Происхождение, структура и геоэффективность высокоскоростных спорадических потоков в солнечном ветре тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.03 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи Богданова Светлана Петровна

I

ПРОИСХОЖДЕНИЕ, СТРУКТУРА И ГЕОЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ СПОРАДИЧЕСКИХ ПОТОКОВ В СОЛНЕЧНОМ

ВЕТРЕ

01.03.03 — Физика Солнца

I

I

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург - 2003

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте физики Санкт-Петербургского Государственного Университета

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Пудовкин Михаил Иванович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Распопов Олег Михайлович

кандидат физико-математических наук, ст. н. с. Кузнецова Тамара Васильевна

Ведущая организация: Главная астрономическая обсерватория

(Пулково)

Защита состоится " " 2003 года в часов на

заседании диссертационного совета Д.212.232.35 по защитам диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-математических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская набережная, 7/9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУ. Автореферат разослан" " 2003 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, к. ф.- м. н.

С. А. Зайцева

2.®оз-Д

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвящена экспериментальному изучению структуры высокоскоростных спорадических потоков в солнечном ветре и вызванных ими эффектов в магнитосфере Земли. Кроме того, исследуется природа солнечных источников высокоскоростных потоков механизм их ускорения в атмосфере Солнца и эволюция последних в межпланетном пространстве на пути от Солнца до орбиты Земли.

Актуальность темы. В результате быстрого развития космической техники не только поверхность Земли, но и вся толща атмосферы, магнитосфера и межпланетное пространство становятся ареной непосредственной технической деятельности и обитания человека. Действительно, в настоящее время сотни спутников научного и технического назначения, движутся в окрестностях Земли, работают пилотируемые космические станции, планируются экспедиции к другим планетам солнечной системы. При этом выяснилось, что как ближний космос, так и межпланетное пространство заполнено чрезвычайно активной средой — плазмой солнечного происхождения. И как в прошлые века мореплавателей интересовало состояние морской поверхности, направление и скорость ветра, температура воздуха, интенсивность облачности и осадков, то есть погода, так и в наше время авторов спутниковых проектов, космонавтов и астронавтов интересует состояние среды, в которой движутся эти космические аппараты, то есть космическая погода. При этом наибольший интерес, естественно, вызывают экстремальные события, связанные с прохождением высокоскоростных потоков и связанных с ними межпланетных ударных волн. Солнечный ветер зарождается в верхних слоях атмосферы Солнца. В связи с этим можно полагать, что основные параметры солнечного ветра, в том числе и в высокоскоростных потоках, определяются определенными процессами в атмосфере Солнца. К сожалению, связь между параметрами потока на орбите Земли и физическими явлениями в хромосфере и в короне Солнца оказывается чрезвычайно сложной и, кроме того, меняется от уровня солнечной активности. В частности, до сих пор остается неясной природа солнечных источников спорадических высокоскоростных потоков в солнечном ветре. Соответственно, оказывается невозможным предсказание ни параметров этих потоков, ни времени их появления в окрестности Земли.

Таким образом, локализация источников спорадических высокоскоростных потоков и выяснение их природы является одной из основных задач солнечно-земной физики.

Кроме того( следует иметь в виду, что параметры потока в окрестностях Земли (или космического аппарата) определяются не только особенностями его формирования в хромосфере или короне Солнца, но и условиями его распространения от Солнца до Земли и процессами его взаимодействия с фоновым солнечным ветром. Соответственно, исследование эволюции высокоскоростных потоков на их пути от Солнца до Земли также является одной из фундаментальных задач физики солнечного ветра и межпланетных ударных волн.

Все выше сказанное и определяет актуальность рассматриваемых в диссертации проблем.

Целью диссертационной работы является:

1. Установить природу солнечных источников, формирующих спорадические высокоскоростные потоки в солнечном ветре.

2. Исследовать динамику этих потоков по мере их распространения от Солнца до Земли.

3. Исследовать геоэффективность этих потоков в зависимости от положения их источников на Солнце, взаимной ориентации магнитных полей на Солнце, а также в сжатом солнечном ветре и в теле потока.

Научная новизна

1. Разработан метод "меченных потоков",позволяющий локализовать источники высокоскоростных потоков на Солнце.

Метод основан на связи ориентации магнитного поля в теле потока с крупномасштабным магнитным полем на Солнце.

2. Впервые обнаружено, что скорость распространения вспышеч-ного потока определяется не только его начальной скоростью в короне Солнца, но и взаимной ориентацией магнитных полей в теле потока и в области сжатого солнечного ветра.

3. Впервые установлена связь параметров и структуры высокоскоростных спорадических потоков в солнечном ветре с конфигурацией крупномасштабных магнитных полей в соответствующих активных областях.

4. Отчетливая связь геоэффективности вспышечного потока со структурой крупномасштабных магнитных полей на Солнце в области вспышки и к западу от нее получены впервые.

5. Предложенная модель вспышечного потока, в значительной степени уточняет существующие представления о его структуре и связи его параметров с явлениями на Солнце.

Научная и практическая ценность

На основании проведенного в диссертации анализа характеристик спорадических высокоскоростных потоков сделан вывод о том, что основным источником этих потоков являются хромосферные вспышки на Солнце. При этом корональные выбросы масс, также безусловно связанные с этими потоками, являются, по сути дела, следствием прохождения через корону потока плазмы, ускоренного в области вспышки. Этот результат позволяет предположить единую модель высокоскоростного потока от момента его генерации в хромосфере и прохождения через корону Солнца, его эволюции в межпланетном пространстве и его взаимодействие с магнитосферой Земли.

Расчет параметров переходной области и предсказание состояния магнитосферы невозможны без знания параметров солнечного ветра перед фронтом отошедшей ударной волны, что требует развития методики прогнозирования "космической погоды" в окрестностях Земли. Обнаруженные закономерности позволяют прогнозировать параметры возмущенного солнечного ветра в окрестностях Земли, являющиеся входными параметрами при построении численной модели переходной области.

Результаты проведенных исследований могут быть использованы при разработке методики краткосрочного (с заблаговременностью 1,5-2 суток) прогнозирования состояния магнитосферы и геомагнитных возмущений и обусловленных ими изменений параметров среды, жизнедеятельности и здоровья человека.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследований, согласно которым основным источником спорадических высокоскоростных потоков в солнечном ветре являются солнечные вспышки.

2. Эмпирическая модель вспышечного потока и ее зависимость от положения источника на диске Солнца и от взаимной ориентации крупномасштабных магнитных полей на Солнце в области вспышки и к западу от нее.

3. Результаты исследований, устанавливающих связь между геоэффективностью вспышечных потоков, положением вспышки на диске Солнца и структурой крупномасштабных магнитных полей на Солнце.

Личный вклад автора. Автор принимал участие в постановке задачи, разработке модели, отборе экспериментального материала, его обработке, выполнении расчетов и интерпретации результатов. Результаты, изложенные в диссертации, получены автором самостоятельно или на равных правах с соавторами.

Апробация работы. Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на Международных конференциях XVIII Ассамблее IAGA (Гамбург, Германия, 15-27 августа 1983), "Problème of Geocosmos" (Санкт-Петербург, Россия, 29 июня — 3 июля 1998), XXIV Ассамблее EGS (Гаага, Нидерланды, 1999), XXII Ассамблее IAGA (Бирмингем, Великобритания, 18-30 июля 1999), XXV Ассамблее EGS (Ницца, Франция, 25-29 апреля 2000), "Problems of Geocosmos" (Санкт-Петербург, Россия, 22-26 мая 2000), 33rd Ассамблее COSPAR (Варшава, Польша, 16-23 июля 2000), XXVI Ассамблее EGS (Ницца, Франция, 25-30 марта 2001), XXIII Ассамблее IAGA (Ханой, Вьетнам, 19-31 августа 2001), Всероссийская конференция по физике солнечно-земных связей (Иркутск, 24-28 сентября 2001), XXVII Ассамблее EGS (Ницца, Франция, 21-26 апреля 2002), "Problems of Geocosmos" (Санкт-Петербург, Россия, 3-7июня 2002), XXVIII Ассамблее EGS (Ницца. Франция, 6-11 апреля 2003), а также на семинарах кафедры физики Земли НИИ Физики СПбГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликованы девять статей в научных рецензируемых журналах и три статьи в сборниках трудов научных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 126 наименований, содержит 200 страниц машинописного текста, включая 48 рисунков и 11 таблиц.

