Развитие Форбуш-понижений, связанных с корональными выбросами из активных областей и регионов вне активных областей

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

По материалам созданной в ИЗМИРАН базы данных Форбуш-эффектов и межпланетных возмущений исследовалось развитие Форбуш-понижений, связанных с корональными выбросами из активных областей, сопровождающимися солнечными вспышками, и волоконными выбросами вне активных областей. Сравнивалось развитие Форбуш-понижений двух типов в течение солнечных циклов 23–24, максимумов этих циклов и минимума между ними. С применением статистических методов, исследовались распределения интервалов времени от начала Форбуш-понижения до регистрации: минимальной плотности космических лучей, максимального часового понижения плотности, максимальной анизотропии космических лучей, максимума скорости солнечного ветра, максимума напряженности межпланетного магнитного поля, минимума Dst-индекса. Разница между развитием Форбуш-понижений двух типов сравнивалась, когда межпланетное возмущение содержит или не содержит магнитное облако у Земли. Результаты показали, что вспышечные события развиваются быстрее, чем волоконные, даже при близких значениях параметров солнечного ветра. Разница в развитии Форбуш-понижений двух типов заметнее в случае присутствия магнитного облака у орбиты Земли. Наибольшая разность между временны́�ми параметрами в двух типах событий наблюдается для времени регистрации максимальной напряженности межпланетного магнитного поля. Фаза спада Форбуш-понижений двух типов одинакова в максимуме цикла 23 и длиннее для волоконных событий в максимуме цикла 24 и минимуме 23–24. С учетом всех временны́х параметров, разница между развитием Форбуш-понижений двух типов заметнее в максимуме цикла 23 и в минимуме 23–24, чем в максимуме цикла 24.

Об авторах

А. А. Мелкумян

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

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

А. В. Белов

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

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

М. А. Абунина

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

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)

