Солнечно-земная физика, 2016, том 2, № 4
Бесплатно
Основная коллекция
Издательство:
Институт солнечно-земной физики СО РАН
Наименование: Солнечно-земная физика
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 103
Количество статей: 11
Дополнительно
Вид издания:
Журнал
Уровень образования:
Дополнительное профессиональное образование
Артикул: 349900.0008.01
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
СОЛНЕЧНО-ЗЕМНАЯ ФИЗИКА
Свидетельство о регистрации
средства массовой информации
от 29 января 2014 г. ПИ № ФС77-56768
Издается с 1963 года
ISSN 2412-4737
DOI: 10.12737/issn. 2412-4737
Том 2, № 4, 2016. 104 с.
Выходит 4 раза в год
Учредитель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт солнечно-земной физики
Сибирского отделения Российской академии наук
SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS
Certificate of registration
of mass media
from January 29, 2014. ПИ № ФС77-56768
The edition has been published since 1963
ISSN 2412-4737
DOI: 10.12737/issn. 2412-4737
Vol. 2, Iss. 4, 2016. 104 p.
Quarterly
Founder: Institute of Solar-Terrestrial Physics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
Состав редколлегии журнала
Editorial Board
Жеребцов Г.А., академик —
главный редактор, ИСЗФ СО РАН
Zherebtsov G.A., Academician, Editor-in-Chief,
ISTP SB RAS
Степанов А.В., чл.-корр. РАН —
заместитель главного редактора, ГАО РАН
Stepanov A.V., Corr. Member of RAS,
Deputy Editor-in-Chief, GAO RAS
Потапов А.С., д-р физ.-мат. наук —
заместитель главного редактора, ИСЗФ СО РАН
Potapov A.S., D.Sc. (Phys.&Math),
Deputy Editor-in-Chief, ISTP SB RAS
Члены редколлегии
Members of the Editorial Board
Алтынцев А.Т., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН
Altyntsev A.T., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS
Мордвинов А.В., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН
Mordvinov A.V., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS
Максимов В.П., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН
Maksimov V.P., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS
Леонович А.С., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН
Leonovich A.S., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS
Тащилин А.В., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН
Tashchilin A.V., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS
Перевалова Н.П., д-р физ.-мат. наук, ИСЗФ СО РАН
Perevalova N.P., D.Sc. (Phys.&Math.), ISTP SB RAS
Белан Б.Д., д-р физ.-мат. наук, ИОА СО РАН
Belan B.D., D.Sc. (Phys.&Math.), IAO SB RAS
Муллаяров В.А., канд. физ.-мат. наук, ИКФИА СО РАН
Mullayarov V.A., C.Sc. (Phys.&Math.), IKFIA SB RAS
Деминов М.Г., д-р физ.-мат. наук, ИЗМИРАН
Deminov M.G., D.Sc. (Phys.&Math.), IZMIRAN
Обридко В.Н., д-р физ.-мат. наук, ИЗМИРАН
Obridko V.N., D.Sc. (Phys.&Math.), IZMIRAN
Гульельми А.В., д-р физ.-мат. наук, ИФЗ РАН
Guglielmi A.V., D.Sc. (Phys.&Math.), IPE RAS
Трошичев О.А., д-р физ.-мат. наук, ААНИИ
Troshichev O.A., D.Sc. (Phys.&Math.), AARI
Ермолаев Ю.И., д-р физ.-мат. наук, ИКИ РАН
Yermolaev Yu.I., D.Sc. (Phys.&Math.), IKI RAS
Мареев Е.А., чл.-корр. РАН, ИПФ РАН
Mareev E.A., Corr. Member of RAS, IAP RAS
Сафаргалеев В.В., д-р физ.-мат. наук, ПГИ РАН
Safargaleev V.V., D.Sc. (Phys.&Math.), PGI KSC RAS
Лазутин Л.Л., д-р физ.-мат. наук, НИИЯФ МГУ
Lazutin L.L., D.Sc. (Phys.&Math.), SINP MSU
Стожков Ю.И., д-р физ.-мат. наук, ФИАН
Stozhkov Yu.I., D.Sc. (Phys.&Math.), LPI RAS
Сомов Б.В., д-р физ.-мат. наук, ГАИШ МГУ
Somov B.V., D.Sc. (Phys.&Math.), SAI MSU
Лестер М., проф., Университет Лестера,
Великобритания
Lester M., Prof., University of Leicester, UK
Йихуа Йан, проф., Национальные астрономические обсерватории Китая, КАН, Пекин, Китай
Yan Yihua, Prof., National Astronomical Observatories, Beijing, China
Панчева Дора, проф., Национальный институт геодезии,
геофизики и географии БАН, София, Болгария
Pancheva D., Prof., Geophysical Institute, Bulgarian Academy of Sciences, Sofia, Bulgaria
Салахутдинова И.И., канд. физ.-мат. наук, ученый секретарь, ИСЗФ СО РАН
Salakhutdinova I.I., C.Sc. (Phys.&Math.), Scientific Secretary, ISTP SB RAS
Полюшкина Н.А., ответственный секретарь редакции, ИСЗФ
СО РАН
Polyushkina N.A., Executive Secretary of Editorial Board,
ISTP SB RAS
СОДЕРЖАНИЕ Маурчев Е.А., Балабин Ю.В. Модельный комплекс для исследования космических лучей RUSCOSMIC ………………………............................................................................................................. 3–8 Бороев Р.Н. Корреляция скорости развития магнитной бури на главной фазе и авроральной активности …………………………………………………………………………………………………… 9–12 Потапов А.С., Довбня Б.В., Баишев Д.Г., Полюшкина Т.Н., Рахматулин Р.А. Узкополосное излучение с изменяющейся от 0.5 до 3.5 Гц частотой на фоне главной фазы магнитной бури 17 марта 2013 г. …............................................................................................................................. 13–23 Золотухина Н.А., Куркин В.И., Полех Н.М., Романова Е.Б. Динамика обратного рассеяния во время большой геомагнитной бури по данным Екатеринбургского радара: 17–22 марта 2015 г. ……… 24–42 Ким А.Г., Пономарчук С.Н., Котович Г.В., Романова Е.Б. Моделирование z-образного возмущения на луче Педерсена дистанционно-частотной характеристики наклонного зондирования с использованием моделей ионосферы ……………………………………………………………… 43–53 Голиков И.А., Гололобов А.Ю., Попов В.И. Моделирование распределения температуры электронов в области F2 высокоширотной ионосферы для условий зимнего солнцестояния …………… 54–62 Котова Д.С., Клименко М.В., Клименко В.В., Захаров В.Е., Бессараб Ф.С., Кореньков Ю.