Содержание работы. Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цель работы, описана научная новизна полученных результатов, научная и практическая ценность, основные положения, выносимые на защиту, кратко изложено содержание работы.

В первой главе представлен обзор литературы по солнечному ветру и приводятся современные представления о морфологии и механизме генерации солнечного ветра, рассмотрены общие и наиболее исследованные характеристики этого процесса.

В параграфе 1.1 подробно рассмотрена модель солнечного ветра Parker [1] и выделяются основные направления ее развития. Обсуждается нагрев и ускорение солнечного ветра с учетом энергии магнито-гидродинамических волн. Рассмотрены двух- и трех- жидкостные модели солнечного ветра.

В параграфе 1.2 рассмотрены особенности высокоскоростных потоков в солнечном ветре и их возможные источники на Солнце. К настоящему времени установлено, что в солнечном ветре существуют, по меньшей мере, два вида высокоскоростных потоков: квазистационарные (реккурентные) и спорадические потоки. Источники этих потоков существенно отличаются друг от друга и чаще всего исследуются независимо. Что касается рекуррентных потоков, то, согласно современным представлениям, они генерируются в области корональных дыр, физические характеристики которых обсуждаются в п.1.2.1. В то же время до сих пор нет единой точки зрения на проблему формирования и эволюцию спорадических высокоскоростных потоков. Обзор различных гипотез относительно механизма и области их образования дается в п.1.2.2. В частности, подробно обсуждается соотношение между межпланетными ударными волнами, солнечными вспышками и корональными выбросами масс. Сделан вывод о том, что вспышки и корональные выбросы масс тесно связаны. Высокоскоростные корональные выбросы масс движущиеся в межпланетном пространстве являются продолжением солнечной вспышки.

Параграф 1.3. посвящен межпланетным ударным волнам. В п.1.3.1 рассматриваются ударные волны, которые обычно наблюдаются вблизи ведущего края возмущения солнечного ветра, которое включает изменение газодинамических параметров плазмы: повышение скорости течения, протонной температуры, напряженности магнитного поля и плотности плазмы. Для решения задачи о скачке параметров на ударной волне используются соотношения Рэнкина-Гюгонио. Кроме того в п.1.3.2 описана общая структура течения плазмы за ударным фронтом, основанная на качественной картине явления. В п.1.3.3 обсуждается численная модель Hundhausen [2] распространяющихся межпланетных ударных волн в солнечном ветре, которая затем используется для классификации и интерпретации результатов наблюдений. Этот вопрос рассматривается в рамках общей проблемы энергетики коронального расширения и с учетом физических процессов, протекающих в солнечной вспышке.

Рассматриваются два класса ударных волн, которые могут формироваться на фронтах высокоскоростных плазменных потоков. Поршневая волна, которая соответствует эмпирическому R-событию

и взрывная волна ~ эмпирическому Р-событию. В п. 1.'3.4. рассмотре-на-структура вспышечного потока в моделях НипсИлаиэеп [2] и Иванова [3]: •'•->.•. • >. ■ <

В параграфе 1.4-пойрйбно описываются солнечные йспышки, их классификация и основные свойства.

• Параграф 1.5.' посвящен механизму генерации солнечных вспышек. В качестве одного из них рассмотрена в п. 1.5.1. предложенная Старроком' качественная модель вспышки, базирующаяся на идеях Петчека [4]. В п.1.5.2 дано определение магнитного пересоединения как процесса топологической перестройки магнитного поля, сопровождаемой выделением магнитной энергии. Математически проблема магнитного пересоединения была сформулирована и решена для частного случая стационарного потока несжимаемой жидкости Петчеком [4]. Рассмотрена модель Семенова 1985г. [5] нестационарного пересоединения в двухмерном случае в несжимаемой плазме. Вводится система идеальной МГД, на основе которой строится решение задачи пересоединения. В конце этого параграфа рассмотрены особенности энерговыделения на МГД-волнах. В п. 1.5.3 анализируется модель солнечной вспышки по экспериментальным данным. Детальный анализ структуры активной области в хромосфере и ее эволюции в ходе вспышки детально исследовались по данным (на борту спутника УоМкоИ) рентгеновского излучения в области лимбовых вспышек [6]. Приводятся результаты выполненного в этой работе анализа, убедительно иллюстрирующие образование магнитной Х-линии, генерацию расходящихся из окрестностей Х-линии потоков ускоренной (до 1000 км/с) и горячей плазмы, формирование семейства МГД-фронтов, отождествляемых автором с медленными ударными волнами. Все перечисленные особенности структуры вспышечной области являются, согласно Тэиг^а [6], убедительным подтверждением магнитной модели вспышки.

Во второй главе рассматриваются экспериментальные данные, свидетельствующие о вспышечной природе солнечных источников высокоскоростных спорадических потоков в солнечном ветре и связанных с ними межпланетных ударных волн.

В параграфе 2.1 приведены экспериментальные данные.

В параграфе 2.2 исследуются магнитное поле в теле потока и на Солнце в области вспышки. В этом исследовании в качестве параметра, характеризующего рассматриваемый высокоскоростной поток (метод "меченных потоков"), используется магнитное поле, вмороженное в этот поток, а затем анализируется связь между этим полем и магнитным полем на Солнце в области вспышки. В результате экспериментально установлен факт тесной взаимосвязи ориентации

магнитных полей в теле потока с ориентацией магнитных полей на Солнце в области вспышки (коэффициент корреляции г=0.79). Таким образом показано, что высокоскоростные потоки и связанные с ними межпланетные ударные волны действительно генерируются в области вспышки, и магнитное поле, которое они несут, в сущности, есть продолжение магнитного поля соответствующих активных областей на Солнце. Это еще раз подтверждает предположение о том, что высокоскоростные потоки генерируются некоторыми процессами, развивающимися в активных областях на Солнце в ходе солнечных вспышек.

В параграфе 2.4 исследуется время пробега ударной волны и тела потока вспышечного выброса от Солнца до Земли в зависимости от положения вспышки на диске Солнца. Подтверждено влияние положения вспышки на диске Солнца на указанное время пробега. Получено, что скорость движения вспышечного потока максимальна для потоков, эжектированных вспышками, расположенными на долготах 1= 40°- 60° \ЛЛ Поток наблюдался в широком диапазоне гелиодол-гот X от -60° до +60°. Во вспышечном потоке отчетливо выделяются как область сжатого солнечного ветра, так и тело потока.

В параграфе 2.4 рассматривается влияние положения вспышки на диске Солнца на структуру потоков вблизи Земли. При этом принимается во внимание, что если источником высокоскоростного потока является вспышка, то в соответствии с моделью БргеКег [7], структура вспышечного потока в окрестности Земли должна зависеть от положения вспышки на диске Солнца. В связи с этим исследуется поведение магнитного поля и термодинамических параметров вспы-шечной плазмы в зависимости от положения вспышки на диске Солнца. Показано, что структура вспышечного потока зависит от положения источника на диске Солнца:

a) если соответствующая вспышка расположена вблизи центрального меридиана, то на фронте ударной волны наблюдается скачок магнитного поля и всех термодинамических параметров плазмы; если вспышка расположена западнее (Ш >20°) или восточнее (Ш>20°) центрального меридиана, то поведение параметров плазмы и магнитного поля оказывается существенно иным. Причем, в потоках, связанных с восточными вспышками, интенсивность магнитного поля и значения термодинамических параметров в области сжатого солнечного ветра оказываются значительно больше, чем в потоках от западных вспышек.

b) Наблюдаемая зависимость структуры высокоскоростных потоков от положения предшествующих им вспышек на диске Солнца согласуется с моделью БргеКег [7], что является еще одним

свидетельством в пользу предположения о том, что источником

этих потоков являются солнечные вспышки. Предложена модель вспышечного потока, основанная на экспериментальных данных.

В параграфе 2.5 описывается методика расчета компонент крупномасштабного фотосферного магнитного поля на Солнце в области вспышки. Расчет компонент магнитного поля на Солнце, как и в работах [8,9], производился по магнитным картам Солнца по методике, в основу которой положен метод замыкания магнитных потоков.

