Основные научные результаты, полученные в рамках Проекта II.16.2.1. «Исследование эффектов космической погоды по данным Якутской меридиональной цепочки геофизических станций»

Основные научные результаты, полученные в рамках Проекта II.16.2.1. «Исследование эффектов космической погоды по данным Якутской меридиональной цепочки геофизических станций» Гос. регистрация №0375-2016-0003

1. Исследована связь индексов планетарной геомагнитной активности (AE, Кp) со скоростью развития магнитной бури и электрическим полем солнечного ветра (СВ) на главной фазе магнитной бури, обусловленные двумя типами СВ — CIR (сжатые потоки СВ) и ICME (межпланетные выбросы корональной массы) события. Анализ средних значений АЕ (АЕ_aver) и Кр (Kp_aver) индексов на главной фазе магнитной бури в зависимости от электрического поля СВ Esw_aver показал, что для CIR событий, в отличие от ICME событий, значение АЕ_aver увеличивается с ростом среднего значения электрического поля Esw_aver. Значение Kp_aver индекса коррелирует от Esw_aver только для ICME событий (рис.1).

(Boroyev R.N., Vasiliev М.S. Substorm activity during the main phase of magnetic storms induced by the CIR and ICME events // Adv. Space Res. 2018. DOI: 10.1016/j.asr.2017.10.031.)

Рис.1. Зависимость величин АЕ_aver, Kp_aver от среднего значения электрического поля солнечного ветра Esw_aver для бурь, индуцированных CIR (а, б) и ICME (в, г) событиями. Квадраты — отдельные магнитные бури, прямые линии — линейная аппроксимация.

2. В результате численного эксперимента на трехмерной модели высокоширотной ионосферы (свидетельство ОФЭРНиО за №19854 от 10.01.2014 г.) показано, что в интервале 04-07 UT в условиях притока тепла из плазмосферы можно ожидать формирования «горячей» кольцевой зоны в области главного ионосферного провала. Анализ данных, полученных с помощью спутника CHAMP, подтверждает формирование такой зоны в субавроральной ионосфере в данном интервале UT, когда субавроральная ионосфера оказывается на неосвещенной стороне в зимний период.

(Gololobov A.Yu., Golikov I.A., Solovyev T.N. Modeling of the electron temperature enhancement in the subauroral ionosphere // 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017 Proceedings. Albena, Bulgaria, 2017. V. 17, № 62. P.915.)

3. Рассмотрен большой массив экспериментальных измерений горизонтальных и вертикальных скоростей ионных дрейфов во время событий поляризационного джета (рис.2). Были использованы данные спутника Космос-184 за ноябрь 1967 г. и спутника DE-2, который был запущен в середине 1981 г. и активно работал до конца 1982 г. Данные спутников DE-2 и Космос-184 показывают, что тепловой поток в событиях поляризационного джета генерируется на высотах ионосферы из-за столкновений и распространяется как вверх, в магнитосферу, так и вниз, в нижнюю ионосферу (рис.2). Модельные расчеты на основе трехмерной модели высокоширотной ионосферы показали, что поляризационный джет влияет на структуру ионосферы: при горизонтальных скоростях (Vhoriz=1000 м/с) наблюдается резкое падение электронной плотности слоя F2 ионосферы в интервале, где включено электрическое поле, а при вертикальных скоростях (Vvert=100 м/с) плотность электронов и высота возрастают в максимуме F2-слоя на интервале, где включено электрическое поле (рис.3).

(Gololobov A., Stepanov A., Khalipov V., Golikov I. Subauroral ion outflow within polarisation jet // Second VarSITI General Symposium, Irkutsk, Russia, July 10-15, 2017. Abstracts. P.82.)

Рис.3. Временные вариации (a,b,c) вертикальных скоростей относительно горизонтальных (0, +1.5 и -1.5 ч) и результаты модельных вычислений (a’,b’,c’). Красная вертикальная линия – интервал включения электрического поля.

4. На основе методики инверсии магнитограмм проведен анализ начала и процесса развития суббури 27 августа 2001 г., ранее исследованной во множестве статей. Обнаружено, что на ранней стадии фазы роста суббури потоки плазмы формируются в дальней части хвоста магнитосферы, которые движутся по направлению к Земле с средней скоростью ~0.4 км/с. В средней части этого пути случаются псевдобрейкапы. В ионосфере приход проекции фронта потока на геомагнитные широты ~62°-68° связан с началом фазы экспансии суббури.

(Mishin V.M., Mishin V.V., Lunyushkin S.B., Wang J.Y., Moiseev A.V. 27 August 2001 substorm: Preonset phenomena, two main onsets, field‐aligned current systems, and plasma flow channels in the ionosphere and in the magnetosphere // J. Geophys. Res. Space Physics. 2017. Vol.122. Iss.5. P.4988-5007. DOI: 10.1002/2017JA023915.)

5. С целью выявления воздействия параметров космической погоды на сердечно-сосудистую систему человека с патологиями выполнен анализ частоты возникновения инфарктов миокарда по данным числа вызовов скорой медицинской помощи (СМП) г. Якутска за годы высокой (1992 г.) и низкой (1998 г.) геомагнитной активности для женщин (Ж) и мужчин (М) (рис.4). Обнаружено, что общее количество вызовов СМП в год вблизи максимума геомагнитной возмущенности в 1,5 раза превышает число вызовов в год вблизи минимума геомагнитной активности. Кроме того, из Рис. следует, что в 1992 году число вызовов СМП по поводу инфарктов к мужчинам в возрасте от 30 до 50 лет в 5 раз превышало число вызовов к женщинам такого же возраста. А в возрасте от 50 до 60 лет ситуация кардинально изменяется, число вызовов СМП к женщинам превышает число вызовов к мужчинам в 1,5 раза. В возрасте от 60 до 80 лет число вызовов СМП к женщинам превышает число вызовов к мужчинам, но всего лишь в 1,2 раза. А в возрасте 70-80 лет количество вызовов к женщинам и мужчинам практически выравнивается. Сделан вывод о том, что мужчины магнитолабильны и подвержены риску развития ИБС и его осложнений в возрасте до 50 лет. После 50 лет у мужчин происходит снижение числа инфарктов, возможно, за счет естественного отбора, или за счет снижения магниточувствительности. Женщины более магниточувствительны после 50 лет (особенно в возрасте 50-60 лет) в период пери- и постменопаузы, который сопровождается дефицитом эстрогенов, полового стероидсвязывающего глобулина за счет естественного угасания функции яичников.

(Самсонов С. Н., Кобякова С.Е., Петрова П.Г., Стрекаловская А.А., Паршина С.С. Реакция сердечно-сосудистой системы человека на гелиогеомагнитную возмущенность // I Всероссийская конференция с международным участием «Физика и экология электромагнитных излучений». пос. Агой, Россия, 25-30 сентября 2017 г. Тезисы. С.60.)

Рис.4. Половозрастное распределение числа заболеваний инфарктом миокарда для женщин (Ж, штриховая линия) и мужчин (М, темная линия) в 1992 и 1998 годах по данным числа вызовов скорой медицинской помощи г. Якутска.