Н. Влияние внезапного стратосферного потепления в январе 2009 г. на распространение коротких радиоволн в экваториальной ионосфере ………………………………………………………………… 63–75 Тащилин А.В., Леонович Л.А. Моделирование ночных свечений красной и зеленой линий атомар ного кислорода для умеренно-возмущенных геомагнитных условий на средних широтах …............ 76–84 Белецкий А.Б., Михалев А.В., Хахинов В.В., Лебедев В.П. Оптическое проявление работы бортовых двигателей низкоорбитальных космических аппаратов ……………………………………. 85–91 Кушнаренко Г.П., Яковлева О.Е., Кузнецова Г.М. Долговременные изменения в нейтральном газовом составе термосферы над Норильском (2003–2013 гг.) ………………………………………... 92–97 Гульельми А.В., Рубан В.Ф. К 120-летию со дня рождения А.Л. Чижевского …………………… 98–103 CONTENTS Maurchev E.A., Balabin Yu.V. RUSCOSMIC — the new software toolbox for detailed analysis of cosmic ray interactions with matter ………………………………………………………………............... 3–8 Boroyev R.N. Correlation between auroral activity and rate of development of a storm in its main phase … 9–12 Potapov A.S., Dovbnya B.V., Baishev D.G., Polyushkina T.N., Rakhmatulin R.A. Narrow-band emission with 0.5 to 3.5 Hz varying frequency in the background of the main phase of the 17 March 2013 magnetic storm ………………………………………………………………………………………. 13–23 Zolotukhina N.A., Kurkin V.I., Polekh N.M., Romanova E.B. Backscattering dynamics during intense geomagnetic storm as deduced from Yekaterinburg radar data: March 17–22, 2015 ………………. 24–42 Kim А.G., Ponomarchuk S.N., Kotovich G.V., Romanova E.B. Modeling z-shaped disturbance at the Pedersen ray of oblique sounding ionogram using adaptation of IRI to experimental data ………………. 43–53 Golikov I.A., Gololobov A.Yu., Popov V.I. Modeling the electron temperature distribution in F2 region of high-latitude ionosphere for winter solstice conditions …………………………………………… 54–62 Kotova D.S., Klimenko M.V., Klimenko V.V., Zakharov V.E., Bessarab F.S., Korenkov Yu.N. Influence of January 2009 stratospheric warming on HF radio wave propagation in the low-latitude ionosphere ………………………………………………………………………………………………... 63–75 Tashchilin A.V., Leonovich L.A. Modeling nightglow in atomic oxygen red and green lines under moderate disturbed geomagnetic conditions at midlatitudes ……............................................................... 76–84 Beletsky A.B., Mikhalev А.V., Khakhinov V.V., Lebedev V.P. Optical effects produced by running onboard engines of low-earth-orbit spacecraft …………………………………………………………….. 85–91 Kushnarenko G.P., Yakovleva O.E., Kuznetsova G.M. Long-term variations in the neutral gas composition of the thermosphere over Norilsk (2003–2013) …………………………………………………… 92–97 Guglielmi A.V., Ruban V.F. To the 120th anniversary of A.L. Chizhevsky’s birth …………………... 98–103
Солнечно-земная физика. 2016. Т. 2, № 4
Solar-Terrestrial Physics. 2016. Vol. 2. Iss. 4
3
УДК 524.1-65
Поступила в редакцию 29.09.2016
DOI: 10.12737/21289
Принята к публикации 14.11.2016
МОДЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС
ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ RUSCOSMIC
RUSCOSMIC — THE NEW SOFTWARE TOOLBOX FOR DETAILED ANALYSIS OF
COSMIC RAY INTERACTIONS WITH MATTER
Е.А. Маурчев
Полярный геофизический институт,
Апатиты, Россия, maurchev@pgia.ru
Ю.В. Балабин
Полярный геофизический институт,
Апатиты, Россия, balabin@pgia.ru
E.A. Maurchev
Polar Geophysical Institute,
Apatity, Russia, maurchev@pgia.ru
Yu.V. Balabin
Polar Geophysical Institute,
Apatity, Russia, balabin@pgia.ru
Аннотация. В настоящее время существует значительное разнообразие методик для исследования
характеристик потоков как первичных, так и вторичных космических лучей (КЛ). Основными являются экспериментальные методы, с использованием
разных детекторов, однако, благодаря современным
компьютерным технологиям, экспериментальные
методы все чаще совмещаются с численными. Данный шаг позволяет получить наибольшее количество
информации о интересующем процессе (явлении) и
сделать, соответственно, наиболее точные выводы.
В работе представлена концепция нового программного комплекса RUSCOSMIC, основанного на пакете
GEANT4 и представляющего собой набор различных
численных моделей для исследования прохождения
КЛ через вещество различных систем (детекторы
излучения, атмосфера Земли). Получены и приведены функции откликов основных детекторов излучения, а также некоторые типовые характеристики потоков вторичных КЛ. Также представлены результаты,
демонстрирующие работу модуля верификации вычислений экспериментальными данными.
Ключевые слова: космические лучи, техника
эксперимента, численное моделирование, метод
Монте-Карло, детекторы излучения, взаимодействие
частиц с веществом.
Abstract. At present, cosmic ray (CR) physics uses
a considerable variety of methods for studying CR characteristics, and both primary and secondary fluxes, respectively. Experimental methods make the main contribution, using various types of detectors, but numerical
methods increasingly complement it due to the active
development in computer technology. This approach
provides researchers with the most extensive information about details of the process or phenomenon and
allows us to make the most competent conclusions. This
paper presents a concept of the RUSCOSMIC software
package based on the GEANT4 toolkit and representing
a range of different numerical models for studying the
CR passage through a matter of different systems. The
obtained results represent response functions of the
main radiation detectors as well as some typical characteristics of secondary CR fluxes. Comparative results
also show the operation of the module verification of
calculations with experimental data.