В третьей главе анализируется влияние взаимной ориентации магнитных полей в сжатом солнечном ветре и в теле потока, а также влияние взаимной ориентации магнитных полей на Солнце в области вспышки и в районе к западу от нее на скорость распространения и структуру вспышечных потоков.

В параграфе 3.1 исследовано влияние взаимной ориентации магнитных полей в сжатом солнечном ветре и в теле потока на характеристики вспышечного выброса, в частности время его пробега от Солнца до Земли. Рассмотрено совокупное влияние положения вспышки на диске Солнца и угла Д6 (где Дб-угол между векторами магнитного поля в сжатом солнечном ветре и в теле потока) на время пробега вспышечного потока. Показано, что время пробега и крупномасштабная конфигурация потока зависят не только от положения вспышки на диске Солнца, но и от взаимной ориентации магнитных полей в сжатом солнечном ветре и в теле потока. Так, потоки с 1А91> 120° как от восточных вспышек, так и от западных распространяются быстрее, чем потоки с 1А91<60°. Это, по-видимому, связано с тем что: а) в случае малых углов (1А91<60°) скорость ударной волны и тела потока быстро приближается к скорости фонового солнечного ветра и на орбите Земли мало отличается от последней; б) в случае больших углов (1А91>120°) скорость ударной волны и тела потока выше скорости окружающего его солнечного ветра и остается достаточно высокой и на орбите Земли и за ее пределами. Получено, что гелиодол-готная асимметрия в распространении от Солнца вспышечных потоков зависит не только от положения вспышки на диске Солнца, но и от взаимной ориентации магнитных полей в солнечном ветре: в случае больших углов 1Д61 область максимальных скоростей потока ближе к центральному меридиану; - в случае малых углов 1Д01 эта область смещается к западу. Как в случае больших углов, так и малых, во вспышечном потоке отчетливо выделяются область сжатого солнечного ветра и тело потока. Кроме того было получено, что на орбите Земли ширина области сжатого солнечного ветра у потоков с 1Д01 > 120° от вспышек, расположенных в восточной части солнечного диска

меньше, чем у таких же, но с 1Д91 <60°; у потоков от вспышек, расположенных в западной части диска, ширина области сжатого солнечного ветра с углом А0 практически не меняется.

В параграфе 3.2 исследованы некоторые динамические характеристики распространения высокоскоростных потоков в солнечном ветре: определено характерное расстояние торможения вспышечного потока, оценена начальная скорость вспышечного выброса плазмы и проведено исследование их зависимости от взаимной конфигурации магнитных полей в солнечном ветре и параметров вспышки. Получено, что характерное расстояние торможения I вспышечного потока зависит от взаимной ориентации магнитных полей в сжатом солнечном ветре и в теле потока (1Д01): чем больше угол Д9, тем больше величина Обсуждается наблюдаемая связь характерного расстояния торможения 1_ от взаимной ориентации магнитных полей в теле вспышечного потока и в сжатом солнечном ветре (Д9). Начальная скорость (\/о) вспышечного выброса составляет примерно (1000-2000) км/с и соответствует альвеновской скорости в нижней короне, что подтверждает модель солнечной вспышки, основанную на гипотезе о магнитном пересоединении. Величина \/о по-видимому, не зависит от взаимной ориентации межпланетных магнитных полей (угла Д9). В параграфе 3.3 исследуется структура и поведение газодинамических параметров солнечной плазмы и магнитного поля вспышечного потока в зависимости от взаимной ориентации магнитных полей в теле потока и в сжатом солнечном ветре за фронтом отошедшей ударной волны. Результаты проведенного исследования позволяют сделать вывод, что структура вспышечного потока на орбите Земли определяется не только длительностью вспышки на Солнце (НипсШаи-эеп [2]), но и взаимной ориентацией магнитных полей в теле потока и в области сжатого солнечного ветра: а) в случае больших углов (Д9>120°), вспышечный поток на орбите Земли характеризуется отчетливым скачком всех параметров плазмы независимо от длительности вспышки (при Д1 в диапазоне от 30 минут до 2,5 часов), б) в случае малых углов (Д9<60°) структура вспышечных потоков в значительной степени определяется длительностью вспышки: при Д(:=3 часов, вариации параметров плазмы в области сжатого солнечного ветра соответствует взрывной волне по классификации Нипс^аивеп [2]; при Д1=16 минут, структура потока не наблюдается в окрестности Земли.

В параграфе 3.4 проведено исследование влияния взаимной ориентации магнитных полей на Солнце в области вспышки и в районе к западу от нее на поведение параметров вспышечной плазмы за фронтом ударной волны. Показано, что взаимная ориентация маг-

нитных полей в теле вспышечного потока и в сжатом солнечном ветре связана с взаимной ориентацией магнитного поля на Солнце в области вспышки и в области к западу от нее. Кроме того, получено, что взаимная ориентация магнитных полей на Солнце в области вспышки влияет на поведение параметров вспышечной плазмы за ударным фронтом и является одним из существенных факторов, влияющих на формирование структуры вспышечного потока. Показано, что конфигурация и структура вспышечного потока за ударным фронтом на орбите Земли связаны с взаимной ориентацией магнитных полей на Солнце в области вспышки и в примыкающих к ней областей хромосферы и нижней короны. Так, в случае больших углов (1Д9С1>120°), вспышечный поток на орбите Земли соответствует И-событию, и в нем уверенно определяется область сжатого ветра и тела потока; в случае малых углов (1Л8С1<60°) структура вспышечных потоков соответствует Р-событию; при этом область сжатого ветра и тела потока выделяются менее четко. Таким образом, структура магнитного поля во вспышечных потоках, характеризующихся различной величиной угла Д9С в целом подтверждает предположение о существенной роли конфигурации крупномасштабных магнитных полей в области вспышки.

В четвертой главе исследуется геоэффективность высокоскоростных потоков в солнечном ветре.

В параграфе 4.1. рассматривается влияние положения вспышки на диске Солнца на геоэффективность потоков вблизи Земли. В связи с этим исследуется характер изменения индексов геомагнитной активности для различных типов вспышечных потоков: центральных, восточных и западных. Показано, что геоэффективными являются не только потоки, связанные с центральными вспышками, но и с восточными.

В параграфе 4.2 исследуются магнитосферные возмущения, обусловленные вспышечными потоками, в зависимости от взаимной конфигурации магнитных полей как в солнечном ветре, так и непосредственно на Солнце в области вспышки и в районе к западу от нее. Приводятся данные, свидетельствующие о влиянии взаимной ориентации фонового магнитного поля Солнца и поля в активной области на геоэффективность вспышечного потока. Рассматриваются связи между интенсивностью геомагнитных возмущений в различных областях вспышечного потока и величиной углов 1Д91 и 1А01. Показано, что интенсивность геомагнитных возмущений возрастает с увеличением угла 1Д01 между векторами магнитного поля в области сжатого солнечного ветра и в теле потока, или, что существенно в целях прогноза геоэффективности потоков, с увеличением угла 1Д0С1 между

векторами магнитного поля в области вспышки и к западу от нее. Делается вывод, что:

1. геоэффективность области сжатого солнечного ветра во вспышеч-■ ном потоке достаточно уверенно может быть предсказана по конфигурации магнитных полей на Солнце в области вспышки и к западу от нее, определяющей скорость распространения потока от Солнца до орбиты Земли и, тем самым, степень усиления интенсивности магнитного поля солнечного ветра на фронте ударной волны. Так, вспышечные потоки с 1Д0С1>12О° вызывают более зна-

. чительные геомагнитные возмущения по сравнению с потоками, у

которых 1Д9С1<60°.

2. Геоэффективность тела вспышечного потока можно достаточно уверенно прогнозировать (с опережением около 2 суток) по величине и ориентации магнитного поля в области вспышки.

3. Максимальных значений интенсивность геомагнитных возмущений достигает в том случае, когда при относительно большом угле

|дес|,

магнитное поле в области к западу от вспышки имеет значительную южную компоненту. Таким образом, геоэффективность вспышечных потоков и их структурных образований действительно зависит от взаимной ориентации магнитных полей как в солнечном ветре, так и непосредственно, на Солнце в области вспышки.

