mininuniverВестник Мининского университетаVestnik of Minin University2307-1281Minin Nizhny Novgorod State Pedagogical Universitymininuniver-152Research ArticleНАУКИ О ЗЕМЛЕПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ АНАЛИЗ ВОЗМУЩЕНИЙ ДИАПАЗОНА РС4-5 В ПЕРИОДЫ МАГНИТНЫХ БУРЬ КОРРЕЛЯЦИОННО-СКЕЛЕТОННЫМ МЕТОДОМSPACE-TIME ANALYSIS OF DISTURBANCES IN THE PC4-5 PERIOD RANGE DURING MAGNETIC STORMS BY CORRELATION-SKELETON METHODМанаковаЮ.ManakovaYu. V.

студент,

Нижний Новгород

student,

Nizhny Novgorod

yuliya_m96m@mail.ruПехтелеваК.PekhtelevaK. A.

студент,

Нижний Новгород

student,

Nizhny Novgorod

rozolet@yandex.ruБархатовН.BarkhatovN. A.

доктор физ.-мат. наук, профессор кафедры технологий сервиса и технологического образования,

Нижний Новгород

Doctor of Physics and Mathematics, professor of technology service and technology education, 

Nizhny Novgorod

nbarkhatov@inbox.ruРевуновС.RevunovS. E.

доктор физ.-мат. наук, профессор кафедры технологий сервиса и технологического образования,

Нижний Новгород

Candidate of Physics and Mathematics, docent of technology service and technology education, 

Nizhny Novgorod

revunov@inbox.ruНижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы МининаРоссияMinin Nizhny Novgorod Statе Pedagogical UniversityRussian Federation20160409201701-13232Copyright © Манакова Ю.V., Пехтелева К.A., Бархатов Н.A., Ревунов С.E., 20172017Манакова Ю., Пехтелева К., Бархатов Н., Ревунов С.Manakova Y.V., Pekhteleva K.A., Barkhatov N.A., Revunov S.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.minin-vestnik.ru/jour/article/view/152

Специально разработанный метод корреляционно-скелетонной обработки длиннопериодных возмущений МГД диапазона компонент геомагнитного поля, регистрируемых вдоль 210 меридиана, применен для анализа их пространственно-временного распределения на разных этапах геомагнитных бурь. В основу метода положено выполнение постпроцессинга пространственно-временного вейвлет-анализа возмущений. Результаты расчета спектров представлены в виде вейвлет-скелетонных картин. Метод позволяет найти синхронизацию колебательных процессов вдоль геомагнитного меридиана и использовать ее как предвестник глобального магнитного возмущения. Созданный алгоритм может быть использован и как диагностический инструмент состояния магнитосферы. Предложенный в настоящем исследовании метод корреляционно-скелетонной обработки длиннопериодных возмущений МГД диапазона компонент геомагнитного поля позволяет обнаруживать синхронизацию колебательных процессов вдоль геомагнитного меридиана. Это дает возможность устанавливать пространственно-временное распределение низкочастотных возмущений в периоды магнитных бурь. Результаты такого подхода можно использовать и для краткосрочного прогноза глобального магнитного возмущения.

Special method of correlation-skeleton processing of long period MHD disturbed components of the geomagnetic field is developed. To analyze space-time distribution for field components recorded along the meridian 210 at different stages of geomagnetic storms it is applied. This method on the base of post-processing of space-time wavelet analysis of disturbances was performed. The proposal of spectra calculation results in the form of wavelet skeleton pictures is shown. The method allows to find synchronization of oscillatory processes along the geomagnetic meridian and use it as indication of a global magnetic disturbance. Developed algorithm as a diagnostic tool state of the magnetosphere can also be used. The proposed method in this study the correlation processing of long-skeleton perturbation MHD range component of the geomagnetic field detects synchronization of oscillatory processes along the geomagnetic meridian. This makes it possible to establish the spatial and temporal distribution of low-frequency disturbances during magnetic storms. The results of this approach can be used for short-term forecast of the global magnetic disturbance.