Keywords: cosmic rays, experimental techniques,
numerical methods, Monte Carlo method, the radiation
detectors, particle interaction with matter.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время исследования космических
лучей (КЛ) проводятся разными способами. Первоначально это были в основном экспериментальные
методы, широко использующиеся до сих пор. Традиционно запускаются шары-зонды с установленными на них детекторами [Bazilevskaya et al., 2008],
а международная сеть нейтронных мониторов является одной из самых современных и надежных
наземных систем регистрации космических лучей.
По данным этой сети определяются характеристики
релятивистских солнечных протонов, зарегистрированных во время событий солнечных космических
лучей (СКЛ), посредством моделирования возрастаний
приземного фона вторичных космических лучей (события GLE [Vashenyuk et al., 2009; Shea, Smart, 1982]).
С начала компьютеризации активно развивается
методика изучения распространения КЛ в веществе с
помощью численного метода Монте-Карло. Нами был
разработан программный комплекс RUSCOSMIC,
включающий в себя модели детекторов разных типов, а также модель прохождения первичных КЛ
через атмосферу Земли для получения информации
о каскадах вторичных КЛ. Основой является пакет
GEANT4 [Agostinelli et al., 2003], из которого наследуются классы, отвечающие за отображение процесса
взаимодействия частиц с веществом, построение геометрии, задание начальных параметров, сбор информации о ходе моделирования, состоянии частиц и др.
Е.А. Маурчев, Ю.В. Балабин E.A. Maurchev, Yu.V. Balabin 4 Первым этапом данной работы являлось детальное изучение свойств детектирующего оборудования на станции космических лучей в г. Апатиты. С этой целью были созданы программные модули, представляющие собой модели нейтронного монитора (НМ), счетчиков Гейгера, сцинтилляционных детекторов с геометрией и свойствами материалов, максимально приближенным к реальным. При моделировании прохождения потока нейтронов через нейтронный монитор была получена функция отклика, а также детально изучены свойства замедлителя и свинцового генератора. Сравнение наших результатов с результатами работ, проводившихся ранее и ведущихся в настоящее время, показало хорошее согласие. Современные сечения взаимодействий, используемые при моделировании, позволили более детально изучить функцию отклика нейтронного монитора в диапазоне энергий от 10 МэВ до эпитермальных. Проведенное параллельно моделирование множественности в нейтронном мониторе подтвердило предположение, что феномен вызывается не единственной частицей, попадающей в свинцовый генератор НМ, а целым облаком частиц. Моделирование сцинтилляционных детекторов гамма-квантов стало необходимым, поскольку на станции КЛ уже в течение нескольких лет функционирует система мониторинга рентгеновского излучения, благодаря которой были выявлены его возрастания во время осадков. С помощью GEANT4 вычислены функции отклика NaI-детекторов различной геометрии. Подобные работы, разумеется, проводились и ранее, однако наше исследование отличают современный подход и совершенно новая концепция, позволяющая учесть больше факторов при расчете прохождения частиц через вещество. Вторым этапом было создание собственного программного модуля для расчета прохождения частиц различных энергий через атмосферу Земли. Это позволило не только использовать для моделирования постоянно обновляющиеся данные, но и расширить границы применения, поскольку без труда можно менять состояние самой модели (изменять физические свойства вещества, добавлять различные поля и т. д.). Далее проводились расчеты прохождения галактических космических лучей (ГКЛ) через атмосферу Земли и развития каскадов частиц во время некоторых событий GLE. В результате создана база данных энергетических спектров вторичного космического излучения для различных высот. Данные расчеты могут применяться как для оценки скорости ионизации при вычислении эквивалентной дозы, так и для детального исследования развития каскадов во время GLE и поиска их новых особенностей. Результаты моделирования сверялись с результатами подобных исследований, проводившихся с использованием пакета PLANETOCOSMICS [Maurchev et al., 2011], а также с полученными с помощью шаров-зондов экспериментальными данными, с которыми наблюдается хорошее согласие. МОДЕЛЬ СЦИНТИЛЛЯЦИОННОГО ДЕТЕКТОРА NAI В детекторах такого типа энергия и интенсивность гамма-квантов определяются с помощью вто ричных заряженных частиц (электронов и позитронов), которые возникают в результате взаимодействий самих гамма-квантов с веществом. Как уже было сказано во введении, в основе всех моделей комплекса лежит метод Монте-Карло и, для выбора, некоторое значение x(x1, x2) из нормализованной функции плотности вероятности f(x): 1 α , n i i i i f x f x g x (1) где i>0 — вероятность выборки нормированной функции плотности вероятности fi(x) и 0≤gi(x)≤1. Тогда, произведя выборку случайного целого с вероятностью, пропорциональной i, и выбрав значение x0 из распределения fi(x), можно рассчитать x=x0 с вероятностью gi(x0). В случае отклонения значения схема расчета повторяется сначала. Подробное математическое описание модели является слишком громоздким и здесь не представлено. На основе вышеописанной концепции были смоделированы два сцинтилляционных детектора с геометрическими размерами 6.3×2 см и 15×10 см. В результате моделирования прохождения моноэнергичных пучков гамма-квантов через сцинтилляционные детекторы с описанной выше геометрией оценена эффективность регистрации гамма-квантов (рис. 1). МОДЕЛЬ НЕЙТРОННОГО МОНИТОРА Геометрические параметры модели идентичны параметрам реального НМ, внешний вид модели визуализирован на рис. 2, типовой трекинг представлен на рис. 3. Поток моноэнергичных первичных нейтронов падает перпендикулярно верхней плоскости детектора, распределение частиц носит равномерный характер, количество частиц в потоке равно 500 000 на одно значение энергии. Полученная в результате моделирования функция отклика представлена на рис. 4. Рис. 1. Эффективность детектирования гамма-квантов, оцененная в результате моделирования взаимодействий частиц с сцинтилляционными детекторами типоразмерами 6.3×2 (а) и 15×10 см (б) а б
Модельный комплекс для исследования…
