Расширенный поиск
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ШТОРМ ВО ВРЕМЯ МАГНИТНОЙ БУРИ 05.04.2010 г.
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН
3 Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
2 Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН
3 Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 23
Номер: 3
Год: 2024
Страницы: 59-71
УДК: 550.385.37
DOI: 10.21455/GPB2024.3-5
Показать библиографическую ссылку
Пилипенко В.А., Смирнов
С.Э., Франк-Каменецкий
А.В., Мартинес-Беденко
В.А. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ШТОРМ ВО ВРЕМЯ МАГНИТНОЙ БУРИ 05.04.2010 г. // Геофизические процессы и биосфера. 2024. Т. 23. № 3. С. 59-71. DOI: 10.21455/GPB2024.3-5
@article{Пилипенко ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ2024,
author = "Пилипенко , В. А. and Смирнов ,
С. Э. and Франк-Каменецкий ,
А. В. and Мартинес-Беденко
,
В. А.",
title = "ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ШТОРМ ВО ВРЕМЯ МАГНИТНОЙ БУРИ 05.04.2010 г.",
journal = "Геофизические процессы и биосфера",
year = 2024,
volume = "23",
number = "3",
pages = "59-71",
doi = "10.21455/GPB2024.3-5",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Файлы:
Ключевые слова: атмосферное электричество, магнитные бури, ионосфера, атмосфера.
Аннотация: Проблема возмущения атмосферного электрического поля при вариациях геомагнитного поля до сих пор не имеет однозначного решения. Мы проанализировали доступные данные магнитометров и станций атмосферного электричества, полученные во время суперсуббури 05.04.2010 г., развившейся на фоне умеренной магнитной бури (Dst ~ –80 нТл). Сопоставление данных флюксметров и магнитометров показало неожиданно сильные вариации верти-кального электрического поля Ez с размахом до нескольких сотен вольт на метр («электрический шторм») во время интенсивных магнитных возмущений. Хотя возмущение Еz, наблюдавшееся по всему земному шару, примерно совпало по времени с магнитной бурей, когерентность между геомагнитными и электрическими вариациями и электрических вариаций между собой была низкая. Данное событие не укладывается в современные представления о возмущениях атмосферного электрического поля ионосферными токами.
Список литературы: Анисимов С.В., Шихова Н.М., Клейменова Н.Г. Отклик магнитосферной бури в атмосферном электрическом поле средних широт // Геомагнетизм и аэрономия. 2021. Т. 61, № 2. С. 172–183.
Бандилет О.И., Землянкин Г.И., Канониди Х.Д., Чернышева С.П., Шефтель В.М. Магнитная активность и вертикальная компонента геоэлектрического поля в высоких широтах // Геомагнетизм и аэрономия. 1978. Т. 18, № 6. С. 1123–1125.
Грунская Л.В. Исследование электрического поля приземного слоя атмосферы на основе метода корреляционного приема: Учеб. пособие. Владимир: Владимир. гос. ун-т, 2010. 131 с.
Денисенко В.В., Бычков В.В., Помозов Е.В. Расчет атмосферных электрических полей, проникающих из ионосферы // Солнечно-земная физика. 2008. Т. 1, № 2. С. 281–283.
Дэспирак И.В., Клейменова Н.Г., Громова Л.И., Любчич А.А., Гинева В., Сецко П.В. Пространственные особенности суперсуббури на главной фазе бури 5 апреля 2010 г. // Изв. РАН. Сер. физическая. 2022. T. 86, № 3. C. 322–328. https://doi.org/10.31857/S0367676522030085
Клейменова Н.Г., Никифорова Н.Н., Козырева О.В., Михновский С. Долгопериодические геомагнитные пульсации и флуктуации напряженности атмосферного электрического поля на широтах полярной шапки // Геомагнетизм и аэрономия. 1996. Т. 35, № 4. С. 469–477.
Кузнецов В.В., Чернева Н.В., Дружин Г.И. О влиянии циклонов на атмосферное электрическое поле Камчатки // Докл. Акад. наук. 2007. T. 412, № 4. C. 547–551.