магнитогидродинамические возмущенияспектральный анализвейвлет анализгеомагнитная буряплазменный солнечный потоксолнечная активностьпрогнозmagnetohydrodynamic disturbancespectral analysiswavelet analysisgeomagnetic stormsolar activitysolar plasma flowforecastReferencesГульельми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Наука, 1973. 208 с.Gul'el'mi A.V., Troickaja V.A. Geomagnitnye pul'sacii i diagnostika magnitosfery [Geomagnetic pulsations and diagnostics of the magnetosphere]. Moscow, Nauka Publ., 1973. 208 p. (In Russian)Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. М.: Мир, 1980, 299 с.Nishida A. Geomagnitnyj diagnoz magnitosfery [Geomagnetic diagnosis of the magnetosphere]. Moscow, Mir Publ., 1980. 299 p. (In Russian)Пилипенко В.А., Клейменова Н.Г., Козырева О.В., Юмото К., Биттерли Ж. Является ли касп источником среднеширотных Рс-3 пульсаций? // Геомагнетизм и аэрономия, Т.36, 1996. №2. С. 39-48.Pilipenko V.A., Klejmenova N.G., Kozyreva O.V., Jumoto K., Bitterli Zh. Javljaetsja li kasp istochnikom sredneshirotnyh Rs-3 pul'sacij? [Is cusp source of mid-Pc 3 pulsations?]. Geomagn. i Aeron., V.36, 1996, no. 2, p. 39-48 (in Russian).Бархатов Н.А., Ревунов С.Е., Шадруков Д.В. Уточнение типов солнечных плазменных потоков по анализу вне- и внутримагнитосферных низкочастотных колебаний в периоды магнитных бурь // Приволжский научный журнал, ННГАСУ, 2013, №1, с. 106-112.Barhatov N.A., Revunov S.E., Shadrukov D.V. Utochnenie tipov solnechnyh plazmennyh potokov po analizu vne- i vnutrimagnitosfernyh nizkochastotnyh kolebanij v periody magnitnyh bur' [Clarification types of solar plasma flows on the analysis of extra- and intermagnetospheric lowfrequency oscillations during magnetic storms]. Privolzhskij nauchnyj zhurnal, NNGASU,2013, no. 1, pp. 106-112 (in Russian).Бархатов Н.А., Ревунов С.Е., Виноградов А.Б. Алгоритм классификации МГД вейвлет-скелетонных спектральных картин геоэффективных плазменных потоков в солнечном ветре // Вестник Мининского университета, 3(7), 1-6, 2014.Barhatov N.A., Revunov S.E., Vinogradov A.B. Algoritm klassifikacii MGD vejvletskeletonnyh spektral'nyh kartin geojeffektivnyh plazmennyh potokov v solnechnom vetre [MHD classification algorithm wavelet skeleton spectral paintings geoeffective plasma streams in the solar wind]. Vestnik Mininskogo universiteta, 2014, 3 (7), 1-6 (in Russian).Бархатов Н.А., Ревунов С.Е., Шадруков Д.В. Пространственно-временное распределение низкочастотных возмущений геомагнитного поля во время геомагнитной бури на основе применения корреляционно-скелетонного метода. Труды (Девятнадцатой) Научной конференции по радиофизике, посвященной 70-летию радиофизического факультета, Нижний Новгород, ННГУ, 11-15 мая 2015 г., Изд. «Нижегородский университет», 2015. С.68-70.Barhatov N.A., Revunov S.E., Shadrukov D.V. Prostranstvenno-vremennoe raspredelenie nizkochastotnyh vozmushhenij geomagnitnogo polja vo vremja geomagnitnoj buri na osnove primenenija korreljacionno-skeletonnogo metoda [Spatio-temporal distribution of low-frequency disturbances of the geomagnetic field during geomagnetic storms on the basis of correlationskeleton method]. Trudy (Devjatnadcatoj) Nauchnoj konferencii po radiofizike, posvjashhennoj 70-letiju radiofizicheskogo fakul'teta, Nizhnij Novgorod, NNGU, 11-15 maja 2015 g. [Proceedings of the (nineteenth) Scientific Conference on Radiophysics, dedicated to the 70th anniversary of the Faculty of Radiophysics, Nizhny Novgorod, Nizhny Novgorod State University, May 11-15, 2015 Ed.]."Nizhny Novgorod University" Publ., 2015, pp. 68-70 (in Russian).Бархатов Н.А., Ревунов С.