Сезонные изменения глобальной грозовой активности по наблюдениям амплитудно-угловых характеристик шумового магнитного поля в диапазоне крайне низких частот
Категория: 13-4
УДК 551.594.21
В.В. Пчелкин, М.И. Белоглазов, В.И. Кириллов
Полярный геофизический институт КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия
Проанализированы результаты непрерывных измерений горизонтальной магнитной компоненты шумового поля грозовых источников в частотном диапазоне 6–10 Гц, выполненных в 2006–2009 гг. на высокоширотной магнитной обсерватории “Ловозеро” (центральная часть Кольского п-ова). Для каждого из сезонов северного полушария построены средние суточные вариации ряда амплитудных характеристик магнитного поля (среднего значения модуля горизонтальной компоненты поля, уровней амплитуд при разных заданных порогах и др.).
Проведено сопоставление систематических сезонных изменений, прослеженных по суточным кривым амплитудных характеристик, с установленными по данным наземных и спутниковых наблюдений сезонными изменениями активности и положения мировых грозовых центров. Выявлены различия суточных вариаций числа сильных и слабых шумовых сигналов. В рамках модели трех точечных источников выполнены оценки сезонных изменений активности мировых грозовых центров.
Ключевые слова: молниевая активность, электромагнитные шумы, мониторинг, суточная вариация, угловые распределения, глобальная электрическая цепь, моделирование, токовый вклад.
Литература
Александров М.С., Бакленева З.М., Гладштейн Н.Д., Озеров В.П., Потапов А.В., Анисимов С.В., Мареев Е.А. Геофизические исследования глобальной электрической цепи // Физика Земли. 2008. № 10. С.8–18.
Апсен А.Г., Канониди Х.Д., Чернышева С.П. Магнитосферные эффекты в атмосферном электричестве. М.: Наука, 1988. 150 с.
Белоглазов М.И., Пчелкин В.В. О распределении амплитуд естественных КНЧ-шумов по измерениям на Кольском полуострове // Труды XVI региональной конференции по распространению радиоволн. СПб., 2010. С.4–7.
Белоглазов М.И., Пчелкин В.В. Особенности распределения уровней высокоширотного атмосферного шумового электромагнитного поля в окрестности первого шумановского резонанса // Геомагнетизм и аэрономия. 2011. Т. 51, № 5. С.677–682.
Белоглазов М.И., Ахметов О.И., Васильев А.Н., Косолапенко В.И. Вариации глобальной грозовой активности по наблюдениям интенсивности 1-го Шумановского резонанса в Арктике // Метеорология и гидрология. 2009. Т. 60, № 12. С.18–24.
Блиох П.В., Николаенко А.С., Филиппов Ю.В. Глобальные электромагнитные резонансы в полости Земля–ионосфера. Киев: Наук. думка, 1977. С.146–147.
Бормотов В.Н., Лазебный Б.В., Николаенко А.П., Шульга В.Ф. О возможности выбора модели мировой грозовой активности по наблюдениям шумановского резонанса // Геомагнетизм и аэрономия. 1972. Т. 12, № 1. С.135–136.
Галюк Ю.П., Кириллов В.В., Копейкин В.Н., Муштак В.К. О связи СНЧ-шума с мировой грозовой активностью // Проблемы дифракции и распространения радиоволн. Л., 1983. Вып. 19. С.205–216.
Давыденко С.С., Мареев Е.А. Современное состояние и перспективы моделирования глобальной электрической цепи // Труды XIV Всероссийской школы – конференции молодых ученых “Состав атмосферы. Атмосферное электричество. Климатические эффекты”. Н. Новгород: ИПФ РАН, 2010. С.26–30.
Долгополов С.Г. О соответствии суточных вариаций уровней крайне низкочастотного поля Земли ходу мировой грозовой активности // Радиофизические исследования геофизических явлений на Востоке СССР / Под ред. В.Ф. Осинина. Магадан: СВКНИИ АН СССР, 1987. С.10–20.
Имянитов И.М., Шифрин К.С. Современное состояние исследований атмосферного электричества // Успехи физических наук. 1962. Т. 76, вып. № 4. С.593–642.
Колоколов В.П. О характеристиках глобального распределения грозовой деятельности // Метеорология и гидрология. 1969. № 11. С.47–55.
Колосков А.В., Буданов О.В., Безродный В.Г., Ямпольский Ю.М. Определение местоположений сверхмощных молниевых разрядов на основе поляризационных магнитных измерений в диапазоне шумановских резонансов // Радиофизика и радиоастрономия. 2004. Т. 9, № 4. С.391–403.
Колосков А.В., Безродный В.Г., Буданов О.В., Пазнухов В.Е., Ямпольский Ю.М. Поляризационный мониторинг шумановских резонансов в Антарктике и восстановление характеристик мировой грозовой активности // Радиофизика и радиоастрономия. 2005. Т. 10, № 1. С.11–29.
Кузнецов В.В. Атмосферное электрическое поле: факты, наблюдения, корреляции, модели: Сб. докл. Петропаловск-Камчатский: ИКИР ДВО РАН, 2004. С.165–196.
Лихтер Я.И. Исследования атмосфериков в СССР в 1957–1959 гг. // Геомагнетизм и аэрономия. 1961а. Т. 1, № 2. С.228–231.
Лихтер Я.И. Об аппроксимационной формуле закона распределения амплитуды огибающей атмосферных радиопомех // Геомагнетизм и аэрономия. 1961б. Т. 1, № 2. С.281.