RUSCOSMIC — the new software toolbox for…
5
Рис. 2. Визуализация модели стандартного НМ, состоящего из полиэтиленового замедлителя, свинцового генератора, полиэтиленового отражателя и пропорциональных 10BF3-счетчиков, с целью представления основных узлов
детектора
Рис. 3. Визуализация части фронтальной проекции модели одной секции стандартного НМ. Сверху на полиэтилен
падает нейтрон с энергией 300 МэВ. В результате неупругого столкновения со свинцом (используется модель внутриядерных каскадов [Bertini, 1969; Heikkinen et al., 2003], точка «1») происходит размножение нейтронов. Хорошо
видны процессы дрейфа нейтронов со множеством упругих столкновений (точка «2»), остановки и поглощения в полиэтилене (точка «3»). Все эти процессы рассчитываются с помощью пакета ENDF/B-VII.1 [Chadwick et al., 2011]. Захват нейтрона веществом счетчика здесь не иллюстрируется, но следует заметить, что он описывается стандартной реакцией
n+10B→7Li+α и моделируется также с использованием ENDF/B-VII.1
Рис. 4. Функция отклика НМ, полученная в результате моделирования прохождения потоков моноэнергичных
нейтронов через систему детектора. Проводится сравнение с функцией, полученной ранее [Clem, Dorman, 2000] с помощью
пакета FLUKA, видно хорошее совпадение. Различие в так называемом «хвосте» функции (E=10–7–10–2 МэВ) возникает, вероятно, из-за разных моделей взаимодействий нейтронов низких энергий, а также разных сечений взаимодействий
Е.А. Маурчев, Ю.В. Балабин E.A. Maurchev, Yu.V. Balabin 6 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОХОЖДЕНИЯ КЛ ЧЕРЕЗ АТМОСФЕРУ ЗЕМЛИ Одной из самых сложных в программном комплексе RUSCOSMIC является модель для расчета прохождения первичных протонов КЛ через атмосферу Земли и исследования образований каскадов вторичных КЛ. Для построения модели применялась концепция так называемой плоской геометрии, когда выделяется столб атмосферы Земли на заданной широте и долготе, задаются его высота и длина граней, а также вычисляются физические параметры каждого слоя (процентное соотношение масс составляющих элементов, плотность, давление и температура) с помощью NRLMSISE-00 [Picone et al., 2002]. На границе определяется модельный источник частиц с заданной интенсивностью и спектральной характеристикой. На рис. 5 показан спектр протонов первичных КЛ, соответствующий периоду максимума солнечной активности в отсутствие СКЛ. Параметры каскадов вторичных КЛ, полученные в результате моделирования прохождения первичных частиц с такими энергетическими характеристиками через атмосферу Земли, представлены на рис. 6 и 7. Классически высотные профили получают методом запуска шаров-зондов с установленными на них детекторами, чувствительными к заряженной компоненте. Суммарный счет можно выразить формулой + + сумм p γ e e μ μ 0.01 , С С C C C (2) где + e e С , + μ μ C , Cp, Cγ — число отсчетов электрон позитронной, мюонной, протонной компонент и гамма-квантов соответственно. Исходя из этого, суммируя полученные в результате моделирования высотные профили, можно провести сравнение с экспериментальными данными для отдельных времен. Пример такой верификации представлен на рис. 8. Сумму среднестатистической погрешности и внутренней ошибки метода при моделировании высотных профилей удобно представить с помощью ширины линии, как это сделано на рис. 9. Рис. 5. Спектр протонов первичных ГКЛ от 400 МэВ до 105 МэВ (жесткость геомагнитного обрезания ~1 ГВ) в отсутствие его модуляции СКЛ, используемый в качестве одной из характеристик модельного источника частиц при расчете потоков вторичных КЛ в атмосфере Земли Рис. 6. Энергетические спектры протонов (вверху) и гамма-квантов (внизу) вторичных КЛ, полученные в результате моделирования прохождения частиц первичных КЛ со спектром, соответствующим периоду максимума солнечной активности, в отсутствие его модуляции СКЛ через атмосферу Земли ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе данной работы был реализован широкий спектр задач — от простого моделирования стандартных детекторов, повсеместно использующихся в экспериментах, до точных расчетов потоков вторичных КЛ, рождающихся в результате прохождения частиц первичных КЛ через атмосферу Земли. Получены функции отклика для устройств различной конфигурации, которые впоследствии были полезны при калибровке. Детальное исследование характеристик потоков вторичных КЛ является отдельной задачей и его описание выходит за рамки данной работы. Однако следует заметить, что отличительной чертой работы по расчету прохождения протонов первичных КЛ через атмосферу Земли является интеграция полученных в [Vashenyuk et al., 2011] спектров в модель, что позволяет быстро и точно получать энергетические характеристики и высотные профили как нейтронной, так и заряженной компонент (протоны, мюоны, электроны, позитроны) не только для простых ГКЛ, но и для различных моментов времени событий СКЛ. Эти результаты используются при расчете скорости ионизации атмосферы Земли для различных начальных условий. Кроме того, нами осуществлен переход от
Модельный комплекс для исследования…
RUSCOSMIC — the new software toolbox for…
7
Рис. 7. Высотные профили электрон-позитронной (слева) и мюонной (справа) компонент вторичных КЛ, полученные
в результате моделирования прохождения частиц первичных КЛ со спектром, соответствующим периоду максимума
солнечной активности, в отсутствие его модуляции СКЛ через атмосферу Земли
Рис. 8. Сравнение экспериментальных данных (04.09.2009 (слева) и 21.12.2009 (справа)) и данных, полученных в результате моделирования прохождения частиц ГКЛ через атмосферу Земли и обработанных в соответствии с формулой (2)
Рис. 9. Высотные профили потоков частиц, представленные с указанием интервала ошибки вычисления, полученные
в результате моделирования прохождения ГКЛ через атмосферу Земли. Ширина линии означает суммарное отклонение
от среднего и включает в себя как стандартную ошибку, так и внутреннюю ошибку метода