В параграфе 4.3. исследуется совокупное влияние положения вспышки на диске Солнца и взаимной ориентации магнитных полей в солнечном ветре на геомагнитную обстановку на поверхности Земли. Показано, что интенсивность геомагнитных возмущений связана не только с положением вспышки на диске Солнца, но и с взаимной ориентацией магнитных полей в сжатом солнечном ветре и в теле потока: а) при малых углах (1Д91<60°) значительная геомагнитная активность наблюдается в центральных и восточных потоках; причем наи-

♦ большая активность проявляется в области сжатого солнечного ветра в восточных потоках; б) при больших углах (1Д01>6О°) геомагнитная активность максимальна в центральных и восточных потоках, причем

* в последних наибольшие возмущения наблюдаются вблизи границы области сжатого ветра и тела потока. Кроме того, показано, что с увеличением угла Д0 наблюдается рост интенсивности геомагнитных возмущений в западных потоках, причем наибольшие возмущения наблюдаются в области тела потока.

В Заключении сформулированы основные результаты диссертации.

1. Методом 'меченных потоков' показано, что одним из основных солнечных источников высокоскоростных потоков и связанных с ними "быстрых" корональных выбросов масс и межпланетных ударных волн являются солнечные вспышки.

2. Экспериментально установлен факт тесной взаимосвязи взаимной ориентации магнитных полей в сжатом солнечном ветре и в теле потока с взаимной ориентации магнитных полей на Солнце в области вспышки и в районе к западу от нее.

3. Показано, что структура вспышечных потоков является резко асимметричной относительно оси потока: западный (в гелиоцентрических координатах) фланг потоков характеризуется значительно большим сжатием плазмы и магнитного поля, чем восточный. Указанная асимметрия может быть объяснена в рамках модели Спрайтера для переходной области магнитосферы.

4. Разработана эмпирическая модель вспышечного потока, позволяющая проводить диагностику и краткосрочный прогноз межпланетных и геомагнитных возмущений, вызываемых солнечными вспышками.

5. Показано влияние взаимной ориентации магнитных полей в сжатом солнечном ветре и в теле потока на скорость вспышечных потоков на орбите Земли, время их пробега от Солнца до орбиты Земли и длину "свободного пробега" этих потоков в солнечном ветре.

6. Показано, что на формирование структуры вспышечного потока и магнитного поля, вмороженного в плазму этих потоков влияет взаимная ориентация магнитных полей на Солнце в области вспышки и в примыкающих к ней областей хромосферы и нижней короны; в дальнейшем идет модификация межпланетной ударной волны от вспышки при ее распространении через корону и межпланетное пространство вплоть до орбиты Земли.

7. Показано, что геоэффективность вспышечного потока определяется структурой крупномасштабных магнитных полей на Солнце и зависит от положения соответствующей вспышки на диске Солнца. Наиболее эффективными являются потоки от центральных и восточных вспышек.

Результаты, составившие основу представляемой диссертации, изложены в работах:

1. Пудовкин М.И., Зайцева С.А., Пученкина С.П. (Богданова С.П.) Влияние взаимной ориентации фонового магнитного поля Солнца и поля в области вспышки на скорость распространения вспышечного потока. // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.24, N 1 — 1984 —С. 6-10.

2. Pudovkin M.I., Zaitseva S.A., Puchenkiria S.P. (Bogdanova S.P.) Dependence of the fare stream velocity on the magnetic field orientation II Solar Phys. — v.95. — 1985. — P.371-380.

3. Пудовкин М.И., Зайцева C.A., Богданова С.П. Некоторые характеристики распространения вспышечных потоков в солнечном ветре // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.35, №2. — 1995. — С.72-77.

4. Pudovkin M.I., Bogdanova S.P., Zaitseva S.A. Solar sources of highvelocity stream in the solar wind // Problems of Geospace 2, Proceedings of the 2nd International Workshop held at St. Petersburg, Russia June 29 — July 3, 1998 / Ed. by Semenov V.S., Biernat H.K., Kubyshkina M.V., Farrugia C.J. and Muhlbachler S. — Verlag der Osterreichischen Akademie der Wissenschaften, 1999. — P.71-76.

5. Богданова С.П., Пудовкин М.И. Параметры вспышечных потоков в зависимости от взаимной ориентации магнитных попей в солнечном ветре и в теле потока // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.41, №2. —2001. —С. 157-164.

6. Богданова С.П. Влияние конфигурации магнитных полей на Солнце в области вспышки на структуру вспышечного потока // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.41, №5. — 2001. — С. 579-583.

7. Богданова С.П., Пудовкин М.И. Геоэффективность вспышечных потоков в зависимости от конфигурации магнитных полей на Солнце и в солнечном ветре // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.41, №6. — 2001. — С.753-760.

8. Богданова С.П., Пудовкин М.И. Вариации параметров солнечного ветра (B(t), T(t), n(t), V(t)) в потоках, связанных со вспышками в восточном и западном полушариях Солнца // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.42, №1. — 2002. — С.3-6.

9. Bogdanova S.P., Pudovkin M.I. Location of the Flare of the Sun and Geoefficiency of the Flare Streams // Proceedings of the 4th International Conference on Problems of Geocosmos at St. Petersburg State University. — 2002. — P. 3-7.

10. Pudovkin M.I., Bogdanova S.P. Time of the Propagation of Flare Streams from the Sun to the Earth's Orbit. II Proceedings of the 4th

International Conference on Problems of Geocosmos at St. Petersburg State University, 2002. — P. 25-29.

11. Пудовкин М.И., Богданова С.П. Положение вспышки на диске Солнца и геоэффективность вспышечных потоков // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.42, №5. — 2002. — С.579-585.

12. Пудовкин М.И., Богданова С.П. Время пробега вспышечного потока от Солнца до орбиты Земли // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.42, №6. — 2002. — С.723-726.

Список цитированной литературы

[1] Parker E.N. Interplanetary Dynamical Processes — New York, Interscience, 1963.

[2] Hundhausen A.J. Coronal Expansion and Solar Wind. — SpringerVerlag. Heidelberg. New York. 1972. — P.329.

[3] Иванов К.Г. Уточнения феноменологической модели межпланетного вспышечного потока: медленная волна и пограничный слой // Геомагнетизм и аэрономия. Т.24, №1. — 1984. — С.22-25.

[4] Petschek Н.Е. Magnetic field annihilation // AAS-NASA Symposium on Physics of Solar Flares. Washington. NASA. Pub., SP-50. — 1964. — P.425-439.

[5] Pudovkin M.I., Semenov V.S. Magnetic field reconnection theory and the solar wind- magnetosphere interaction // Space Sci. Rev. — v.41, №1.-1985. —P.1-89.

[6] Tsuneta, S., Moving plasmoid and formation of the neutral sheet in a solar flare // Astrophysical J. — v.483. — 1997. — P.507-514.

[7] Spreiter J.R., Stahara S.S. Magnetohydrodynamic and gasdynamic theories for planetary bow waves // Geophysical Monograph 35, Colli-sionless Shocks in the Heliosphere: Reviews of Current Research / Eds. Tsurutani Т., and Stone R.G. — Washington, D.C., 1985. — P.85-107.

[8] Pudovkin M.I., Chertkov A.D. Magnetic field of the solar wind // Solar Phys. — v.50. — 1976. — P.213-229.

[9] Пудовкин М.И., Понявин Д.И. Пространственно-временные соотношения магнитных полей на Солнце с ММП, солнечным ветром и магнитной активностью в мае — июле 1979г. // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.25, №3. — 1985. — С.488-489.

ЛР№ 040815 от 22.05.97.

Подписано к печати 09.09.2003 г. Формат бумаги 60X84 1/16. Бумага офсетная. Печать ритографическая. Объем 1 усл. пл. Тираж 100 экз. Заказ 3000. Отпечатано в отделе оперативной полиграфии НИИХ СПбГУ с орш инал-макета заказчика. 198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр , 26.

» 14545

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Фоновый солнечный ветер.

1.2. Высокоскоростной солнечный ветер.

1.2.1 Квазистационарные потки.

1.2.2 Спорадические высокоскоростные потоки.

1.3. Межпланетные ударные волны.

1.3.1 Межпланетные ударные волны, обнаруженные по наблюдениям плазмы.

1.3.2 Экспериментальные исследования плазмы и магнитного поля за фронтом ударной волны.

1.3.3 Теоретические модели межпланетных ударных волн.

