Геомагнітний ефект сонячного затемнення 10 червня 2021 р.

1Чорногор, ЛФ
1Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна, Харків, Україна
Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2022, 38(1):16-34
Start Page: Динаміка і фізика тіл Сонячної системи
Язык: українська
Аннотация: 

Сонячне затемнення (СЗ) належить до рідкісних високоенергетичних явищ природи. Наприклад, зміна внутрішньої (теплової) енергії приземного повітря товщиною всього приблизно в 100 м досягає близько 1018 Дж при потужності процесу в одиниці терават. Значна енергетика процесів, викликаних СЗ у верхній атмосфері і геокосмосі. Наприклад, теплова енергія плазми в іоносфері в об’ємі порядку 1019 м3 зменшується на 1011 Дж. Магнітне поле в об’ємі 1021 м3 зменшується на 50 нТл, а його енергія — на 1015 Дж. СЗ супроводжуються збуренням параметрів всіх підсистем в системі Земля — атмосфера — іоносфера — магнітосфера. Збурення параметрів верхньої атмосфери й іоносфери неминуче повинно призвести до варіацій геомагнітного поля. В даний час у геофізиків немає єдиної думки про те, як проявляється СЗ в геомагнітному полі. Наявні дані суперечливі. Більшість дослідників вважає, що геомагнітний ефект СЗ реальний. У низці випадків часові варіації геомагнітного поля в цілому повторюють зміни освітленості поверхні Землі, в інших випадках вони можуть випереджати або запізнюватися приблизно на 1 год відносно змін освітленості. Найчастіше вивчався геомагнітний ефект в області повного СЗ, де він повинен бути найбільш вираженим. Що далі розташована обсерваторія від області повної тіні, то важче пов’язати магнітні варіації з СЗ. Пошук реакції геомагнітного поля на СЗ є важкою задачею. Можлива реакція «маскується» варіаціями іншої природи. Більш того, величина та знак збурення геомагнітного поля істотно залежать від стану космічної погоди, сезону, часу доби, розташування магнітної обсерваторії та, звичайно ж, від фази затемнення. Тому дослідження впливу СЗ на геомагнітне поле залишається актуальною задачею. Метою цієї роботи є виклад результатів аналізу часових варіацій геомагнітного поля, зареєстрованих мережею магнітних станцій INTERMAGNET протягом СЗ 10 червня 2021 р. Особливість цього затемнення полягала в тому, що СЗ було кільцеподібним (максимальна фаза Mmax ~ 0.943). Кільцеподібне СЗ почалося 10 червня 2021 р. о 08:12:20 UT над територією Канади. Місячна тінь рухалася через Атлантичний океан, Гренландію, Північний Льодовитий океан, Північний полюс, північну частину Європи й Азії. Часткове СЗ спостерігалося в Монголії та Китаї. Закінчилося кільцеподібне затемнення об 11:33:43 UT, а часткове — о 13:11:19 UT. Фаза максимального покриття відзначалася з 10:33:16 UT до 10:36:56 UT над Гренландією. Для аналізу геомагнітного ефекту залучалися результати спостережень світової мережі INTERMAGNET. Розрізнення за часом становило 1 хв, а за рівнем — 0.1 нТл. Вивченню підлягали часові варіації рівнів X-, Y- і Z-складових, зареєстровані у 15 магнітних обсерваторіях. Встановлено, що СЗ супроводжувалося аперіодичним зменшенням рівня X-складової на величину від 31...36 до 2...3 нТл. Зменшення цього рівня було найбільшим поблизу місця кільцеподібного затемнення. У міру віддалення на південь від цього місця величина ефекту швидко зменшувалася. Для найбільш південних станцій зменшення середнього рівня визначити не вдалося. Інші складові геомагнітного поля практично не змінювалися протягом СЗ. СЗ супроводжувалося також квазіперіодичними варіаціями рівня X-складової. Амплітуда цих варіацій зменшувалася у міру віддалення від області кільцевого затемнення від 4.8 до 0.4 нТл. Період квазіперіодичних збурень становив 40 ± 2 хв. Потрібно припускати, що ці збурення були викликані генерацією атмосферних гравітаційних хвиль під дією затемнення. Відносні зміни тиску в хвилі становили 1...2 %. Результати оцінок як аперіодичного, так і квазіперіодичного ефектів близькі до результатів спостережень. Це підтверджує механізм їхньої генерації.

Ключевые слова: іоносферний струм, аперіодичні варіації, атмосферна гравітаційна хвиля, відносна зміна тиску, геомагнітне поле, квазіперіодичні варіації, концентрація електронів