Е.А. Маурчев, Ю.В. Балабин E.A. Maurchev, Yu.V. Balabin 8 простой концепции плоской геометрии к более сложной глобальной модели, позволяющей использовать в моделировании всю информацию о первичном источнике частиц и получать карты ионизации для различных высот. Для полноценной реализации этой модели в нее включены соответствующим образом адаптированные методы повышения скорости вычислений, описание которых вместе с результатами моделирования в полном объеме будет приведено в последующих работах. Огромным плюсом является тот факт, что результаты подлежат сравнению с экспериментальными данными, для чего существует огромная, накопленная годами информационная база. В заключение стоит заметить, что при первом сравнении уже получено хорошее согласие с небольшими, в районе ~10 % от среднего, отклонениями. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Agostinelli S., Allison J., Amako K., et al. Geant4 — a simulation toolkit // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2003. V. 506, N 3. P. 250. DOI: 10.1016/S0168-9002(03)01368-8. Basilevskaya G.A., et al. Cosmic ray induced ion production in the atmosphere // Space Sci. Rev. 2008. V. 137. P. 149–173. Bertini H.W. Intranuclear-cascade calculations of the secondary nucleon spectra from nucleon-nucleus interactions in the energy range 340 to 2900 MeV and comparison with experiment // Phys. Rev. 1969. V. 188. P. 1711–1730. Chadwick M.B., Herman M., Obložinský P., et al. ENDF/B-VII.1 Nuclear Data for science and technology: Cross sections, covariances, fission product yields and decay data // Nuclear Data Sheets. 2011. V. 112, iss. 12. P. 2887– 2996. DOI: 10.1016/j.nds.2011.11.002. Clem J.M., Dorman L.I. Neutron monitor response function // Space Sci. Rev. 2000. V. 93. P. 335–359. Heikkinen A., Stepanov N., Wellisch J.P. Bertini intranuclear cascade implementation in Geant4 // Computing in High Energy and Nuclear Physics. 24–28 March 2003, La Jolla, California. MOMT008.PDF. Maurchev E.A., Balabin Yu.V., Vashenyuk E.V., Makhmutov V.S. Simulation of the transport of solar protons through the atmosphere in the 13 December 2006 GLE // Physics of Auroral Phenomena: Proc. XXXIV Annual Seminar. Apatity, 2011. P. 110–113. Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., Aikin A.C. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues // J. Geophys. Res. 2002. V. 107, N A12. P. 1468. DOI: 10.1029/2002JA009430. Shea M.A., Smart D.F. Possible evidence for a rigidity dependent release of relativistic protons from the solar corona // Space Sci. Rev. 1982. V. 32. P. 251–271. Vashenyuk E.V., Balabin Yu.V., Gvozdevsky B.B. Relativistic solar cosmic ray dynamics in large ground level events // Proc. 21st ECRS, Kosice, Slovakia, 9–12 September 2008. Inst. of Exp. Phys Slovak Academy of Sci., 2009. P. 264–268. Vashenyuk E.V. Balabin Yu.V., Gvozdevsky B.B. Features of relativistic solar proton spectra derived from ground level enhancement events (GLE) modeling // Astrophys. Space Sci. Trans. 2011. V. 7. P. 459–463. REFERENCES Agostinelli S., Allison J., Amako K., et al. Geant4 — a simulation toolkit. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2003, vol. 506, no. 3, p. 250. DOI: 10.1016/S0168-9002(03)01368-8. Bazilevskaya G.A. Usoskin I.G., Flückiger E.O., et al. Cosmic ray induced ion production in the atmosphere. Space Sci. Rev. 2008, vol. 137, pp. 149–173. Bertini H.W. Intranuclear-cascade calculations of the secondary nucleon spectra from nucleon-nucleus interactions in the energy range 340 to 2900 MeV and comparison with experiment. Phys. Rev. 1969, vol. 188, pp. 1711–1730. Chadwick M.B., Herman M., Obložinský P., et al. ENDF/B-VII.1 Nuclear Data for science and technology: Cross sections, covariances, fission product yields and decay data. Nuclear Data Sheets. 2011, vol. 112, iss. 12, pp. 2887– 2996. Clem J.M., Dorman L.I. Neutron monitor response function. Space Sci. Rev. 2000, vol. 93, pp. 335–359. Heikkinen A., Stepanov N., Wellisch J.P. Bertini intranuclear cascade implementation in Geant4. Computing in High Energy and Nuclear Physics. 24–28 March 2003, La Jolla, California. MOMT008.PDF. Maurchev E.A., Balabin Yu.V., Vashenyuk E.V., Makhmutov V.S. Simulation of the transport of solar protons through the atmosphere in the 13 December 2006 GLE. Physics of Auroral Phenomena: Proc. XXXIV Annual Seminar. Apatity, 2011. pp. 110–113. Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., Aikin A.C. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues. J. Geophys. Res. 2002, vol. 107, no. A12, p. 1468. DOI: 10.1029/2002JA009430. Shea M.A., Smart D.F. Possible evidence for a rigidity dependent release of relativistic protons from the solar corona. Space Sci. Rev. 1982, vol. 32, pp. 251–271. Vashenyuk E.V., Balabin Yu.V., Gvozdevsky B.B. Relativistic solar cosmic ray dynamics in large ground level events. Proc. 21st ECRS. Kosice, Slovakia, 9–12 September 2008. Inst. of Exp. Phys Slovak Academy of Sci Publ., 2009, pp. 264–268. Vashenyuk E.V. Balabin Yu.V., Gvozdevsky B.B. Features of relativistic solar proton spectra derived from ground level enhancement events (GLE) modeling. Astrophys. Space Sci. Trans. 2011, vol. 7, pp. 459–463.
Солнечно-земная физика. 2016. Т. 2, № 4
Solar-Terrestrial Physics. 2016. Vol. 2. Iss. 4
9
УДК 523.62
Поступила в редакцию 07.09.2016
DOI: 10.12737/21404
Принята к публикации 19.10.2016
КОРРЕЛЯЦИЯ СКОРОСТИ РАЗВИТИЯ МАГНИТНОЙ БУРИ
НА ГЛАВНОЙ ФАЗЕ И АВРОРАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ
CORRELATION BETWEEN AURORAL ACTIVITY AND RATE
OF DEVELOPMENT OF A STORM IN ITS MAIN PHASE
Р.Н. Бороев
Институт космофизических исследований и аэрономии
им. Ю.Г. Шафера СО РАН,
Якутск, Россия, boroyev@ikfia.ysn.ru
R.N. Boroyev
Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy
SB RAS,
Yakutsk, Russia, boroyev@ikfia.ysn.ru
Аннотация. Исследовалась связь между скоростью развития магнитной бури на главной фазе
|ΔDst|/ΔT
и
средней
величиной
AE-индекса
(ΣАЕ/ΔT) за время главной фазы, где |ΔDst| —
изменение Dst-индекса, ΣАЕ — суммарное значение АЕ-индекса за время главной фазы магнитной
бури, ΔT — длительность главной фазы. Рассмотрены
бури, инициированные областью сжатия перед высокоскоростными потоками (corotating interaction
region, CIR) и межпланетными проявлениями корональных выбросов IСМE (магнитные облака и
ejecta). Анализ показал, что величина ΣАЕ/ΔT коррелирует со скоростью развития магнитной бури для
CIR-событий в отличие от бурь, инициированных
ICME-событиями. Обнаружена слабая корреляция
между ΣАЕ/ΔT и минимальным значением Dst-индекса
магнитной бури для CIR- и ICME-событий.