1.3.4 Структура вспышечного потока.

1.4. Солнечные вспышки.

1.5. Механизм генерации вспышки.

1.5.1 Модель солнечной вспышки.

1.5.2 Магнитное пересоединение.

1.5.3 Модель солнечной вспышки по экспериментальным данным.

Выводы к главе 1.

Глава 2. Характеристики высокоскоростных потоков в зависимости от особенностей магнитного поля в области вспышки и от положения вспышки на диске Солнца.

2.1. Экспериментальные данные.

2.2. Магнитное поле в теле потока и на Солнце в области вспышки.

2.3. Время пробега ударной волны и тела потока в зависимости от положения вспышки на диске Солнца.

2.4. Структура вспышечного потока в зависимости от положения источника на диске.

2.4.1. Модель Спрайтера.

2.4.2. Модель переходной области вспышечного потока.

2.4.3. Профили B(t), T(t), n(t),V(t) в потоках, связанных со вспышками в восточном и западном полушариях Солнца.

2.5. Методика расчета крупномасштабных фотосферных магнитных полей на Солнце в области вспышки.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Эволюция высокоскоростных потоков на пути от Солнца до Земли.

3.1. Время пробега ударной волны и тела потока в зависимости от конфигурации магнитных полей в солнечном ветре.

3.2. Характерное расстояние затухания L и начальная скорость Уо вспышечного потока в зависимости от длительности и от взаимной ориентации магнитных полей в теле потока и в сжатом солнечном ветре.

3.3. Параметры вспышечных потоков в зависимости от ориентации магнитных полей в теле потока и в сжатом солнечном ветре.

3.4. Параметры вспышечных потоков в зависимости от ориентации магнитных полей в области вспышки.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Геоэффективность высокоскоростных потоков

4.1. Положение вспышки на диске Солнца и геоэффективность вспышечных потоков.

4.2. Геоэффективность вспышечных потоков в зависимости от конфигурации магнитных полей в солнечном ветре и на Солнце в области вспышки.

4.3. Влияние положения вспышки на диске Солнца и взаимной ориентации магнитных полей в солнечном ветре на развитие геомагнитных возмущений.

Выводы к главе 4.

Диссертация посвящена экспериментальному изучению структуры высокоскоростных спорадических потоков в солнечном ветре и вызванных ими эффектов в магнитосфере Земли. Кроме того, исследуется природа солнечных источников высокоскоростных потоков механизм их ускорения в атмосфере Солнца и эволюция последних в межпланетном пространстве на пути от Солнца до орбиты Земли.

Актуальность темы. В результате быстрого развития космической техники не только поверхность Земли, но и вся толща атмосферы, магнитосфера и межпланетное пространство становятся ареной непосредственной технической деятельности и обитания человека. Действительно, в настоящее время сотни спутников научного и технического назначения, движутся в окрестностях Земли, работают пилотируемые космические станции, планируются экспедиции к другим планетам солнечной системы. При этом выяснилось, что как ближний космос, так и межпланетное пространство заполнено чрезвычайно активной средой — плазмой солнечного происхождения. И как в прошлые века мореплавателей интересовало состояние морской поверхности, направление и скорость ветра, температура воздуха, интенсивность облачности и осадков, то есть погода, так и в наше время авторов спутниковых проектов, космонавтов и астронавтов интересует состояние среды, в которой движутся эти космические аппараты, то есть космическая погода. При этом наибольший интерес, естественно, вызывают экстремальные события, связанные с прохождением высокоскоростных потоков и связанных с ними межпланетных ударных волн. Солнечный ветер зарождается в верхних слоях атмосферы Солнца. В связи с этим можно полагать, что основные параметры солнечного ветра, в том числе и в высокоскоростных потоках, определяются определенными процессами в атмосфере Солнца. К сожалению, связь между параметрами потока на орбите Земли и физическими явлениями в хромосфере и в короне Солнца оказывается чрезвычайно сложной и, кроме того, меняется от уровня солнечной активности. В частности, до сих пор остается неясной природа солнечных источников спорадических высокоскоростных потоков в солнечном ветре. Соответственно, оказывается невозможным предсказание ни параметров этих потоков, ни времени их появления в окрестности Земли.

Таким образом, локализация источников спорадических высокоскоростных потоков и выяснение их природы является одной из основных задач солнечно-земной физики.

Кроме того, следует иметь в виду, что параметры потока в окрестностях Земли (или космического аппарата) определяются не только особенностями его формирования в хромосфере или короне Солнца, но и условиями его распространения от Солнца до Земли и процессами его взаимодействия с фоновым солнечным ветром. Соответственно, исследование эволюции высокоскоростных потоков на их пути от Солнца до Земли также является одной из фундаментальных задач физики солнечного ветра и межпланетных ударных волн.

Все выше сказанное и определяет актуальность рассматриваемых в диссертации проблем.

Целью диссертационной работы является:

1. Установить природу солнечных источников, формирующих спорадические высокоскоростные потоки в солнечном ветре.

2. Исследовать динамику этих потоков по мере их распространения от Солнца до Земли.

3. Исследовать геоэффективность этих потоков в зависимости от положения их источников на Солнце, взаимной ориентации магнитных полей на Солнце, а также в сжатом солнечном ветре и в теле потока.

Научная новизна:

1. Разработан метод "меченных потоков",позволяющий локализовать источники высокоскоростных потоков на Солнце.

Метод основан на связи ориентации магнитного поля в теле потока с крупномасштабным магнитным полем на Солнце.

2. Впервые обнаружено, что скорость распространения вспышеч-ного потока определяется не только его начальной скоростью в короне Солнца, но и взаимной ориентацией магнитных полей в теле потока и в области сжатого солнечного ветра.

3. Впервые установлена связь параметров и структуры высокоскоростных спорадических потоков в солнечном ветре с конфигурацией крупномасштабных магнитных полей в соответствующих активных областях.

4. Отчетливая связь геоэффективности вспышечного потока со структурой крупномасштабных магнитных полей на Солнце в области вспышки и к западу от нее получены впервые.

5. Предложенная модель вспышечного потока, в значительной степени уточняет существующие представления о его структуре и связи его параметров с явлениями на Солнце.

Научная и практическая ценность. На основании проведенного в диссертации анализа характеристик спорадических высокоскоростных потоков сделан вывод о том, что основным источником этих потоков являются хромосферные вспышки на Солнце. При этом ко-рональные выбросы масс, также безусловно связанные с этими потоками, являются, по сути дела, следствием прохождения через корону потока плазмы, ускоренного в области вспышки. Этот результат позволяет предположить единую модель высокоскоростного потока от момента его генерации в хромосфере и прохождения через корону Солнца, его эволюции в межпланетном пространстве и его взаимодействие с магнитосферой Земли.

Расчет параметров переходной области и предсказание состояния магнитосферы невозможны без знания параметров солнечного ветра перед фронтом отошедшей ударной волны, что требует развития методики прогнозирования "космической погоды" в окрестностях Земли. Обнаруженные закономерности позволяют прогнозировать параметры возмущенного солнечного ветра в окрестностях Земли, являющиеся входными параметрами при построении численной модели переходной области.

Результаты проведенных исследований могут быть использованы при разработке методики краткосрочного (с заблаговременностью 1,5-2 суток) прогнозирования состояния магнитосферы и геомагнитных возмущений и обусловленных ими изменений параметров среды, жизнедеятельности и здоровья человека.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследований, согласно которым основным источником спорадических высокоскоростных потоков в солнечном ветре являются солнечные вспышки.

2. Эмпирическая модель вспышечного потока и ее зависимость от положения источника на диске Солнца и от взаимной ориентации крупномасштабных магнитных полей на Солнце в области вспышки и к западу от нее.

3. Результаты исследований, устанавливающих связь между геоэффективностью вспышечных потоков, положением вспышки на диске Солнца и структурой крупномасштабных магнитных полей на Солнце.

Личный вклад автора. Автор принимал участие в постановке задачи, разработке модели, отборе экспериментального материала, его обработке, выполнении расчетов и интерпретации результатов. Результаты, изложенные в диссертации, получены автором самостоятельно или на равных правах с соавторами.

