser. / Wash. DC Am. Geophys. Union. P. 77–89. 1997. https://doi.org/10.1029/GM098p0077
  43. Wang Y.M., Ye P.Z., Wang S. Multiple magnetic clouds: Several examples during March–April 2001 // J. Geophys. Res. V. 108. № A10. Article ID 1370. 2003. https://doi.org/10.1029/2003JA009850
  44. Wu C.-C., Lepping R.P. Relationships Among Geomagnetic Storms, Interplanetary Shocks, Magnetic Clouds, and Sunspot Number During 1995–2012 // Solar Phys. V. 291. P. 265–284. 2016. https://doi.org/10.1007/s11207-015-0806-9
  45. Zhang G., Burlaga L. Magnetic clouds, geomagnetic disturbances, and cosmic ray decreases // J. Geophys. Res. V. 93. № A4. P. 2511–2518. 1988. https://doi.org/10.1029/JA093iA04p02511

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Вариации основных параметров СВ, ММП, КЛ и ГА во время Форбуш-эффекта 3—5 ноября 2021 г.

Скачать (420KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределения максимальных значений скорости СВ (а) и индукции ММП (б) внутри МО.

Скачать (182KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределения максимальных значений скорости СВ (а) и индукции ММП (б) внутри МО в межпланетных возмущениях без взаимодействия со следующим событием.

Скачать (157KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределения экстремальных значений геомагнитных индексов внутри МО: (а) Ap-индекса и (б) Dst-индекса.

Скачать (157KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Связь максимальных значений вариаций плотности КЛ внутри МО и времени их регистрации. Треугольниками указаны времена максимальных вариаций плотности КЛ внутри МО для ФЭ величиной >7%.

Скачать (257KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024