Магнитосферные эффекты в атмосферном электричестве / А.Г. Апсен, Х.Д. Канониди, С.П. Чернышева и др.; отв. ред В.Н. Ораевский. М.: Наука, 1988. 149 с.
Руленко О.П., Дружин Г.И., Вершинин Е.Ф. Измерения атмосферного электрического поля и естественного электромагнитного излучения перед камчатским землетрясением 13 ноября 1993 г., М = 7.0 // Докл. Акад. наук. 1996. Т. 348, № 6. С. 814–816.
Смирнов С.Э. Реакция электрического состояния приземной атмосферы на геомагнитную бурю 5 апреля 2010 г. // Докл. Акад. наук. 2014. Т. 456, № 3. С. 342–346.
Смирнов С.Е., Михайлова Г.А., Капустина О.В. Вариации квазистатического электрического поля в приземной атмосфере на Камчатке во время геомагнитных бурь в ноябре 2004 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2013. Т. 53, № 4. С. 532–545. https://doi.org/10.7868/S0016794013040159
Смирнов С.Е., Михайлова Г.А., Капустина О.В. Вариации электрических и метеорологических параметров в околоземной атмосфере на Камчатке во время солнечных событий в октябре 2003 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54, № 2. С. 240–247. https://doi.org/10.1134/S0016793214020182
Соловьев С.П., Рыбнов Ю.С., Харламов В.А., Крашенинников А.В. Акустико-гравитационные волны и сопутствующие им возмущения электрического поля атмосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57, № 3. С. 363–375.
Чернева Н.В., Фирстов П.П. Формирование локального электрического поля атмосферы на Камчатке под влиянием природных процессов. Владивосток: Дальнаука, 2018. 127 с.
Шефтель В.М., Чернышев А.К. Реакция атмосферного электричества на изолированную вспышку и серию вспышек // Геомагнетизм и аэрономия. 1992. Т. 32, № 1. С. 111–117.
Шефтель В.М., Бандилет О.М., Чернышев А.К. Влияние планетарных магнитных бурь на электрическое поле атмосферы вблизи земной поверхности // Геомагнетизм и аэрономия. 1992. Т. 32, № 1. С. 186–188.
Belova E., Kirkwood S., Tammet H. The effect of magnetic substorms on near ground atmospheric current // Ann. Geophys. 2011. V. 18. P. 1623–1629. https://doi.org/10.1007/s00585-001-1623-z
Burns G.B., Frank-Kamenetsky A.V., Troshichev O.A., Bering-III E.A., Papitashvili V.O. The geoe-lectric field – a link between the troposphere and the ionosphere // Ann. Glac. 1998. V. 27. P. 651–654.
Frank-Kamenetsky A.V., Burns G.B., Troshichev O.A., Papitashvili V.O., Bering-III E.A., French W.J.R. The geoelectric field at Vostok, Antarctica: Itʼs relation to the interplanetary magnetic field and the polar cap potential // J. Atmos. Solar Terr. Phys. 1999. V. 61. P. 1347–1356.
Frank-Kamenetsky A.V., Troshichev O.A., Burns G.B., Papitashvili V.O. Variations of the atmos-pheric electric field in the near-pole region related to the interplanetary magnetic field // J. Ge-ophys. Res. 2001. V. 106. P. 179–190.