Апробация работы. Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на Международных конференциях XVIII Ассамблее IAGA (Гамбург, Германия, 15-27 августа 1983), "Problems of Geocosmos" (Санкт-Петербург, Россия, 29 июня — 3 июля 1998), XXIV Ассамблее EGS (Гаага, Нидерланды, 1999), XXII Ассамблее IAGA (Бирмингем, Великобритания, 18-30 июля 1999), XXV Ассамблее EGS (Ницца, Франция, 25-29 апреля 2000), "Problems of Geocosmos" (Санкт-Петербург, Россия, 22-26 мая 2000), 33rd Ассамблее COSPAR (Варшава, Польша, 16-23 июля 2000), XXVI Ассамблее EGS

Ницца, Франция, 25-30 марта 2001), XXIII Ассамблее IAGA (Ханой, Вьетнам, 19-31 августа 2001), Всероссийская конференция по физике солнечно-земных связей (Иркутск, 24-28 сентября 2001), XXVII Ассамблее EGS (Ницца, Франция, 21-26 апреля 2002), "Problems of Geocosmos" (Санкт-Петербург, Россия, 3-7июня 2002), XXVIII Ассамблее EGS (Ницца, Франция, 6-11 апреля 2003), а также на семинарах кафедры физики Земли НИИ Физики СПбГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликованы девять статей в научных рецензируемых журналах и три статьи в сборниках трудов научных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 126 наименований, содержит 200 страниц машинописного текста, включая 48 рисунков и 11 таблиц.

Основные результаты, полученные в диссертации.

1. Методом 'меченных потоков' показано, что одним из основных солнечных источников высокоскоростных потоков и связанных с ними 'быстрых' корональных выбросов масс и межпланетных ударных волн являются солнечные вспышки.

2. Экспериментально установлен факт тесной взаимосвязи взаимной ориентации магнитных полей в сжатом солнечном ветре и в теле потока с взаимной ориентации магнитных полей на Солнце в области вспышки и в районе к западу от нее.

3. Показано, что структура вспышечных потоков является резко асимметричной относительно оси потока: западный (в гелиоцентрических координатах) фланг потоков характеризуется значительно большим сжатием плазмы и магнитного поля, чем восточный. Указанная асимметрия может быть объяснена в рамках модели Спрайтера для переходной области магнитосферы.

4. Разработана эмпирическая модель вспышечного потока, позволяющая проводить диагностику и краткосрочный прогноз межпланетных и геомагнитных возмущений, вызываемых солнечными вспышками.

5. Показано влияние взаимной ориентации магнитных полей в сжатом солнечном ветре и в теле потока на скорость вспышечных потоков на орбите Земли, время их пробега от Солнца до орбиты Земли и длину "свободного пробега" этих потоков в солнечном ветре.

6. Показано, что на формирование структуры вспышечного потока и магнитного поля, вмороженного в плазму этих потоков влияет взаимная ориентация магнитных полей на Солнце в области вспышки и в примыкающих к ней областей хромосферы и нижней короны; в дальнейшем идет модификация межпланетной ударной волны от вспышки при ее распространении через корону и межпланетное пространство вплоть до орбиты Земли.

7. Показано, что геоэффективность вспышечного потока определяется структурой крупномасштабных магнитных полей на Солнце и зависит от положения соответствующей вспышки на диске Солнца. Наиболее эффективными являются потоки от центральных и восточных вспышек.

Заключение

1. Алтынцев А.Т., Банин В.Г., Куклин Г.В., Томозов В.М. Солнечные вспышки. — М.: Наука, 1982. — 248 с.

2. Бирман Л., Люст Р., Взаимодействие солнечного ветра с кометами. В кн.: Солнечный ветер. М.: Мир, 1968. — С.393-410.

3. Богданова С.П. Влияние конфигурации магнитных полей на Солнце в области вспышки на структуру вспышечного потока // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.41, №5. — 2001. — С. 579-583.

4. Богданова С.П., Пудовкин М.И. Геоэффективность вспышечных потоков в зависимости от конфигурации магнитных полей на Солнце и в солнечном ветре // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.41, №6. — 2001. — С.753—760.

5. Богданова С.П., Пудовкин М.И. Вариации параметров солнечного ветра (B(t), T(t), n(t), V(t)) в потоках, связанных со вспышками в восточном и западном полушариях Солнца // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.42, №1. — 2002. — С.3-6.

6. Богданова С.П., Пудовкин М.И. Параметры вспышечных потоков в зависимости от взаимной ориентации магнитных полей в солнечном ветре и в теле потока // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.41, №2. — 2001. — С. 157-164.

7. Боровиков В. Выбросы. В кн.: STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере, 2-е издание, серия для профессионалов, СПб.: Питер, 2003. — С.222-226.

8. Брукс К., Карузерс Н. Применение статистических методов в метеорологии. — Л.: Гидрометеоиздат, 1963. — 416 с.

9. Власов В.И. Восточно-западная асимметрия распространяющихся от Солнца возмущений межпланетной плазмы. // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.27, №4. — 1987. — С.657-659.

10. Всехсвятский С.К., Пономарев Е.А., Никольский Г.М., Чередниченко В.И. О корпускулярном солнечном излучении. В кн.: Физика солнечных корпускулярных потоков и их воздействие на верхнюю атмосферу Земли. — М.: Мир, 1957. — С.51-58.

11. Галеев А. А. Основы физики плазмы: Т.2. — М.: Энергоатом-издат, 1984. — 331 с.

12. Евдокимова Л.В. Связь положения мощных вспышек с конфигурацией ударных фронтов и структурой ударных слоев // Межпланетная среда и магнитосферные явления. — М.: ИЗМИРАН, 1979. — С.3-15.

13. Зевакина P.A. Прогнозирование магнитосферных возмущений. В кн.: Прогнозирование ионосферных, магнитосферных возмущений и солнечной активности. — М.: Наука, 1987. — С.110-122.

14. Зирин Г. Солнечная атмосфера. — М.: Мир, 1969. — 504 с.

15. Иванов К.Г., Микерина Н.В., Евдокимова Л.В. Последовательность сильных разрывов в потоке межпланетной плазмы и геомагнитная буря // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.14, №4. — 1974. — С.569-572.

16. Иванов К.Г., Микерина Н.В., Евдокимова Л.В. Типичная последовательность сильных разрывов в головной части нестационарного потока межпланетной плазмы // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.14. — 1974. — С.777-783.

17. Иванов К.Г. Межпланетная среда и магнитосфера Земли. — М.: Наука, 1982.

18. Иванов К.Г. Уточнения феноменологической модели межпланетного вспышечного потока: медленная волна и пограничныйслой // Геомагнетизм и аэрономия. Т.24, №1. — 1984. — С.22-25.

19. Иванов К.Г., Ромашец Е.П., Харшиладзе А.Ф. Межпланетные и геомагнитные возмущения после солнечных оптических вспышек балла 1В // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.39, №6. — 1999. — С.3-13.

20. Иванов О.У., Зайцева С.А. Вариации геомагнитной активности при прохождении Землей высокоскоростного потока // Геомагнитные исследования. — №27. — 1980. — С.78-82.

21. Коваленко В.А. Солнечный ветер. — М.: Наука, 1983. —272 с.

22. Понявин, Д.И., Пудовкин М.И. Геоэффективность меридиональной компоненты крупномасштабного поля Солнца. — Геомагнетизм и аэрономия. — Т.22, №5. — 1982. — С.856-858.

23. Пудовкин М.И., Семенов B.C. Теория пересоединения и взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли. М.: Наука, 1985. —128 с.

24. Пудовкин М.И., Понявин Д.И. Пространственно-временные соотношения магнитных полей на Солнце с ММП, солнечным ветром и магнитной активностью в мае — июле 1979г. // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.25, №3. — 1985. — С.488-489.

25. Пудовкин М.И., Зайцева С.А., Олеференко И.П. Магнитное поле вспышечного потока // Изв. Акад. Наук СССР, Сер. физ. — Т.41. — 1977, — С.242-251.

26. Пудовкин М.И., Зайцева С.А., Пученкина С.П. Влияние взаимной ориентации фонового магнитного поля Солнца и поля в области вспышки на скорость распространения вспышечного потока. // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.24, N 1 — 1984 — С. 6-10.

27. Пудовкин М.И., Зайцева С.А., Богданова С.П. Некоторые характеристики распространения вспышечных потоков в солнечном ветре // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.35, №2. — 1995. — С.72—77.