Лихтер Я.И., Терина Г.И. Некоторые результаты исследования интенсивности атмосферных помех в Москве // Исследования ионосферы. М.: АН СССР, 1960. № 3. С.90–94.
Махоткин Л.Г. Статистика атмосферных радиопомех // Геомагнетизм и аэрономия. 1963. Т. 3, № 2. С.284–292.
Николаенко А.Н. Комментарий к статье А.В. Колоскова, О.В. Буданова, В.Г. Безродного и Ю.М. Ямпольского “Определение местоположений сверхмощных молниевых разрядов на основе поляризационных магнитных измерений в диапазоне шумановских резонансов” // Радиофизика и радиоастрономия. 2005. Т. 10, № 2. С.202–210.
Парамонов Н. А. О годовом ходе градиента атмосферно-электрического потенциала // Докл. АН СССР. 1950. Т. 71, № 1. С.39–40.
Пчелкин В.В., Белоглазов М.И. Азимутально-временные характеристики естественных КНЧ-шумов по наблюдениям в высоких широтах // Труды 16-й региональной конференции по распространению радиоволн, СПБ, 9 ноября –11 ноября 2010 г. С.33–36.
Ремизов Л.Т. Флуктуации электромагнитного поля Земли в диапазоне СНЧ. М.: Наука, 1972. С.33–35.
Справочник по геофизике. М.: Наука, 1965. С.218–228.
Щиголев Б.М. Математическая обработка наблюдений. М.: Наука, 1969. 344 с.
Abarca S.F., Corbosiero K.L., Galarneau T.J. An evaluation of the World-Wide Lightning Location Network (WWLLN) using the National Lightning Detection Network (NLDN) as ground truth // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. D18206. 11PP. doi:10.1029/2009JD013411.
Christian H.J., Blakeslee R.J., Boccippio D.J., Boeck W.L., Buechler D.E., Driscoll K.T., Goodman S.J., Hall J.M., Koshak W.J., Mach D.M., Stewart M.F. Global frequency and distribution of lightning as observed from space by the Optical Transient Detector // J. Geophys. Res. 2003. V. 108 (D1). 4005. doi:10.1029/2002JD002347.
Fullekrug M., Reising S.C., Lyons W.A. On the accuracy of arrival azimuth determination of sprite – associated lightning flashes by Earth – ionosphere cavity resonances // Geophys. Res. Lett. 1996. V. 23, N 25. P.3691–3694.
Fullekrug M., Sukhorukov A.I. The Contribution of Anisotropic Conductivity in the Ionosphere to Lighting Flash Bearing Deviations in the ELF/ULF Range // Geophys. Res. Lett. 1999. V. 26, N 8. P.1109–1112.
Marcz F., Satori G., Zieger B. Variations in Skhumann resonances and their relation to atmospheric electric parameters at Nagycenk station // Ann. Geophys. 1997. V. 15, N 12. P.1604–1614.
Mareev E.A., Yashunin S.A., Davydenko S.S., Marshall T.C., Stolzenburg M., Maggio C.R. On the role of transient currents in the global electric circuit // Geophys. Res. Lett. 2008. V. 35. L15810. doi:10.1029/2008GL034554.
Roldugin V.C., Malsev Y.P., Vasiljev A.N., Shvets A.V., Nikolaenko A.P. Changes of Shumann resonance parameters during the solar proton event of 14 July 2000 // J. Geophys. Res. 2003. V. 108(A3). 1103. doi: 10.1029/2002JA009495.
Rycroft M.J., Harrison R.G., Niccoll K.A., Mareev E.A. An overview of Earth’s global electric circuit and atmospheric conductivity // Space Sci. Rev. 2008. V. 137, N 1-4. P.83–105.
Rodger C.J., Brundell J.B., Dowden R.L., Thomson N.R. Location accuracy of long distance VLF lightning location network // Ann. Geophys. 2004. V. 22, N 3. P.747–758.
Rodger C.J., Werner S., Brundell J.B., Lay E.H., Thomson N.R., Holzworth R.H., Dowden R.L. Detection efficiency of the VLF World-Wide Lightning Location Network (WWLLN): initial case study // Ann. Geophys. 2006. V. 24, N 12. P.3197–3214.
Rossi C., Palangio P., Rispoli F. Investigations on diurnal and seasonal variations of Skhumann resonance intensities in the auroral region // Ann. Geophys. 2007. V. 50, N 3. P.301–311.
Wilson C.T. Investigations on lightning discharges and on electric field of thunderstorms // Philos. Trans. Roy. Soc. London. A. 1925. V. 221. P.73–115.
Сведения об авторах
Пчелкин Владимир Викторович – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Полярный геофизический институт Кольского научного центра РАН. 184209, Мурманская обл., г. Апатиты, Академгородок, д. 26a. Тел.: (8 950)897-90-13. E-mail: pchelkin@pgia.ru
Белоглазов Михаил Иванович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Полярный геофизический институт Кольского научного центра РАН. 184209, Мурманская обл., г. Апатиты, Академгородок, д. 26a. Тел.: (8 921)153-88-92. E-mail: blgz@pgia.ru
Кириллов Вячеслав Игоревич – младший научный сотрудник, Полярный геофизический институт Кольского научного центра РАН.. Адрес автора для переписки: 184209, Мурманская обл., г. Апатиты, Академгородок, д. 26a. Тел.: (8 921) 153-88-92. E-mail: kirillov_v@pgia.ru