Harrison R.G., Aplin K.L., Rycroft M.J. Atmospheric electricity coupling between earthquake re-gions and the ionosphere // J. Atmos. Solar Terr. Phys. 2010. V. 72. P. 376–381. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2009.12.004
Hobara Y., Watanabe M., Miyajima R., Kikuchi H., Tsuda T., Hayakawa M. On the spatio-temporal dependence of anomalies in the atmospheric electric field just around the time of earth-quakes // Atmosphere. 2022. V. 13. P. 1619. https://doi.org/10.3390/atmos13101619
Hunting E.R., Matthews J., de Arróyabe Hernáez P.F., England S.J., Kourtidis K., Koh K., Nicoll K., Harrison R.G., Manser K., Price C., Dragovic S., Cifra M., Odzimek A., Robert D. Challenges in coupling atmospheric electricity with biological systems // Inter. J. Biometeorol. 2021. V. 65. P. 45–58. https://doi.org/10.1007/s00484-020-01960-7
Kikuchi T. Transmission line model for the near-instantaneous transmission of the ionospheric elec-tric field and currents to the equator // J. Geophys. Res. 2014. V. 119. P. 1131–1156. https://doi.org/10.1002/2013JA019515
Lu G., Hagan M.E., Häusler K., Doornbos E., Bruinsma S., Anderson B.J., Korth H. Global iono-spheric and thermospheric response to the 5 April 2010 geomagnetic storm: An integrated da-ta-model investigation // J. Geophys. Res. 2014. V. 119. P. 10358–10375. https://doi.org/10.1002/2014JA020555
Michnowski S., Odzimek A., Kleimenova N.G., Kozyreva O.V., Kubicki M., Klos Z., Israelsson S., Nikiforova N.N. Review of relationships between Solar wind and ground-level atmospheric electricity: Case studies at Hornsund, Spitsbergen, and Swider, Poland // Surv. Geophys. 2021. V. 42 (D23). P. 757–801. https://doi.org/10.1007/s10712-021-09639-3
Mostl C., Temmer M., Rollett T., Farrugia C.J., Liu Y., Veronig A.M., Leitner M., Galvin A.B., Bier-nat H.K. Stereo and wind observations of a fast ICME flank triggering a prolonged geomag-netic storm on 5–7 April 2010 // Geophys. Res. Let. 2010. V. 37. L24103. https://doi.org/10.1029/2010GL045175
Park C.G. Downward mapping of high-latitude ionospheric electric fields to the ground // J. Ge-ophys. Res. 1976. V. 81. P. 168–174. https://doi.org/10.1029/JA081i001p00168
Petri A.K., Schmiedchen K., Stunder D., Dechent D., Kraus T., Bailey W.H., Driessen S. Biological effects of exposure to static electric fields in humans and vertebrates: A systematic review // Environ. Health. 2017. V. 16, N 1. P. 41. https://doi.org/10.1186/s12940-017-0248-y
Pilipenko V.А., Fedorov E.N., Martines-Bedenko V.А., Bering E.A. Electric mode excitation in the atmosphere by magnetospheric impulses and ULF waves // Front. Earth Sci. 2021. V. 8. P. 687–700. https://doi.org/10.3389/feart.2020.619227
Pulinets S., Davidenko D. Ionospheric precursors of earthquakes and global electric circuit // J. Adv. Space Res. 2014. V. 53. P. 709–723. http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2013.12.035
Smirnov S.E. Reaction of electric and meteorological states of the near-ground atmosphere during a geomagnetic storm on 5 April 2010 // Earth, Planets and Space. 2014. V. 66. P. 154.
Svensmark H., Friis-Christensen E. Variation of cosmic ray flux and global cloud coverage – a miss-ing link in solar–climate relationships // J. Atmos. Solar Terr. Phys. 1997. V. 59, is. 11. P. 1225–1232. https://doi.org/10.1016/S1364-6826(97)00001-1
Victor N.J., Manu S., Frank-Kamenetsky A.V., Panneerselvam C., Anil Kumar C.P., Elango P. Network of observations on the atmospheric electrical parameters during geomagnetic storm on 5 April 2010 // J. Geophys. Res. 2016. V. 121 (3). https://doi.org/10.1002/2015JA022080
Бандилет О.И., Землянкин Г.И., Канониди Х.Д., Чернышева С.П., Шефтель В.М. Магнитная активность и вертикальная компонента геоэлектрического поля в высоких широтах // Геомагнетизм и аэрономия. 1978. Т. 18, № 6. С. 1123–1125.
Грунская Л.В. Исследование электрического поля приземного слоя атмосферы на основе метода корреляционного приема: Учеб. пособие. Владимир: Владимир. гос. ун-т, 2010. 131 с.
Денисенко В.В., Бычков В.В., Помозов Е.В. Расчет атмосферных электрических полей, проникающих из ионосферы // Солнечно-земная физика. 2008. Т. 1, № 2. С. 281–283.