28. Пудовкин М.И., Богданова С.П. Положение вспышки на диске Солнца и геоэффективность вспышечных потоков // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.42, №5. — 2002. — С.579-585.

29. Пудовкин М.И., Богданова С.П. Время пробега вспышечного потока от Солнца до орбиты Земли // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.42, №6. — 2002. — С.723-726.

30. Стеррок П.А. Магнитные модели солнечных вспышек. В кн.: Наблюдения и прогноз солнечной активности / Под ред. МакИнтоша П. и Драйера М. — М.: Мир, 1976. — С.144-157.

31. Смит Г., Смит Э. Солнечные вспышки. — М.: Мир, 1966. —427 с.

32. Чашей И.В., Шишов В.И. Формирование потоков энергии и массы солнечного ветра в модели с волновым источником // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.27. — 1987. — С.705-711.

33. Чашей И.В. Ускорение солнечного ветра альвеновскими волнами // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.29. — 1989. — С.718-724.

34. Шевнин А.Д., Литинский В.М. К оценке уровня геомагнитной возмущенности по параметрам межпланетной среды // Геомагнетизм и аэрономия. — Т.39, №5. — 1999. — С. 16-21.

35. Akhiezer A.I., Akhiezer I.A., Polovin R.V., Sitenko A.G., Stepa-nov K.N. Plasma electrodynamics, Linear theory, Oxford, Pergamon Press, Ltd, International Series of Monographs in Natural Philosophy. — v.1. — 1975. — P.428.

36. Alazraki G., Couturier O. Solar wind acceleration caused by the gradient of Alfven wave pressure // Astron. Astrophys. — v.13, №3. — 1971. — P. 380-389.

37. Alksne A.Y. The steady-state wave magnetic field in the transition region between the magnetosphere and the bow wave // Planet. Space Sci. — v. 15. — 1967. — P.239-245.

38. Barnes A. Large-amplitude hydromagnetic waves // J. Geophys. Res. — v.79. — 1974. — P.2302-2318.

39. Barnes A. On the nonexistence of plane-polarized large amplitude alfven waves // J. Geophys. Res. — v.81. — 1976. — P.281-282.

40. Barnes A., Hartle R.E., Bredekamp J.H. On the energy transport in stellar winds//Astrophys. J. — v.166. — 1971. — P.53-58.

41. Belcher J.W. Alfvenic wave pressures and the solar wind // Astrophys. J. — v.168. — №3. — 1971. — P.508-524.

42. Biermann L. Kometenschweife und solare Korpuskularstrahlung // Zeitschrift fur Astrophysik. — v.29. — 1951. — P.274-286.

43. Biernat H.K., Heyn M.F., Semenov V.S. Unsteady Petshek reconnection // J. Geophys. Res. — v.92. — №4. — 1987. — P.3392-3396.

44. Bogdanova S.P., Pudovkin M.I. Location of the Flare of the Sun and Geoefficiency of the Flare Streams // Proceedings of the 4th International Conference on Problems of Geocosmos at St. Petersburg State University. — 2002. — P. 3-7.

45. Bray R., Loughheag R. Sunspots. — The International Astrophysics Series. — LTD. London. — v.7. — 1964. (Перевод: Брей P., Jlo-ухед P. Солнечные пятна. — M.: Мир, 1967. — 384 с.)

46. Btichner J., Zeleny L.M. Reconnection ¡Instability in collisionless plasma // Reconnection in Space Plasma. — Proc. of an Int. workshop held in Potsdam, GDR, September, 5-9, 1988. / Edited by T.D.

47. Guyenne. — Paris: European Space Agency (ESA). — ESA-SP. — v.285, — 1989. — P.21.

48. Burlaga L.F., Ogilve K.W. Heating of the solar wind // Astrophys.J. — v.159, №2. — 1970. — P.659-670.

49. Burlaga L.F. Hydromagnetic waves and discontinuties in the solar wind // Space Sei. Rev. — v. 12. — 1971. — P.600-657.

50. Cane H.V. The evolution of interplanetary shocks // J. Geophys. Res. — v.90. — 1985. — P.191-197.

51. Couzens D.A., King J.H. Interplanetary Medium Data BookSupplement 3, 1977-1985, Rep. NSSDC/ WDC-A-R&S 86-04, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, 1986.

52. Dodson H.W., Hedeman E.R. Problems of differentiation of flares with respect to geophysical effects // Planet. Space Sei. — v.12. — 1964. — P.393.

53. Dryer M. Interplanetary shock waves generated by solar flare // Space Sei. Rev. — v.15. — 1973. — P.403-468.

54. Elliot H.A. A possible mechanism for solar Flares // Solar Flares and space reseach, Pro. XI COSPAR Symp., Eds., H. DeJager, Z. Svestka, 1969. — Tokyo, Amsterdam, Pergamon Press, 1969. — P.356.

55. Feldman W.C., Asbridge J.R., Bame S.J., Gosling J.T. Long-term variations of selected solar wind properties Imp 6,7, and 8 results // J. Geophys. Res. — v.83. — 1978. — P.2177-2189.

56. Gold H.V. Plasma and magnetic fields in the solar system // J. Geophys. Res. — v.64. — 1959. — p. 1665-1974.

57. Gosling J.T. The solar flare myth // J. Geophys. Res. — v.98. — 1993. — P.18,937-18,949.

58. Harrison R.A., Hildner E., Hundhausen A.J., Sime D.G., Sim-nett G.M. The launch of solar coronal mass ejections: results fromthe coronal mass ejection onset program // J. Geophys. Res. — v.95. — 1990. — P.917-937.

59. Hartle R.E., Barnes A. Nonthermal heating in the two-fluid solar wind model // J. Geophys. Res. — v.75. — 1970. — P.6915-6931.

60. Hartle R.E., Sturrock P.A. Two-fluid model of the solar wind // Astro-phys.J. — v.151, №32. — 1968.— P. 1155-1170.

61. Heyn M.F., Biernat H.K., Rijnbeek R.P., Semenov V.S. The structure of reconnection layers // J. Plasma Phys. — v.40, №2. — 1988. — P.235-252.

62. Heyn M.F., Biernat H.K., Semenov V.S., Kubyshkin I.V. Dayside magnetopause reconnection // J. Geophys. Res. — v.90, №2. — 1985. — P.1781-1785.

63. Hollweg J.V. Density fluctuations driven by alfven waves // J. Geophys. Res. — v.76. — 1971. — P.5155-5161.

64. Hollweg J.V. Some physical processes in the solar wind // Rev. Geophys. Space Phys. — v.16. — 1978. — P.689-720.

65. Hudson H., Haisch B., Strong K.T. Comment on 'The solar flare myth' by J.T.Gosling // J.Geophys.Res. — v. 100. — 1995. — P.3473-3477.

66. Hundhausen A.J., Gentry R.A. Numerical simulation of flare-generated disturbances in the solar wind // J. Geophys. Res. — v.74. — 1969. — P. 2908-2918.

67. Hundhausen A.J., Bame S.J., Montgomery M.D. Large-scale characteristics of flare-associated solar wind disturbances // J. Geophys. Res. — v.75. — 1970. — P.4631-^642.

68. Hundhausen A.J. Composition and dynamics of the solar wind plasma // Rev. Geophys. Space Phys. — v.8. — 1970. — P.729-811.

69. Hundhausen A.J. Coronal Expansion and Solar Wind. —SpringerVerlag. Heidelberg. New York. 1972. P. 329 (Перевод: Хундхаузен А. Расширение короны и солнечный ветер.— М.: Мир, 1976.— 302 с.)

70. Hundhausen A.J. Interplanetary shock waves and the structure of solar wind disturbances // Solar Wind Proc. Conf. NASA, 1,1971,Washington, SP 308, D.C., 1972. — P.393-417.

71. Jacques S.A., Momentum and energy transport by waves in the solar atmosphere and solar wind // Astrophys.J. — v.215, №3. — 1977. — P.942-951.

72. Jacques S.A. Solar wind models with Alfven waves // Astrophys.J. — v.226, №2. — 1978. — P.632-649.

73. Joselyn J.A., Mcintosh P.S. Disappearing solar filaments: a useful predictor of geomagnetic activity // J. Geophys. Res. — v.86. — 1981. — P.4555—4564.

