Важнейший результат ЛМИИ за 2014 г.

По результатам исследований влияния вариаций параметров космической погоды на заболевания сердечно-сосудистой системы человека в субавроральных и средних широтах (сопоставление месячных данных о смертности от инфаркта миокарда на средних широтах в Болгарии [Иванова и др., 2002] с месячными данными о вызовах «скорой помощи» по поводу инфаркта миокарда в  Якутске в 1992 г.) установлено, что в отличие от средних широт, в субавроральных широтах на возрастание числа инфарктов миокарда наряду с другими погодными факторами могут оказывать авроральные магнитные возмущения (рис.1).

(Самсонов С.Н., Клейменова Н.Г., Козырева О.В., Петрова П.Г. Влияние космической погоды на заболевания сердечно-сосудистой системы человека в субавроральных широтах // Геофизические процессы и биосфера. Т.12. №4. С.67-80. 2013.)

Основные научные результаты, полученные в рамках Проекта II.16.2.3. «Исследование проявлений космической погоды в субавроральной и авроральной зонах по наблюдениям на Якутской меридиональной цепочке станций» Гос.регистрация №01201351545

 

1. Были изучены условия в межпланетной среде и вариациях индексов геомагнитной активности, сопровождающиеся генерацией крупномасштабных волн диффузного свечения при низкой планетарной магнитной активности (Kp<3). В течение 1994-2008 гг. на станции Тикси (71.6° N, 128.9° E) было зарегистрировано 14 событий наблюдения волн диффузного свечения. Для анализа был использован метод наложенных эпох за 5 часов до и после начала оптической регистрации диффузных волн. Выявлено, что для генерации диффузных волн характерным является продолжительная (до ~4 ч) южная ориентация межпланетного магнитного поля (ММП) до начала регистрации диффузных волн. Значительное повышение в вариациях АЕ индекса и Н компоненты магнитного поля на станции Тикси регистрировалось синхронно за ~1.5 часа до начала регистрации диффузных волн. При этом среднее значение АЕ индекса увеличилось от ~180 до ~260 нТ в течение получаса и оставалось на одном уровне в 1-часовом интервале, в то время как в вариациях Н компоненты наблюдалось плавное повышение от ~60 до ~120 нТ с пиком вблизи начала регистрации диффузных волн. Предположено, что генерация диффузных волн при Kp<3 зависит от внутримагнитосферных процессов при усиленном поступлении энергии солнечного ветра в магнитосферу Земли в результате продолжительной южной ориентации ММП.
2. Построена трехмерная численная модель высокоширотной ионосферы (ВШИ) с учетом несовпадения географического и геомагнитного полюсов, в которой описываются ионная (электронная) концентрация, температура электронов и ионов (получено свидетельство ОФЭРНиО №19854). На основе численных расчетов на модели ВШИ показано, что в зимний период вблизи терминатора в дневные часы могут формироваться области повышенных значений температур электронов и ионов за счет уменьшения скорости охлаждения в результате резкого падения концентрации заряженных частиц в зоне конвекции, направленной с ночной стороны в дневную. Подобные области («горячие пятна») наблюдаются и по экспериментальным данным.
3. Рассмотрены пространственно-временные характеристики высокоширотных геомагнитных пульсаций в диапазоне Pc4-Рс5, наблюдающихся при резком сжатии магнитосферы солнечным ветром в нескольких событиях. Было установлено, что происходит одновременное возбуждение различных типов геомагнитных пульсаций. Первый тип: пульсации с фиксированной частотой на разных широтах, которые могут быть вызваны поверхностной волной на магнитопаузе или прямым проникновением волн из солнечного ветра. Второй тип: альвеновские резонансные колебания, вызванные резким сжатием магнитосферы. Асимметрия распределения максимальной амплитуды пульсаций относительно полуденного меридиана в основном определяется ориентацией ММП в азимутальной плоскости (соотношением By- и Bх-компонент ММП).
4. Проведен анализ авроральной активности на восстановительной фазе магнитной бури. Было рассмотрено 28 событий. Авроральная активность оценивалась по АЕ индексу. Показано что, в периоды больших скоростей солнечного ветра (СВ) и при малых значениях отрицательной Bz-компоненты ММП наблюдается сильная авроральная активность на восстановительной фазе магнитной бури. Также обнаружено, что на восстановительной фазе магнитной бури авроральная активность выше у магнитных бурь, у которых наблюдались большие скорости СВ. Предполагается, что на авроральную активность восстановительной фазы магнитной бури влияет геометрия магнитосферного хвоста, которая, по-видимому, определяется скоростью СВ. При больших значениях скорости солнечного ветра хвост магнитосферы сжимается, что приводит к уменьшению токового слоя. Следовательно, при малых значениях отрицательной Bz-компоненты ММП и больших скоростях СВ на восстановительной фазе магнитной бури будут более активно развиваться плазменные неустойчивости, тем самым инициируя сильную авроральную активность.
5. С целью изучения соотношения между уровнем магнитной возмущенности и сердечно-сосудистыми заболеваниями человека в субполярном (г. Якутск) и полярном (пос. Тикси) регионах были проанализированы данные эксперимента 2011 года в рамках проекта «Гелиомед». Было обнаружено, что на фазе роста геомагнитной возмущенности (суммарный SКр индекс, характеризующий уровень геомагнитной возмущенности, достигал 30 в период проведения эксперимента) наблюдалось совпадение изменений уровня геомагнитной возмущенности с коэффициентом симметрии Т-зубца электрокардиограммы (характеризует состояние сердечно-сосудистой системы человека) как для группы студентов в Якутске, так и группы волонтеров в пос. Тикси. Вместе с тем, на фазе минимума 11-летнего цикла солнечной активности (2009 г., когда SКр не превышал 16 в период проведения эксперимента) такое совпадение наблюдалось лишь для групп студентов и волонтеров ИКФИА СО РАН в Якутске. Сделан вывод о том, что при низком уровне геомагнитной возмущенности (2009 г., SКр менее 16) реакция состояния сердечно-сосудистой системы человека на геомагнитные возмущения наблюдается в субполярном регионе, а при увеличении уровня геомагнитной возмущенности (2011 г., SКр до 30) – также и в полярном регионе.
6. По данным доплеровских измерений на Якутской меридиональной сети субавроральных ионосферных станций были исследованы вертикальные дрейфы во время регистрации поляризационного джета (PJ). Для 43 событий PJ за интервал 2006-2013 гг. были определены вертикальные скорости дрейфа. Величина вертикальной компоненты скорости, равная ~20 м/с, составила около 5% от горизонтальной. Отмечено два вида вариаций