Дэспирак И.В., Клейменова Н.Г., Громова Л.И., Любчич А.А., Гинева В., Сецко П.В. Пространственные особенности суперсуббури на главной фазе бури 5 апреля 2010 г. // Изв. РАН. Сер. физическая. 2022. T. 86, № 3. C. 322–328. https://doi.org/10.31857/S0367676522030085
Клейменова Н.Г., Никифорова Н.Н., Козырева О.В., Михновский С. Долгопериодические геомагнитные пульсации и флуктуации напряженности атмосферного электрического поля на широтах полярной шапки // Геомагнетизм и аэрономия. 1996. Т. 35, № 4. С. 469–477.
Кузнецов В.В., Чернева Н.В., Дружин Г.И. О влиянии циклонов на атмосферное электрическое поле Камчатки // Докл. Акад. наук. 2007. T. 412, № 4. C. 547–551.
Магнитосферные эффекты в атмосферном электричестве / А.Г. Апсен, Х.Д. Канониди, С.П. Чернышева и др.; отв. ред В.Н. Ораевский. М.: Наука, 1988. 149 с.
Руленко О.П., Дружин Г.И., Вершинин Е.Ф. Измерения атмосферного электрического поля и естественного электромагнитного излучения перед камчатским землетрясением 13 ноября 1993 г., М = 7.0 // Докл. Акад. наук. 1996. Т. 348, № 6. С. 814–816.
Смирнов С.Э. Реакция электрического состояния приземной атмосферы на геомагнитную бурю 5 апреля 2010 г. // Докл. Акад. наук. 2014. Т. 456, № 3. С. 342–346.
Смирнов С.Е., Михайлова Г.А., Капустина О.В. Вариации квазистатического электрического поля в приземной атмосфере на Камчатке во время геомагнитных бурь в ноябре 2004 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2013. Т. 53, № 4. С. 532–545. https://doi.org/10.7868/S0016794013040159
Смирнов С.Е., Михайлова Г.А., Капустина О.В. Вариации электрических и метеорологических параметров в околоземной атмосфере на Камчатке во время солнечных событий в октябре 2003 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54, № 2. С. 240–247. https://doi.org/10.1134/S0016793214020182
Соловьев С.П., Рыбнов Ю.С., Харламов В.А., Крашенинников А.В. Акустико-гравитационные волны и сопутствующие им возмущения электрического поля атмосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57, № 3. С. 363–375.
Чернева Н.В., Фирстов П.П. Формирование локального электрического поля атмосферы на Камчатке под влиянием природных процессов. Владивосток: Дальнаука, 2018. 127 с.
Шефтель В.М., Чернышев А.К. Реакция атмосферного электричества на изолированную вспышку и серию вспышек // Геомагнетизм и аэрономия. 1992. Т. 32, № 1. С. 111–117.
Шефтель В.М., Бандилет О.М., Чернышев А.К. Влияние планетарных магнитных бурь на электрическое поле атмосферы вблизи земной поверхности // Геомагнетизм и аэрономия. 1992. Т. 32, № 1. С. 186–188.
Belova E., Kirkwood S., Tammet H. The effect of magnetic substorms on near ground atmospheric current // Ann. Geophys. 2011. V. 18. P. 1623–1629. https://doi.org/10.1007/s00585-001-1623-z
Burns G.B., Frank-Kamenetsky A.V., Troshichev O.A., Bering-III E.A., Papitashvili V.O. The geoe-lectric field – a link between the troposphere and the ionosphere // Ann. Glac. 1998. V. 27. P. 651–654.
Frank-Kamenetsky A.V., Burns G.B., Troshichev O.A., Papitashvili V.O., Bering-III E.A., French W.J.R. The geoelectric field at Vostok, Antarctica: Itʼs relation to the interplanetary magnetic field and the polar cap potential // J. Atmos. Solar Terr. Phys. 1999. V. 61. P. 1347–1356.
Frank-Kamenetsky A.V., Troshichev O.A., Burns G.B., Papitashvili V.O. Variations of the atmos-pheric electric field in the near-pole region related to the interplanetary magnetic field // J. Ge-ophys. Res. 2001. V. 106. P. 179–190.
