Кисляков, И.П.Ястребов 1), Ю
Учебные материалы


Кисляков, И.П.Ястребов 1), Ю



Карта сайта mirpony.ru ^

влияние геомагнитной активности на содержание озона выше 20 км по данным микроволновых наблюдений
в авроральных широтах


А.Г.Кисляков, И.П.Ястребов 1), Ю.Ю.Куликов 2)


1)Нижегородский госуниверситет, 2)Институт прикладной физики РАН
Озон – одна из малых, но, несомненно, важных примесей атмосферы, оказывающая огромное влияние на биосферу Земли. Известно, что содержание озона может меняться под воздействием как галактических космических лучей (ГКЛ), так и частиц, вызванных солнечными событиями. В качестве величины, описывающей интенсивность ГКЛ, принято рассматривать число нейтронов, наблюдаемых на поверхности Земли специальными нейтронными мониторами. Измеренные данные обычно подвергают коррекции на величину атмосферного столба, тем самым оценивая количество частиц, попадающих в верхнюю часть атмосферы. В случае протонных вспышек наблюдается понижение содержания озона, наиболее заметное в полярных широтах (авроральной зоне) в связи с тем, что заряженные частицы отклоняются магнитным полем Земли [1]. (Другие ссылки можно найти в [2]). Активность Солнца сопровождается выбросами плазменной неоднородности с “вмороженным” магнитным полем, которая, достигая Земли, экранирует поток ГКЛ, вызывая так называемое форбуш – понижение в потоке ГКЛ.
В данной работе изложен результат исследований, направленных на выяснение влияния протонов и нейтронов на содержание озона в полярных широтах в интервале высот от 20 до 60 км. Именно эти высоты доступны для микроволновых наблюдений. Озонные данные представляют собой измерения озона в г.Апатиты в разные периоды в течение 2000-2003 г, как правило, приходящиеся на зимний период. Также используются данные нейтронного монитора г.Апатиты и числа протонов, зарегистрированных на геостационарном спутнике GOES-8. В качестве величины, показывающей степень влияния указанных факторов на содержание озона, брался нормированный коэффициент корреляции для усредненных за сутки временных рядов озона, нейтронов и протонов (в дальнейшем KN и KP, соответственно). Дополнительным индексом у K

P

будем обозначать энергию в МэВ, которую превосходят протоны, учтенные этой величиной. Рассматривались пороги 10 и 100 МэВ (максимально возможный и тот, при котором могут наблюдаться различия в характере вариаций). Распределение озона по высоте восстанавливалось путем решения обратной задачи. Ошибка восстановления не превосходит 20%. Ограничимся рассмотрением высот h=25, 40, 60 км, как достаточно характерных и различающихся по проявлению себя в моменты космических и атмосферных явлений. Отметим, что данные на 25 км соответствуют максимальному содержанию озона и с большой точностью повторяют интегральное содержание озона в интервале высот 20-60 км.
Результаты измерений приведены в таблице. Использованы 4 периода. Данные в верхней таблице соответствуют спокойным зимам в плане солнечных событий. Фрагмент конца 2000 г. попадает на период восстановления озона после солнечных вспышек 9 и 24-26 ноября. Для него заметна отрицательная корреляция с протонами и слабая положительная с нейтронами. Последний период располагается во время наиболее интенсивных солнечных событий апреля 2001г, который характеризуется несколькими идущими подряд вспышками на Солнце большой интенсивности. При этом самая сильная из них приходится на начало рассматриваемого отрезка, тогда как зарегистрированный на поверхности Земли нейтронный поток резко снижается на всем интервале. Заметна положительная корреляция, как с нейтронами, так и с протонами на высотах 40-60 км.


2000 год
23.01-29.03
46 точек

2002 – 2003 год
22.11-28.03
72 точки

h, км

25

40

60

25

40

60

KN

-0.44

-0.39

- 0.09

- 0.19

0.21

0.19

KP10

0.16

0.09

0.02

- 0.08

- 0.12

0.01

KP100

- 0.00

- 0.01

- 0.1

- 0.35

0.15

0.36


2000 год
15.11-27.12
21 точка

2001 год
28.03-14.04
18 точек

h, км

25км

40км

60км

25км

40км

60км

KN

0.01

0.17

0.31

0.03

0.40

0.43

KP10

- 0.47

- 0.57

- 0.04

- 0.43

0.51

0.46

KP100

- 0.06

- 0.49

- 0.18

- 0.40

0.43

0.39

Результаты позволяют сделать следующие выводы. Во-первых, видна тенденция повышения коэффициента корреляции при переходе от 25 км к большим высотам для нейтронов, в случае 2001 года это заметно наблюдается и для протонов. Во-вторых, для спокойных периодов корреляция с протонами близка к нулю, для повышенной активности Солнца заметно повышение модуля K

P

.
В связи с тем, что существенные изменения числа протонов могут происходить на интервале нескольких часов, в качестве дополнительного анализа планируется рассмотреть ряды озонных данных с большим разрешением по времени, где это позволяют измеренные данные.
Данная работа поддержана грантами РФФИ № 01-02-16435, 99-05-65467 и 01-02-16540-а.

  1. Jackman C.H., Mc Peters R.D., Labow G.J., etc. //Geophys. Res. Lett. 2001. V 28. №15. P.2883-2886.

  2. Савельев Д.В. Ястребов И.П. //Тр. 6-й научн. конф. по радиофизике. 7 мая 2002г. /Ред. А.В.Якимов. –Н.Новгород: ТАЛАМ, с.160.



edu 2018 год. Все права принадлежат их авторам! Главная