Ключевые слова: магнитная буря, AE-индекс,
Dst-индекс, солнечный ветер, электрическое поле.
Abstract. We investigated the relationship between
the rate of storm development in its main phase
(|ΔDst|/ΔT) and the average value (ΣAE/ΔT) of AE
index for the main phase where |ΔDst| is a Dst-index
variation, ΣAE is the total value of AE index for the
main phase of magnetic storm, ΔT is the main phase
duration. We considered storms initiated by corotating
interaction region (CIR) and interplanetary coronal mass
ejection (ICME) (magnetic cloud and ejecta). For CIR
events, the value of ΣAE/ΔT is shown to correlate with
the rate of storm development in its main phase, in contrast to the storms initiated by the ICME. As found,
there is a weak correlation between ΣAE/ΔT and the
minimum value of Dst index for CIR and ICME events.
Keywords: magnetic storm, AE index, Dst index,
solar wind, electric field.
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что в периоды длительной южной
Bz-компоненты межпланетного магнитного поля
(ММП) в магнитосфере Земли, кроме суббуревых
возмущений, развиваются и магнитные бури. Эффективность южной Bz-компоненты ММП в генерации магнитосферных возмущений связана с воздействием на магнитосферу электрического поля солнечного ветра (СВ) Esw=VxBz [Burton et al., 1975;
Gonzalez et al., 1994; Kane, 2005]. Интенсивность
суббуревых и буревых возмущений оценивается по
индексам геомагнитной активности АЕ и Dst. Высокоширотный АЕ и низкоширотный Dst-индексы,
характеризующие в основном интенсивность токов
авроральной зоны и кольцевого тока, коррелируют
между собой, так как имеют общую причину возникновения (Esw). Особое внимание уделяется исследованиям магнитосферных возмущений в главную фазу магнитной бури, когда наиболее сильно
проявляются эффекты взаимодействия СВ с магнитосферой Земли. Результаты статистических и морфологических исследований показывают, что интенсивность магнитосферно-ионосферных возмущений
(магнитные бури и суббури) существенно зависит от
типа СВ (например, [Plotnikov, Barkova, 2007; Yermolaev et al., 2010]). В настоящее время выделяют
следующие типы СВ: межпланетные проявления
корональных выбросов (interplanetary coronal mass
ejections, IСМE), включающие магнитные облака
(magnetic clouds, МС) и поршни (ejecta), области
сжатия перед высокоскоростными потоками (corotating interaction regions, CIR), а также области сжатия перед ICME (sheath). Анализ связи между параметрами СВ для разных типов течений и индексами
геомагнитной активности AE и Dst [Plotnikov, Barkova, 2007; Yermolaev et al., 2010; Guo et al., 2011;
Yermolaev et al., 2012; Liemohn, Katus, 2012; Николаева и др., 2013; Cramer et al., 2013] показал,
что во время магнитных бурь минимальное значение (|Dstmin|) увеличивается с ростом электрического
поля Esw для всех типов течений. Для событий ICME
(MC + ejecta) величина |Dst min| выходит на насыщение при больших значениях Esw [Nikolaeva et al.,
2015]. В отличие от Dst величина АЕ на главной фазе
магнитной бури не зависит от Еsw почти для всех течений, кроме МС. Наблюдается нелинейная зависимость AE от Esw в событиях МС.
Необходимо отметить, что вариация Dst определяет интенсивность не только кольцевого тока, но и
тока на магнитопаузе, а также токовой системы хвостовой части магнитосферы и высокоширотные
магнитосферно-ионосферные токи [Feldstein et al.,
2005]. Используя высокоширотный АЕ, можно учесть
Корреляция скорости развития магнитной бури…
The correlation the storm development rate…
10
Количество бурь, коэффициенты корреляции r, вероятности P и аппроксимации для связи ΣАЕ/ΔT со скоростью магнитной бури, с параметрами |Dstmin|/ΔT и |Dstmin| для CIR- и ICME-инициированных бурь
Тип СВ
N
|ΔDst|/ΔT
|Dstmin|/ΔT
|Dstmin|
r
P
аппроксимация
r
P
r
P
CIR
36
0.71
0.99
lny=0.42lnx+2.43
0.76
0.99
0.32
0.95
ICME
36
0.33
0.97
lny=0.14lnx+2.66
0.35
0.97
0.26
0.88
Рис. 1. Связь величины ΣАЕ/ΔT со скоростью развития магнитной бури |ΔDst|/ΔT для бурь, инициированных CIR и
ICME (MC + ejecta) событиями
вклад магнитосферно-ионосферных токовых систем
в вариацию Dst. Однако из-за разных временных
масштабов развития суббуревых и буревых возмущений АЕ дает приближенное представление о роли
магнитосферно-ионосферных токовых систем в
магнитной буре. Кроме того, во время магнитных
бурь не только интенсивность авроральных токов,
но и их смещение на низкие широты определяют
величину АЕ.
Цель данной работы — исследование связи
между динамикой изменения Dst и АЕ на главной
фазе магнитной бури для разных типов СВ.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ДАННЫЕ
Для анализа были выбраны магнитные бури из
базы данных «Каталог крупномасштабных явлений солнечного ветра для периода 1976–2000 гг.»
[Ермолаев и др., 2009]. Более подробная информация приведена на сайте [ftp://ftp.iki.rssi.ru/omni/].
