Ученые Сколтеха разработали метод раннего прогнозирования геомагнитных бурь
Ученые из Сколтеха совместно с коллегами из Института астрофизики имени Лейбница, Университета Граца, Университета Загреба и Загребской астрономической обсерватории разработали метод прогнозирования геомагнитных бурь непосредственно по солнечным наблюдениям.
Современные подходы к прогнозированию геомагнитных бурь ограничены краткосрочным прогнозом с опережением в несколько часов, основанным на измерениях солнечного ветра и межпланетного магнитного поля в точке Лагранжа L1, близкой к Земле.
Солнечный ветер – это поток электронов, протонов и ядер гелия, который постоянно дует от Солнца, обдувая Землю и другие планеты Солнечной системы. Высокоскоростные потоки солнечного ветра возникают из корональных дыр на Солнце.
Когда быстрый солнечный ветер догоняет и сталкивается с более плотным медленным солнечным ветром, который генерируется «спокойной» частью солнечной короны, это приводит к образованию гигантской структуры – коротирующей области взаимодействия, которая вращается вместе с Солнцем. За несколько дней она может достигнуть орбиты Земли и вызвать геомагнитные бури и полярные сияния. А поскольку корональная дыра может вновь появиться перед нами через один оборот Солнца, быстрый солнечный ветер, дующий из нее, может вызывать геомагнитные бури и полярные сияния, повторяющиеся каждые 27 дней.
Время распространения солнечного ветра от Солнца до Земли составляет примерно от одного до пяти дней, что создает естественное время для раннего предупреждения. Однако магнитная структура межпланетного возмущения, в частности южная компонента межпланетного магнитного поля, вызывающая шторм, пока не может быть определена по наблюдениям за Солнцем. Это сильно ограничивает возможность прогнозирования шторма на несколько дней вперед.
Однако полученные исследователями результаты позволяют увеличить время прогноза до нескольких суток и обеспечить защиту инженерных систем в космосе и на Земле от воздействия космической погоды. Исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Мы установили наличие эмпирических связей между областями корональных дыр на Солнце и скоростью солнечного ветра в L1, между картами магнитного поля солнечной фотосферы, полученными с помощью дистанционного зондирования, и измерениями in-situ в L1, а также между областями корональных дыр, магнитным полем на Солнце и геомагнитными показателями», – рассказывает первый автор исследования Симона Нитти, выпускница магистратуры Сколтеха. – «Мы показали, что магнитное поле от корональной дыры, распространяющееся от Солнца к Земле, сохраняется более чем в 80% случаев. Это открывает возможность использовать магнитное поле, полученное в результате наблюдений за Солнцем, вместо магнитного поля в L1. Кроме того, чтобы улучшить прогнозы, мы включили в модель прогнозирования геомагнитной активности сезонные колебания южной компоненты межпланетного магнитного поля».