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

Список литературы

  1. − Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Форбуш-эффекты с внезапным и постепенным началом // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 52. № 3. С. 313–320. 2012.
  2. − Абунина М.А., Абунин А.А., Белов А.В., Ерошенко Е.А., Асипенка А.C., Оленева В.А., Янке В.Г. Связь параметров Форбуш-эффектов с гелиодолготой солнечных источников // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 53. № 1. С. 13–21. 2013.
  3. − Абунина М.А., Белов А.В., Шлык Н.С., Ерошенко Е.А., 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.
  4. − Белов А.В., Ерошенко Е.А., Абунина М.А., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Поведение плотности потока космических лучей в начале Форбуш-эффектов // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 56. № 6. С. 683–689. 2016.
  5. − Белов А.В., Ерошенко Е.А., Янке Г.В, 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.
  6. − Гущина Р.Т., Белов А.В., Ерошенко Е.А., Обридко В.Н., Паорис Е., Шельтинг Б.Д. Модуляция космических лучей на фазе роста солнечной активности 24-го цикла // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 54. № 4. С. 470–476. 2014.
  7. − Ермолаев Ю.И., Николаева Н.С., Лодкина И.Г., Ермолаев М.Ю. Каталог крупномасшабных явлений солнечного ветра для периода 1976–2000 гг. // Космич. исслед. Т. 47. № 2. С. 99–113. 2009.
  8. − Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Абунин А.А., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Основные свойства Форбуш-эффектов, связанных с высокоскоростными потоками из корональных дыр // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 58. № 2. С. 163–176. 2018а.
  9. − Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Абунин А.А., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Долгопериодные изменения количества и величины Форбуш-эффектов // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 58. № 5. С. 638–647. 2018б.
  10. − Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Абунин А.А., Ерошенко Е.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Рекуррентные и спорадические Форбуш-понижения в 23-ем и 24-ом солнечных циклах // Солнечно-земная физика. Т. 5. № 1. С. 39–47. 2019.
  11. − Мелкумян А.А., Белов А.В., Абунина М.А., Шлык Н.С., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Особенности поведения временны́�х параметров Форбуш-понижений, связанных с разными типами солнечных и межпланетных источников // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 62. № 2. С. 155–170. 2022a.
  12. − 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. 2022б.
  13. − Aslam O.P.M., Badruddin B. Study of cosmic-ray modulation during the recent unusual minimum and mini-maximum of solar cycle 24 // Solar Phys. V. 290. № 8. P. 2333–2353. 2015.
  14. − Badruddin B., Yadav R.S., Yadav N.R. Influence of Magnetic Clouds on Cosmic-Ray Intensity Variation // Solar Phys. V. 105. № 5. P. 413–428. 1986.
  15. − Badruddin B., Kumar A. Study of the cosmic-ray modulation during the passage of ICMEs and CIRs // Solar Phys. V. 291. № 2. P. 559–580. 2016.
  16. − Belov A.V. Forbush effects and their connection with solar, interplanetary and geomagnetic phenomena / Proc. IAU Symposium. № 257. P. 119–130. 2009.
  17. − Belov A., Abunin A., Abunina M. et al. Coronal mass ejections and non-recurrent Forbush decreases // Solar Phys. V. 289. N 10. P. 3949–3960. 2014.
  18. − 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. № 5. P. 1429−1444. 2015.
  19. − 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. № A8. P. 6673–6684. 1981.
  20. − Cane H.V. CMEs and Forbush decreases // Space Sci. Rev. V. 93. № 1/2. P. 55–77. 2000.
  21. − Cane H.V., Richardson I.G., von Rosenvinge T.T., Wibberenz G. Cosmic ray decreases and shock structure: A multispacecraft study // J. Geophys. Res. V. 99. № A11. P. 21 429–21 441. 1994.
  22. − Chertok I.M., Grechnev V.V., Belov A.V., Abunin A.A. Magnetic flux of EUV arcade and dimming regions as a relevant parameter for early diagnostics of solar eruptions – sources
  23. of non-recurrent geomagnetic storms and Forbush decreases // Solar Phys. V. 282. № 1. P. 175–199. 2013.
  24. − Dorman L. I. Cosmic ray variation and space research. M.: AN USSR. 1027 p. 1963.
  25. − Dumbović M., Vrsnak B., Calogović J., Zupan R. Cosmic ray modulation by different types of solar wind disturbances // Astron. Astrophys. V. 538. № A28. 2012.
  26. − Forbush S.E. On the effects in the cosmic-ray intensity observed during magnetic storms // Phys. Rev. V. 51. P. 1108–1109. 1937.
  27. − Gopalswamy N., Akiyama S., Yashiro S., Mäkelä P. Coronal mass Eejections from sunspot and non-sunspot regions / Magnetic coupling between the interior and the atmosphere of the Sun. Eds. Hasan S. S. and Rutten R. J. Astrophysics and Space Science Proc. Berlin Heidelberg: Springer. P. 289–307. 2010a.
