Группа ученых Института солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск) установила механизмы кардинальной перестройки ионосферы Земли во время сильнейшей за последние 20 лет магнитной бури, произошедшей в мае 2024 года. Для этого были задействованы инструменты нового поколения Национального гелиогеофизического комплекса РАН. Статья о взаимодействии нейтральной и заряженной компонент верхней атмосферы и воздействии бури на радиотехнические системы опубликована в журнале «Доклады РАН. Науки о Земле».
Собранные специалистами данные о полярных сияниях, а также косвенные измерения по данным навигационных систем ГЛОНАСС и GPS показали, что во время бури овал полярных сияний опустился до 19° северной широты.
«С помощью инструментов НГГК РАН было зарегистрировано гигантское падение электронной концентрации (до пяти раз относительно фонового уровня) и рекордное свечение верхней атмосферы (в красной линии атомарного кислорода оно превысило 25 кРл) даже по отношению к сильнейшим бурям 23-го цикла солнечной активности», — отметил один из руководителей работ доктор физико-математических наук Юрий Владимирович Ясюкевич.
Кандидат физико-математических наук Роман Валерьевич Васильев рассказал, что объединение оптических и радиофизических измерений в Восточной Сибири, дополненное данными глобальных измерений, продемонстрировало связь повышения температуры верхней атмосферы с резким уменьшением электронной концентрации в ионосфере на средних широтах. Разогрев атмосферы на полярных широтах из-за высыпаний частиц с высокой энергией приводит к усилению ветра в верхней атмосфере. Усиленный ветер, зарегистрированный комплексом оптических инструментов, приносит разогретый воздух на средние широты, вызывает здесь увеличение температуры нейтральной атмосферы и рост концентрации молекулярного азота, что в свою очередь приводит к значительному повышению скорости рекомбинации электронов в атмосфере.
«Совмещение измерений сетей ионозондов и коротковолновых радаров продемонстрировало значительное ухудшение условий распространения радиоволн. Взаимодополняемость развернутых в настоящее время научных инструментов открывает новые возможности мониторинга состояния
околоземного пространства, изучения и моделирования динамических процессов во время подобных экстремальных явлений с недоступной ранее детализацией», — подчеркнул Юрий Ясюкевич.
В статье указано, что экстремальная магнитная буря, произошедшая 10—19 мая 2024 года, предоставила уникальный материал для изучения физических процессов в ионосфере и атмосфере Земли. Измерения параметров ионосферы в Восточной Сибири, дополненные данными коротковолнового радара EKB (пос. Арти), показали сильные искажения при распространении радиоволн вплоть до полной потери сигнала в период максимальной интенсивности бури.
«Недостаточно, анализируя какое-то физическое явление, смотреть на данные одной или двух установок, так как у любых измерений есть как достоинства, так и недостатки. Комплекс развернутых нашим институтом инструментов позволяет анализировать полную картину процесса», — заметил Роман Васильев.
Он пояснил, что активное освоение космического пространства в интересах решения задач связи, навигации, дистанционного зондирования Земли в последние десятилетия актуализирует изучение воздействия Солнца на Землю и требует создания эффективных моделей для прогноза космической погоды.
«Наиболее сильным проявлением космической погоды являются магнитные бури, порождающие возмущения в ионосфере и атмосфере. Именно к таким событиям относится магнитная буря, начавшаяся 10 мая 2024 года, именно по этой причине она привлекла пристальное внимание ученых», — сказал Роман Васильев.
Юрий Ясюкевич добавил, что сейчас ученые работают над тем, чтобы разобраться, как сильно майская магнитная буря 2024 года сказалась на качестве GPS-навигации.
Пресс-служба ИСЗФ СО РАН