Е., Шадруков Д.В. Корреляционно-скелетонный метод для исследования пространственно-временного распределения гемагнитных возмущений диапазона Рс4-5 на разных этапах геомагнитных бурь. Сборник тезисов 10-ой конференция «Физика плазмы в солнечной системе» 16-20 февраля 2015 г., ИКИ РАН, 2015. С. 120-121.Barhatov N.A., Revunov S.E., Shadrukov D.V. Korreljacionno-skeletonnyj metod dlja issledovanija prostranstvenno-vremennogo raspredelenija gemagnitnyh vozmushhenij diapazona Rs4-5 na raznyh jetapah geomagnitnyh bur' [Correlation-skeleton method to study the spatial and temporal distribution of gemagnitnyh disturbances Rs4-5 range at different stages of geomagnetic storms]. Sbornik tezisov 10-oj konferencija «Fizika plazmy v solnechnoj sisteme» 16‒20 fevralja 2015 g. [Abstracts of the 10th Conference "Physics of plasma in the solar system," 16-20 February 2015]. Space Research Institute Publ., 2015, pp. 120-121 (in Russian).Бархатов Н.А., Ревунов С.Е., Шадруков Д.В. Синхронизация скелетонных картин вейвлет спектральной обработки низкочастотных возмущений геомагнитного поля вдоль 210 меридиана как диагностический инструмент состояния магнитосферы. Сборник тезисов 38-го ежегодного Апатитского семинара «Физика авроральных явлений», 2-6 марта 2015 г., ПГИ РАН, 2015. С. 13.Barhatov N.A., Revunov S.E., Shadrukov D.V. Sinhronizacija skeletonnyh kartin vejvlet spektral'noj obrabotki nizkochastotnyh vozmushhenij geomagnitnogo polja vdol' 210 meridiana kak diagnosticheskij instrument sostojanija magnitosfery [Synchronization skeleton paintings wavelet spectral processing low-frequency disturbances of the geomagnetic field along the meridian of 210 as a diagnostic tool state of the magnetosphere]. Sbornik tezisov 38-go ezhegodnogo Apatitskogo seminara «Fizika avroral'nyh javlenij», 2-6 marta 2015 g. [Abstracts of the 38th Annual Apatity seminar "Physics of auroral phenomena", March 2-6, 2015]. PIP RAS Publ., 2015, p. 13 (in Russian).Barkhatov N. A., Revunov S. E., and Shadrukov D. V. Correlation-Skeleton Method for Space-Time Analysis of Disturbances in the Pc4-5 Period Range During Magnetic Storms Geomagnetism and Aeronomy, 2015, Vol. 55, No. 5, pp. 603-608. © Pleiades Publishing, Ltd., 2015. DOI: 10.1134/S0016793215050035Barkhatov N.A., Revunov S.E., Shadrukov D.V. Correlation-Skeleton Method for Space-Time Analysis of Disturbances in the Pc4-5 Period Range During Magnetic Storms // Geomagnetism and Aeronomy, 2015, Vol. 55, No. 5, pp. 603–608. © Pleiades Publishing, Ltd., 2015, DOI: 10.1134/S0016793215050035Большакова О.В., Боровкова О.К., Троицкая В.А., Клейменова Н.Г. Интенсификация геомагнитных пульсаций Рс4 в условиях спокойной магнитосферы // Геомагнетизм и аэрономия, 1995. Т.35, №3. С.143-145.Bol'shakova O.V., Borovkova O.K., Troickaja V.A., Klejmenova N.G. Intensifikacija geomagnitnyh pul'sacij Rs4 v uslovijah spokojnoj magnitosfery [Intensification of geomagnetic pulsations Pc4 in a quiet magnetosphere]. Geomagnetizm i ajeronomija, 1995, V.35, no. 3, pp.143-145 (in Russian).Пудовкин М.И., Распопов О.М., Клейменова Н.Г. Возмущения электромагнитного поля Земли. Часть 2. Короткопериодные колебания геомагнитного поля. Л.: ЛГУ, 1976. 271 с.Pudovkin M.I., Raspopov O.M., Klejmenova N.G. Vozmushhenija jelektromagnitnogo polja Zemli. Chast' 2. Korotkoperiodnye kolebanija geomagnitnogo polja [The disturbances of the electromagnetic field of the Earth. Part 2: Short-period oscillations of the geomagnetic field]. Leningrad, LGU Publ., 1976. 271 p. (In Russian)Ревунов С.Е., Шадруков Д.В., Серебрякова Р.