  28. − 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. № 2. P. 1111–1126. 2010b.
  29. − Gopalswamy N., Akiyama S., Yashiro S., Michalek G., Xie H., Makelea P. Effect of the weakened heliosphere in solar cycle 24 on the properties of coronal mass Ejections // J. Phys.: Conf. Ser. V. 1620. № 1. Article id 012005. 2020.
  30. − Huttunen K.E.J., Schwenn R.,Bothmer V., Koskinen H.E.J. Properties and geoeffectiveness of magnetic clouds in the rising, maximum and early declining phases of solar cycle 23 // Ann. Geophysicae. V. 23. № 2. P. 625–641. 2005.
  31. − Iucci N., Parisi M., Storini M. et al. Forbush decreases: origin and development in the interplanetary space // Nuovo Cimento C. V. 2C. P. 1–52. 1979.
  32. − Kim R.S., Gopalswamy N., Cho K.S., Moon Y.J., Yashiro S. Propagation Ccharacteristics of CMEs associated with magnetic clouds and ejecta // Solar Phys. V. 284. № 1. P. 77–88. 2013.
  33. − King J.H., Papitashvili N.E. Solar wind spatial scales in and comparisons of hourly Wind and ACE plasma and magnetic field data // J. Geophys. Res. V. 110. № A2. A02104. 2005.
  34. − Lingri D., Mavromichalaki H., Belov A., Eroshenko E., Yanke V., Abunin A., Abunina M. Solar activity parameters and associated Forbush decreases during the minimum between cycles 23 and 24 and the ascending phase of cycle 24 // Solar Phys. V. 291. № 3. P. 1025–1041. 2016a.
  35. − Lingri D., Mavromichalaki H., Belov A., Eroshenko E., Yanke V., Abunin A., Abunina M. Forbush decreases during the DeepMin and MiniMax of solar cycle 24 / Proc. 25th ECRS. Tourin, Italy, 2016. eConf C16-09-04.3. 2016b.
  36. − Lockwood J.A. Forbush decreases in the cosmic radiation // Space Sci. Revs. V. 12. № 5. P. 658–715. 1971.
  37. − Lockwood J.A., Webber W.R., Jokipii J.R. Characteristic recovery times of Forbush-type decreases in the cosmic radiation. I – Observations at Earth at different energies // J. Geophys. Res. V. 91. P. 2851–2857. 1986.
  38. − Lockwood J.A., Webber W.R., Debrunner H. J. Forbush decreases and interplanetary magnetic field disturbances: Association with magnetic clouds // Geophys. Res. V. 96. Is. A7. P. 11 587–11 604. 1991.
  39. − Lynch B.J., Zurbuhen T.H., Fisk L.A., Antiochos S.K. Internal structure of magnetic clouds: Plasma and composition // J. Geophys. Res.−Space. V. 108. № A6. ID 1239. 2003.
  40. − 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. A08107. 2005.
  41. − Maričić D., Vrsnak B., Veronig A.M., Dumbović M., Sterc F., Rosa D., Karlica M., Hrzina D., Romstajn I. Sun-to-Earth observations and characteristics of isolated and Earth-impacting coronal mass ejections during 2008–2014 // Solar Phys. V. 295. № 7. Article id 91. 2020.
  42. − Maričić D., Sterc F., Dumbović M., Rosa D., Hrzina D., Romstajn I. Isolated Earth-impacting interplanetary coronal mass ejections and corresponding galactic cosmic ray flux variations // XVIIth Hvar Astrophysical Colloquium “The Sun and Heliosphere”. 20–24 September 2021.
  43. − Marubashi K., Lepping R.P. Long-duration magnetic clouds: a comparison of analyses using torus- and cylinder-shaped flux ropes models // Ann. Geophysicae. V. 25. № 11. P. 2453–2477. 2007.
  44. − 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. e2020SW002641. 2021.
  45. − Melkumyan A.A., Belov A.V., Abunina M.A., Abunin A.A., Eroshenko E.A., Yanke V.G., Oleneva V.A. Comparison between statistical properties of Forbush decreases caused by solar wind disturbances from coronal mass ejections and coronal holes // Adv. Space Res. V. 63. № 2. P. 1100–1109. 2019.
  46. − Papaioannou A., Belov A., Abunina M., Eroshenko E., Abunin A., Anastasiadis A., Patsourakos S., Mavromichalaki H. Interplanetary coronal mass ejections as the driver of non-recurrent Forbush decreases // Astrophys. J. V. 890. № 2. Article id. 101. 2020.
  47. − Paouris E., Mavromichalaki H., Belov A., Gushchina R., Yanke V. Galactic cosmic ray modulation and the last solar minimum // Solar Phys. V. 280. № 1. P. 255–271. 2012.
  48. − Richardson I.G. Energetic Particles and Corotating Interaction Regions in the Solar Wind // Space Sci. Rev. V. 111. № 3. P. 267–376. 2004.
  49. – 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. № 1. P. 189–237. 2010.
  50. − 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. № 9. P. 609–627. 2011a.
  51. − Richardson I., Cane H. Geoeffectivenes (Dst and Kp) of interplanetary coronal mass ejections during 1995–2009 and implications for storm forecasting // Space Weather. V. 9. S07005. 2011b.
  52. − Singh Y.P., Badruddin B. Effects of interplanetary magnetic clouds, interaction regions, and high-speed streams on the transient modulation of galactic cosmic rays // J. Geophys. Res. V. 112. № 2. CiteID A02101. 2007.
  53. − Zhang G., Burlaga L.F. Magnetic clouds, geomagnetic disturbances, and cosmic ray decreases // J. Geophys. Res. V. 93. № A4. P. 2511–2518. 1988.

Дополнительные файлы


© А.А. Мелкумян, А.В. Белов, М.А. Абунина, Н.С. Шлык, А.А. Абунин, В.А. Оленева, В.Г. Янке, 2022