ВАРИАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ШУМАНОВСКОГО РЕЗОНАНСА ВО ВРЕМЯ МОЩНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ПРОТОННЫХ СОБЫТИЙ

Швец А.В.¹, Николаенко А.П.¹, Щекотов А.Ю.², Беляев Г.Г.³

¹ Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова, НАН Украины, Харьков, Украина

² Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта, РАН, Москва, Россия

e-mail: alexander_shvets@ukr.net

³ Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн, РАН,

Троицк, Россия

Исследования собственных электромагнитных колебаний естественного глобального резонатора, образованного поверхностью Земли и нижней границей ионосферы, – Шумановских резонансов (ШР) позволяют изучать возмущения нижних слоев ионосферы, вызванные различными явлениями космической погоды [1-3]. На основе проведенного мониторинга электромагнитных полей в частотном диапазоне 4 – 40 Гц  исследованы особенности изменений резонансных параметров, связанные с мощными солнечными протонными событиями (СПС). За период наблюдений 2000-2003 гг. выполнен анализ спектральных характеристик и вариаций интенсивности двух горизонтальных магнитных и вертикальной электрической компонент естественного СНЧ поля, в результате которого обнаружены следующие эффекты.

– Снижение пиковых частот первой и второй мод ШР достигало десяти процентов в электрической компоненте и в магнитной компоненте поля, ориентированной в направлении восток-запад. Вариации пиковых частот, связанные с СПС, в компоненте север-юг, как правило, не наблюдались, что подтверждается сравнением результатов измерений в двух отдаленных пунктах в Карелии и на Камчатке. Данные эффекты продемонстрированы на рис. 1. Два верхних графика показывают снижение пиковых частот двух первых мод в компоненте магнитного поля восток-запад (H_x) в Лехте (Карелия), а два нижних – соответствующие вариации резонансной частоты первой моды в магнитных компонентах восток-запад (H_x) и север-юг (H_y) по измерениям в Карымшино (Камчатка). Начало события отмечено вертикальной линией по универсальному времени. Различная реакция в магнитных компонентах на события может быть связана с чувствительностью магнитной компоненты, ориентированной в направлении запад – восток, к источникам, которые находятся в окрестности трассы (грозовая активность в Африке), пересекающей полярные области, подверженные влиянию протонных высыпаний.

– Наблюдались два типа роста спектральной плотности СНЧ радиосигнала: а) подъем в области спектра ниже частоты первой моды ШР, связанный с появлением мощных высокочастотных пульсаций геомагнитного поля; б) существенный рост общего уровня всех компонент поля с сохранением резонансной структуры сигнала. Необходимо отметить, что во втором случае рост интенсивности электрической компоненты был более значительным, чем магнитных компонент поля.

– В случае наиболее мощного СПС (6 ноября 2001г.) наблюдалось существенное изменение структуры – “расщепление” резонансных пиков в спектре электрической компоненты, появление которого совпало с максимумом потока протонов и продолжалось в течение около часа. Пиковые частоты дополнительных максимумов наблюдались ниже основных резонансных частот и варьировали в диапазоне 6 – 8 Гц для первой и 12 – 14 Гц для второй мод.

Предложена интерпретация наблюдавшегося снижения резонансных частот за счет существенного снижения нижней границы ионосферы с одновременным уменьшением крутизны нарастания профиля электронной концентрации, вызванных протонными событиями.

Литература

1.  Schlegel K., Füllekrug M. Schumann resonance parameter changes during high-energy particle precipitation // Journal of Geophysical Research. – May 1, 1999. – Vol. 104. – No. A5. – P. 10,111–10,118.

2.  Roldugin V.C., Maltsev Y.P., Vasiljev A.N., Shvets A.V., Nickolaenko A.P. Changes of Schumann Resonance parameters during the solar proton event of 14 July 2000 // J. Geophys. Res. – 2003. – 108(A3). – 1103. – doi:10.1029/2002JA009495. – P. SIA 2-1 – 2-7.

3.  Швец А.В., Николаенко А.П., Беляев Г.Г., Щекотов А.Ю. Анализ вариаций параметров шумановского резонанса связанных с солнечными протонными событиями // Радиофизика и электроника: Сб. научн. тр. / НАН Украины, Ин-т радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова. – Харьков. – 2005. – т. 10. – №1. –  С. 85–97.

© Copyright 2008. All rights reserved. Contact to Victor Martynyuk: ubs@science-center.net  tel.: +38 050 6535592