За 1976–2000 гг. были отобраны 72 магнитные бури,
инициированные CIR- и ICME- (MC + ejecta) событиями. Магнитные бури, вызванные областью
sheath, в данной работе не рассматривались. Часовые значения AE и Dst были взяты с сайта
[http://wdc.kugi.kyoto.u.ac.jp/index.html]. Минимальное отрицательное значение Dst по модулю в магнитных бурях было больше 50 нТл. Рассматривались умеренные и сильные магнитные бури после магнитоспокойного периода. Для каждого события была
вычислена скорость развития магнитной бури на
главной фазе |ΔDst|/ΔT. Длительность главной фазы
ΔT определялась как временной интервал Dst0 от
момента резкого уменьшения Dst до минимального
значения Dstmin, a |ΔDst|=|Dstmin–Dst0|. Для того
чтобы учесть смещение аврорального овала во время
магнитной бури, а также длительность суббуревых
возмущений (1–3 ч), вычислялось среднее значение
AE за время главной фазы ΣАЕ/ΔT, где ΣАЕ — суммарное значение АЕ за время главной фазы.
РЕЗУЛЬТАТЫ
И ОБСУЖДЕНИЕ
На рис. 1 показана зависимость между средней
величиной AE (ΣАЕ/ΔT) и скоростью развития магнитной бури для бурь, инициированных CIR- (слева)
и ICME- (справа) событиями. Квадратиками отмечены отдельные магнитные бури, прямые линии
являются линейными аппроксимациями. В таблице
показаны уравнения линейных регрессий между
величиной ΣАЕ/ΔT и скоростью развития магнитной бури для двух типов СВ. Для сравнения в таблице даны коэффициенты корреляции, вероятности
связи ΣАЕ/ΔT со скоростью развития магнитной
бури, а также с параметрами |Dstmin|/ΔT и |Dstmin|.
Видно, что значение ΣАЕ/ΔT монотонно возрастает для разных типов СВ с ростом скорости развития магнитной бури. Однако результаты анализа
показывают (табл.), что связь между ΣАЕ/ΔT и
|ΔDst|/ΔT более сильно выражена и статистически
значима для бурь, инициированных событиями
CIR (r=0.71; Р=99 %), чем ICME (r=0.33; Р=97 %).
Таким образом, средняя величина АЕ явно коррелирует со скоростью развития магнитной бури для
CIR-событий, а для событий ICME эта корреляция
выражена слабо. Если вместо скорости развития
магнитной бури |ΔDst|/ΔT рассматривать новый параметр |Dstmin|/ΔT, который включает величину бури
|Dstmin| и длительность главной фазы ΔT, то наблюдается незначительный рост коэффициента корреляции между ΣАЕ/ΔT и |Dstmin|/ΔT в отличие от
коэффициента
корреляции
между
ΣАЕ/ΔT
и
|ΔDst|/ΔT (табл.).
Для оценки возможной связи ΣАЕ/ΔT с Dst была
построена зависимость между величинами ΣАЕ/ΔT
Р.Н. Бороев
R.N. Boroyev
11
Рис. 2. Связь величины ΣАЕ/ΔT с |Dstmin| для бурь, инициированных событиями CIR и ICME (MC + ejecta)
и |Dstmin| (рис. 2). Анализ показал крайне слабую
корреляцию между ними (r<0.5) для различных
типов СВ (табл.).
Известно, что временной ход Dst (d|Dst|/dt) на
главной фазе магнитной бури обусловлен электрическим полем СВ [Kane, 2010; Yermolaev et al., 2010;
Николаева и др., 2014; Ермолаев и др., 2016]. Если
принять, что вариации Dst связаны с величиной
|ΔDst|/ΔT, тогда скорость развития магнитной бури
|ΔDst|/ΔT определяется средней величиной Esw
[Ермолаев и др., 2016]. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что для
CIR-событий величина ΣАЕ/ΔT, возможно, коррелирует со средней величиной Еsw на главной фазе
магнитной бури.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе исследована зависимость между
величиной ΣАЕ/ΔT и скоростью развития магнитной
бури для магнитных бурь, инициированных событиями ICME (36) и CIR (36). Получены следующие
результаты.
1. В периоды CIR-событий величина ΣАЕ/ΔT
коррелирует со скоростью развития магнитной бури
в отличие от ICME-событий.
2. Величина ΣАЕ/ΔT слабо коррелирует с модулем Dstmin для магнитных бурь, инициированных
CIR- и ICME-событиями.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ
№ 15-45-05090.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Ермолаев Ю.И., Николаева Н.С., Лодкина И.Г., Ермолаев М.Ю. Каталог крупномасштабных явлений солнечного ветра для периода 1976–2000 гг. // Косм. иссл. 2009.
Т. 47, № 2. С. 99–113.
Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Николаева Н.С., Ермолаев М.Ю. Зависит ли длительность фазы восстановления
магнитной бури от скорости развития бури на ее главной
фазе? 2. Новый метод // Геомагнетизм и аэрономия. 2016.
Т. 56, № 3. С. 296–301.
Николаева Н.С., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г. Моделирование временного хода Dst-индекса на главной фазе
магнитных бурь, генерированных разными типами солнечного ветра // Косм. иссл. 2013. Т. 51, № 6. С. 443–454.
Николаева Н.С., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г. Зависимость геомагнитной активности во время магнитных
бурь от параметров солнечного ветра для разных типов
течений. 4. Моделирование для магнитных облаков //
Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54, № 2. С. 163–173.
Burton R.K., McPherron R.L., Russell C.T., An empirical
relationship between interplanetary conditions and Dst // J.
Geophys. Res. 1975. V. 80. P. 4204–4214.
Cramer W.D., Turner N.E., Fok M.C., Buzulukova N.Y.
Effects of different geomagnetic storm drivers on the ring
current: CRCM results // J. Geophys. Res. 2013. V. 118.
DOI: 10.1002/jgra.50138.
Feldstein Y.I., Levitin A.E., Kozyra J.U., et al. Selfconsistent modeling of the large-scale distortions in the geomagnetic field during the 24–27 September 1998 major magnetic storm // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. DOI: 10.1029/
2004JA010584.
Guo J., Feng X., Emery B.A., et al. Energy transfer during
intense geomagnetic storms driven by interplanetary coronal
mass ejections and their sheath regions // J. Geophys. Res.
2011. V. 116. DOI: 10.1029/2011JA016490.
Gonzalez W.D., Joselyn J.A., Kamide Y., et al. What is a
geomagnetic storm? // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 5771–
5792.
Plotnikov I.Ya., Barkova E.S. Advances in space research nonlinear dependence of Dst and AE indices on the
electric field of magnetic clouds // Adv. Space Res. 2007.
V. 40. P. 1858–1862.
Kane R.P. How good is the relationship of solar and interplanetary plasma parameters with geomagnetic storms? // J.
