ТРУДЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ - ИКИ РАН

В. Д. Кузнецов Солнечные источники космической погоды
и многочисленным сопутствующим явлениям — высыпанию энергичных частиц
из радиационных поясов Земли в атмосферу, генерации повышенных
токовых систем (электроджет и кольцевой ток) и магнитных возмущений,
ионосферным возмущениям и т. д. Геомагнитные возмущения связаны с двумя
основными эффектами — сжатием магнитосферы (определяется напором
солнечного ветра) и кольцевым током (определяется в основном вмороженным
электрическим полем cE = –v×B солнечного ветра). Эти эффекты сильно зависят
от скорости солнечного ветра и относительно слабо от плотности. В первые
несколько секунд магнитной бури, в соответствии с законом электромагнитной
индукции, возникает глобальное вихревое электрическое поле, которое
пронизывает всё ОКП и саму Землю. Величина этого поля около 2…3 В/км.
Оно приводит к генерации геомагнитно-индуцированных токов в природных
и технических проводящих системах, создавая помехи и аварийные ситуации,
по примеру той, которая произошла 13–14 марта 1989 г. в провинции Квебек
(Канада) [Larose, 1989]. В периоды магнитных бурь происходит усиление
(примерно на 15 %) электромагнитных колебаний в области шумановских резонансов
1…10 Гц, частоты которых обладают биотропностью и близки к характерным
частотами работы мозга и сердца [Птицына и др., 1998].
Если в обычном состоянии граница магнитосферы на её дневной стороне
находится на расстоянии 10 земных радиусов от Земли, то в периоды попадания
на Землю самых мощных магнитных плазменных облаков эта граница
может поджиматься до 5 земных радиусов, лишая магнитного щита всю геостационарную
орбиту, на которой располагаются многочисленные спутники
связи, телевещания и т. д. При этом сильными геомагнитными возмущениями
охватываются более низкие широты.
На разных фазах солнечного цикла максимальный вклад в геомагнитную
активность дают разные солнечные агенты (рис. 9). В максимуме солнечного
цикла число самых сильных магнитных бурь возрастает примерно в три
раза по сравнению с минимумом и они вызываются в основном межпланетными
СМЕs. В максимуме цикла СМЕs дают в основном вклад в возникновение
не только больших, но и всех остальных бурь, малых и средних. Другие
максимумы в появлении магнитных бурь связаны с корональными дырами
(Coronal Holes — CH), но они немного ниже (см. рис. 9). В минимуме цикла
малые и средние бури в большей степени порождаются потоками солнечного
ветра.
Активные области на Солнце и его вращение определяют секторную
структуру межпланетного магнитного поля (ММП) — спиральную и гофрированную
(«юбочка балерины»). При своём движении вокруг Солнца Земля,
пересекая эту структуру, оказывается в секторах с разной полярностью ММП,
что сопровождается изменением взаимодействия солнечного ветра, в который
вморожено ММП, с магнитосферой Земли. На эту картину накладываются
те возмущения, которые возникают в солнечном ветре от выбросов массы,
ударных волн, корональных дыр и т. д.
Эффект Вилкокса — изменение завихрённости и образование внетропических
циклонов в атмосфере Земли при изменении знака ММП у Земли
[Wilcox et al., 1974] — получил подтверждение по данным наблюдений в работе
[Prikry et al., 2009]. Естественно, при этом меняется картина атмосферных
процессов (давление, ветер и т. д.) — один из показателей среды обитания человека
(характерные времена от менее недели до нескольких недель).
19