Harrison R.G., Aplin K.L., Rycroft M.J. Atmospheric electricity coupling between earthquake re-gions and the ionosphere // J. Atmos. Solar Terr. Phys. 2010. V. 72. P. 376–381. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2009.12.004
Hobara Y., Watanabe M., Miyajima R., Kikuchi H., Tsuda T., Hayakawa M. On the spatio-temporal dependence of anomalies in the atmospheric electric field just around the time of earth-quakes // Atmosphere. 2022. V. 13. P. 1619. https://doi.org/10.3390/atmos13101619
Hunting E.R., Matthews J., de Arróyabe Hernáez P.F., England S.J., Kourtidis K., Koh K., Nicoll K., Harrison R.G., Manser K., Price C., Dragovic S., Cifra M., Odzimek A., Robert D. Challenges in coupling atmospheric electricity with biological systems // Inter. J. Biometeorol. 2021. V. 65. P. 45–58. https://doi.org/10.1007/s00484-020-01960-7
Kikuchi T. Transmission line model for the near-instantaneous transmission of the ionospheric elec-tric field and currents to the equator // J. Geophys. Res. 2014. V. 119. P. 1131–1156. https://doi.org/10.1002/2013JA019515
Lu G., Hagan M.E., Häusler K., Doornbos E., Bruinsma S., Anderson B.J., Korth H. Global iono-spheric and thermospheric response to the 5 April 2010 geomagnetic storm: An integrated da-ta-model investigation // J. Geophys. Res. 2014. V. 119. P. 10358–10375. https://doi.org/10.1002/2014JA020555
Michnowski S., Odzimek A., Kleimenova N.G., Kozyreva O.V., Kubicki M., Klos Z., Israelsson S., Nikiforova N.N. Review of relationships between Solar wind and ground-level atmospheric electricity: Case studies at Hornsund, Spitsbergen, and Swider, Poland // Surv. Geophys. 2021. V. 42 (D23). P. 757–801. https://doi.org/10.1007/s10712-021-09639-3
Mostl C., Temmer M., Rollett T., Farrugia C.J., Liu Y., Veronig A.M., Leitner M., Galvin A.B., Bier-nat H.K. Stereo and wind observations of a fast ICME flank triggering a prolonged geomag-netic storm on 5–7 April 2010 // Geophys. Res. Let. 2010. V. 37. L24103. https://doi.org/10.1029/2010GL045175
Park C.G. Downward mapping of high-latitude ionospheric electric fields to the ground // J. Ge-ophys. Res. 1976. V. 81. P. 168–174. https://doi.org/10.1029/JA081i001p00168
Petri A.K., Schmiedchen K., Stunder D., Dechent D., Kraus T., Bailey W.H., Driessen S. Biological effects of exposure to static electric fields in humans and vertebrates: A systematic review // Environ. Health. 2017. V. 16, N 1. P. 41. https://doi.org/10.1186/s12940-017-0248-y
Pilipenko V.А., Fedorov E.N., Martines-Bedenko V.А., Bering E.A. Electric mode excitation in the atmosphere by magnetospheric impulses and ULF waves // Front. Earth Sci. 2021. V. 8. P. 687–700. https://doi.org/10.3389/feart.2020.619227
Pulinets S., Davidenko D. Ionospheric precursors of earthquakes and global electric circuit // J. Adv. Space Res. 2014. V. 53. P. 709–723. http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2013.12.035
Smirnov S.E. Reaction of electric and meteorological states of the near-ground atmosphere during a geomagnetic storm on 5 April 2010 // Earth, Planets and Space. 2014. V. 66. P. 154.
Svensmark H., Friis-Christensen E. Variation of cosmic ray flux and global cloud coverage – a miss-ing link in solar–climate relationships // J. Atmos. Solar Terr. Phys. 1997. V. 59, is. 11. P. 1225–1232. https://doi.org/10.1016/S1364-6826(97)00001-1
Victor N.J., Manu S., Frank-Kamenetsky A.V., Panneerselvam C., Anil Kumar C.P., Elango P. Network of observations on the atmospheric electrical parameters during geomagnetic storm on 5 April 2010 // J. Geophys. Res. 2016. V. 121 (3). https://doi.org/10.1002/2015JA022080