Geophys. Res. 2005. V. 110. DOI: 10.1029/2004JA010799.
Kane R.P. Scatter in the plots of Dst(min) versus Bz(min) //
Planetary and Space Science. 2010. V. 58. P. 792–1801.
Liemohn M.W., Katus R. Is the storm time response of the
inner magnetospheric hot ions universally similar or driver dependent? // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. DOI: 10.1029/2011
JA017389.
Nikolaeva N.S., Yermolaev Yu.I., Lodkina I.G. Predicted
dependence of the cross polar cap potential saturation on
the type of solar wind stream // Adv. Space Res. 2015. V. 56.
P. 1366–1373.
Yermolaev Yu.I., Nikolaeva N.S., Lodkina I.G., Yermolaev M.Yu. Specific interplanetary conditions for CIR-,
sheath-, and ICME-induced geomagnetic storms obtained by
double superposed epoch analysis // Ann. Geophysicae. 2010.
V. 28. P. 2177–2186.
Yermolaev Y.I., Nikolaeva N.S., Lodkina I.G., Yermolaev M.Y. Geoeffectiveness and efficiency of CIR, sheath,
and ICME in generation of magnetic storms // J. Geophys.
Res. 2012. V. 117. A00L07. DOI: 10.1029/2011JA017139.
URL: ftp://ftp.iki.rssi.ru/omni/ (дата обращения 12 мая
2016 г.).
URL: http://wdc.kugi.kyoto.u.ac.jp/index.html (дата обращения 12 мая 2016 г.).
Корреляция скорости развития магнитной бури…
The correlation the storm development rate…
12
REFERENCES
Burton R.K., McPherron R.L., Russell C.T. An empirical
relationship between interplanetary conditions and Dst. J.
Geophys. Res. 1975, vol. 80, pp. 4204–4214.
Cramer W.D., Turner N.E., Fok M.C., Buzulukova N.Y.
Effects of different geomagnetic storm drivers on the ring
current: CRCM results. J. Geophys. Res. 2013, vol. 118.
DOI: 10.1002/jgra.50138.
Feldstein Y.I., Levitin A.E., Kozyra J.U., Tsurutani B.T.,
Prigancova A., Alperovich L., Gonzalez W.D., Mall U., Alexeev
I.I., Gromova L.I., Dremukhina L.A. Self-consistent modeling of
the large-scale distortions in the geomagnetic field during the 24–
27 September 1998 major magnetic storm. J. Geophys. Res. 2005.
vol. 110, no. A11. DOI: 10.1029/2004JA010584.
Guo J., Feng X., Emery B.A., Zhang J., Xiang C., Shen F.,
Song W. Energy transfer during intense geomagnetic storms
driven by interplanetary coronal mass ejections and their sheath
regions. J. Geophys. Res. 2011. vol. 116. DOI: 10.1029/2011
JA016490.
Gonzalez W.D., Joselyn J.A., Kamide Y., Kroehl H.W.,
Rostoker G., Tsurutani B.T., Vasyliunas V.M. What is a geomagnetic storm? J. Geophys. Res. 1994, vol. 99, pp. 5771–5792.
Kane R.P. How good is the relationship of solar and interplanetary plasma parameters with geomagnetic storms? J. Geophys.
Res. 2005, vol. 110. DOI: 10.1029/2004JA010799.
Kane R.P. Scatter in the plots of Dst(min) versus Bz(min).
Planetary and Space Science. 2010, vol. 58, pp. 792–1801.
Liemohn M.W., Katus R. Is the storm time response of the
inner magnetospheric hot ions universally similar or driver
dependent? J. Geophys. Res. 2005, vol. 117. DOI: 10.1029/
2011JA017389.
Nikolaeva N.S., Yermolaev Yu.I., Lodkina I.G. Modeling
of Dst-index temporal profile in the main phase of magnetic
storms generated by the solar wind of different types. Kosmicheskie issledovaniya [Cosmic Res.]. 2013, vol. 51, no. 6,
pp. 443–454. (In Russian).
Nikolaeva N.S., Yermolaev Yu I., Lodkina I.G. Dependence of geomagnetic activity during magnetic storms on solar
wind parameters for different types of streams: 4. Simulation
for magnetic clouds. Geomagnetizm i aeronomiya [Geomagnetism and Aeronomy]. 2014, vol. 54, no. 2, pp. 163–173.
(In Russian).
Nikolaeva N.S., Yermolaev Yu.I., Lodkina I.G. Predicted
dependence of the cross polar cap potential saturation on the
type of solar wind stream. Adv. Space Res. 2015, vol. 56,
pp. 1366–1373.
Plotnikov I.Ya., Barkova E.S. Advances in space research nonlinear dependence of Dst and AE indices on the
electric field of magnetic clouds. Adv. Space Res. 2007, V. 40,
pp. 1858–1862.
Yermolaev Yu.I., Nikolaeva N.S., Lodkina I.G., Yermolaev M.Yu. Catalog of large-scale solar wind phenomena during 1976–2000. Kosmicheskie issledovaniya [Cosmic Res.].
2009, vol. 47, no. 2, pp. 99–113. (In Russian).
Yermolaev Yu.I., Nikolaeva N.S., Lodkina I.G., Yermolaev M.Yu. Specific interplanetary conditions for CIR-,
Sheath-, and ICME- induced geomagnetic storms obtained by
double superposed epoch analysis. Ann. Geophysicae. 2010,
vol. 28, pp. 2177–2186.
Yermolaev Y.I., Nikolaeva N.S., Lodkina I.G., Yermolaev M.Y. Geoeffectiveness and efficiency of CIR, sheath,
and ICME in generation of magnetic storms. J. Geophys. Res.
2012, vol. 117, A00L07. DOI: 10.1029/2011JA017139.
Yermolaev Yu.I., Nikolaeva N.S., Lodkina I.G., Yermolaev M.Yu. Does the duration of the magnetic storm recovery
phase depend on the storm development rate in its main
phase? 2. New method. Geomagnetizm i aeronomiya [Geomagnetism and Aeronomy]. 2016, vol. 56, no. 3, pp. 296–301.
(In Russian).
URL: ftp://ftp.iki.rssi.ru/omni/ (accessed May 12, 2016).
URL: http://wdc.kugi.kyoto.u.ac.jp/index.html (accessed
May 12, 2016).