И. Анализ пространственно-временной динамики низкочастотных (2-8 мГц) магнитных возмущений в периоды магнитных бурь // Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 2013, №5(1), 83-91.Revunov S.E., Shadrukov D.V., Serebrjakova R.I. Analiz prostranstvenno-vremennoj dinamiki nizkochastotnyh (2-8 mGc) magnitnyh vozmushhenij v periody magnitnyh bur' [Analysis of the spatio-temporal dynamics of low-frequency (2-8 mHz) magnetic disturbances during magnetic storms]. Vestnik NNGU im. N.I. Lobachevskogo, 2013, no. 5 (1), pp. 83-91 (in Russian).N.A. Barkhatov and S.E. Revunov, Spectral Features of Solar Plasma Flows // Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 54, No. 6, pp. 688-693, 2014Barkhatov N.A., Revunov S.E., Spectral Features of Solar Plasma Flows // Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 54, No. 6, pp. 688-693, 2014Olson J.V. ULF signatures of the polar cusp // J. Geophys. Res. V. 95. N.A9. P. 10055-10062. 1986.Olson J.V. ULF signatures of the polar cusp // J. Geophys. Res. V. 95. N.A9. p. 10055-10062. 1986.Бархатова О.М., Бархатов Н.А., Беспалов П.А. Выступы плазмосферы и вариации горизонтальной компоненты геомагнитного поля // Геомагнетизм и аэрономия, 2011, Т 51, №2, С. 214-223.Barhatova O.M., Barhatov N.A., Bespalov P.A. Vystupy plazmosfery i variacii gorizontal'noj komponenty geomagnitnogo polja [Projections plasmasphere and variations of the horizontal component of the geomagnetic field]. Geomagnetizm i ajeronomija, 2011, V. 51, no. 2, pp 214-223 (in Russian)Фельдштейн Я.И., Дремухина Л.А., Вещезерова У.Б., Голышев С.А., Кизирия Л.В., Графе А. Моделирование вариаций геомагнитного поля в период магнитной бури // Геомагнетизм и аэрономия, 1993. Т. 33, № 6.Fel'dshtejn Ja.I., Dremuhina L.A., Veshhezerova U.B., Golyshev S.A., Kizirija L.V., Grafe A. Modelirovanie variacij geomagnitnogo polja v period magnitnoj buri [Modeling variations of the geomagnetic field during the magnetic storm]. Geomagnetizm i ajeronomija, 1993, V.33, no. 6 (in Russian)Клибанова Ю.Ю., В.В. Мишин, Б. Цэгмэд Особенности дневных длиннопериодных пульсаций, наблюдаемых во время импульса солнечного ветра на фоне суббури 1 августа 1998 года // Космические исследования, 2014, том 52, № 6, с. 459-467.Klibanova Ju.Ju., V.V. Mishin, B. Cjegmjed Osobennosti dnevnyh dlinnoperiodnyh pul'sacij, nabljudaemyh vo vremja impul'sa solnechnogo vetra na fone subburi 1 avgusta 1998 goda [Features daily long-pulsations observed during the momentum of the solar wind on the background of a substorm August 1, 1998]. Kosmicheskie issledovanija, 2014, V.52, no. 6, pp. 459-467 (in Russian).Ахиезер А.И. Электродинамика плазмы, 2-е изд., перераб. М.: Наука, 1974, 720 с.Ahiezer A.I. Jelektrodinamika plazmy [Electrodynamics of plasma]. 2th ed. Moscow, Nauka Publ., 1974. 720 p. (In Russian).Арцимович Л.А. Элементарная физика плазмы, 3-е изд. М.: Атомиздат, 1969, 189 с.Arcimovich L.A. Jelementarnaja fizika plazmy [Elementary plasma physics]. 3th ed. Moscow, Atomizdat Publ., 1969. 189 p. (In Russian)Клейменова Н.Г., Козырева О.В, Шотт Ж.Ж. Волновой геомагнитный отклик магнитосферы на подход к Земле межпланетного магнитного облака (14-15 июля 2000 г., “Bastille day event”), Геомагнетизм и аэрономия, Т.43, №3, С.321-331. 2003.Kleimenova N.G., Kozyreva O.V., Schott J.J. Volnovoy geomagnitnyy otklik magnitosfery na podkhod k Zemle mezhplanetnogo magnitnogo oblaka (14-15 iyulya 2000 g., “Bastille day event”) [Wave geomagnetic response of the magnetosphere on the approach to the world of interplanetary magnetic clouds (14-15 July 2000, "Bastille day event")] Geomagn. i Aeronom, V.43, N3, p.321-331, 2003 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.