74. Kahler S.W. Solar flares and coronal mass ejections // Ann. Rev. Astron. Astrophys. — v.30. — 1992. — P. 113-1141.

75. King J.H. Interplanetary Medium Data Book, Rep. NSSDC/ WDC-A-R&S 77-04, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, 1977.

76. Kundu M. Solar Radio Astronomy, New York, Interscience, 1965.

77. Lazarus A.J., Ogilvie K.W., Burlaga L.F. Interplanetary shock observations by Mariner 5 and Explorer 34// Solar Phys.—v. 13.—1970. — P.232-239.

78. Lee M.A., Vólk H.J. Damping and non-linear wave-particle interactions of Alfen-waves in the solar wind // Astrophys. Space Sci. — v.24. — 1973. — P.31-49.

79. Mayfield E.B. Magnetic fields associated with solar flares // Proc. IAU Symp. 43 on Solar Magnetic Fields / Ed. R. Howard. — Dordrecht, Pergamon Press, 1971. — P.376.

80. Miroshnichenco L.I., C.A. de Koning, Perez-Enriquez R. Large solar event of September 29, 1989: ten years after // Space Sci. Rev. — v.91. — 2000. — P.615-715.

81. Munro R.H., Gosling J.T., Hildner E., MacQueen R.M., Poland A.I., Ross C.L. The association of coronal mass ejection transients with other forms of solar activity // Solar Phys. — v.61. — 1979. — P.201-215.

82. Obayashi T. The interaction of the solar wind with the geomagnetic field during disturbed conditions, in Solar Terrestrial Physics. Acad. Press. New York, 1967. — P. 107. (Перевод: Солнечно-земная физика. — M.: Мир, 1968. — 172 с.)

83. Ogilvie K.W., Burlaga L.F. Hydromagnetic shockc in the solar wind // Solar Phys. — v.8. — 1969. — P.422-434.

84. Parker E.N. Recent development in theory of solar wind // Rev. Geo-phys. Space Phys. — v.9. — 1971. — P.825-835.

85. Parker E. N. Dynamics of the interplanetary gas and magnetic fields // Astrophys. J., v.128. — 1958. — P.664-676.

86. Parker E.N. Interplanetary Dynamical Processes // New York, Interscience, 1963. (Перевод: Паркер E.H. Динамические процессы в межпланетной среде. — М.: Мир, 1965. — 362 с.)

87. Parker E.N. The solar-flare phenomenon and the theory of reconnection and annihilation of magnetic fields // Astrophys. J., Suppl. — v.8, Ser. X. — 1963. — P. 177-211.

88. Parker E.N. Comments on the reconnexion rate of magnetic fields // J. Plasma Phys. v.9. — 1973. — P.49-63.

89. Petschek H.E. Magnetic field annihilation // AAS-NASA Symposium on Physics of Solar Flares, Washington, NASA, Pub., SP-50, 1964. — P.425-439.

90. Piddington J.H. Cosmic electrodynamics. — John Willey, New York, 1969. — P.87.

91. Pneuman G.W. Solar flares as resulting from temporary interruption of energy flow to the corona: a case of hydromagnetic resonance // Solar Phys. — v.2. — 1962. — P.462-483.

92. Priest E.R. The magnetohydrodynamies of current sheets // Rep. Prog. Phys. — v.48. — 1985. — P.955-1090.

93. Pudovkin M.I., Semenov V.S. Magnetic field reconnection theory and the solar wind- magnetosphere interaction // Space Sci. Rev. — v.41, №1. —1985. — P.1-89.

94. Pudovkin M.I., Chertkov A.D. Magnetic field of the solar wind // Solar Phys. — v.50. — 1976. — P.213-229.

95. Pudovkin M.I. Comment on the solar flare myth by J.T.Gosling // J. Geophys. Res. — v.98. — 1995. — P.7917-7919.

96. Pudovkin M.I. Zaitseva S.A., Chertkov A.D., Fomina E.M. The structure and geoefficiency of high velocity solar wind streams // Solar

97. Terrestrial Predictions Proc. / ed. R.F.Donnely, Washington.—v.3. — 1980. —P.56-66.

98. Pudovkin M.I., Zaitseva S.A., Benevolenska E.E. The structure parameters of the flare streams // J.Geophys.Res. — v.84. — 1979. — P.6649—6652.

99. Pudovkin M.I., Zaitseva S.A., Oleferenko I.P., Chertkov A.D., The structure of the solar flare stream magnetic field // Solar Phys. — v.54. — 1977. — P.155-164.

100. Pudovkin M.I., Zaitseva S.A., Shumilov N.O., Meister C.K. Large scale electric fields in solar flare regions // Solar Phys. — v. 178. — 1998. — P.563-574.

101. Pudovkin M.I., Zaitseva S.A., Puchenkina S.P. Dependence of the flare stream velocity on the magnetic field orientation // Solar Phys. — v.95. — 1985. — P.371-380.

102. Pudovkin M.I., Bogdanova S.P. Time of the Propagation of Flare Streams from the Sun to the Earth's Orbit. // Proceedings of the 4th International Conference on Problems of Geocosmos at St. Petersburg State University, 2002. — P. 25-29.

103. Rust D.M. Magnetic fields in solar active regions // Solar activity, observations and predictions / Eds. Mcintosh P.S., Dryer M. — MIT Press, Cambridge, 1972. — P.33.

104. Sakai J.I., C. de Jager Solar Flares and Collisions Between Current-Carrying Loops Types and Mechanisms of Solar Flares and Coronal Loop Heating // Space Sci. Rev. — v.77. — 1996. — P. 1-192.

105. Severny A.B. Solar flares // Ann.Rev. Astron.Astrophys. — v.2. — 1964. — P.363-400.

106. Sheeley N.R., Howard R.A., Koomen M.J., Michels D.J., Schwenn R., Muhlhauser K.H., Rosenbauer H., Coronal mass ejections and interplanetary shocks // J. Geophys. Res. v.90. — 1985. — P. 163175.

107. Spreiter J.R., Summer A.L., Alksne A.Y. Hydromagnetic flow around the magnetosphere // Planet. Space Sci. — v. 14. — 1966. — P.223-253.

108. Solar Geophisical Data, IER-FB, 1967-1973, Pt2.

109. Solar Geophisical Data, IER-FB, 1976, Pt2.

110. Solar Geophisical Data, IER-FB, 1978-1983, Pt2.

111. St.Cyr O.C., Webb D.F. Activity associated with coronal mass ejection at solar minimum: SMM observations from 1984-1986 // Solar Phys. — v.136. — 1991. — P.379-394.

112. Sturrock P.A., Coppi A.A. A new model of solar flare // Astrophys.J.— v.43. — 1966. — P.3-22.

113. Sturrock P.A., Hartle R.E. Two-fluid model of the solar wind // Phys. Rev. Lett. — v.16. — 1966. — P.628-631.

114. Sturrock P.A. Magnetic models of solar flares // Solar activity, observations and predictions / Eds. Mcintosh P.S., Dryer M. — MIT Press, Cambridge, 1972. — P.163-176.

115. Svestka Z. On The solar flare myth' postulated by Gosling // Solar Phys. — v.160. — 1995. — P.53-56.

116. Svestka Z. Varieties of coronal mass ejections and their relation to flares // Space Sci. Rev. — v.95 — 2001. — P. 135-146.

117. Tsuneta S. Structure and dynamics of magnetic reconnection in a solar flare // Astrophysical J. — v.456. — 1996. — P.840-849.

118. Tsuneta, S., Moving plasmoid and formation of the neutral sheet in a solar flare // Astrophysical J. — v.483. — 1997. — P.507-514.

119. Vandas M., Fisher S., Pelant P., Geranios A. Spheroidal models of magnetic clouds and their comparison with spacecraft measurements//J. Geophys. Res. — v.98. — 1993. — P. 11467-11475.

120. Vasyliunas V.M. Theoretical models of magnetic field line merging // Rev. Geophys. Space Phys. — v. 13. — 1975. — P.303-336.

121. Francisco, 1996 / edited by Balasubramaniam K.S., Keil S.L., and Smartt R.N. — 1996. — P.219.

122. Wentzel D.G. On the momentum and energy deposited by hydro-magnetic waves in the solar wind // J. Geophys. Res. — v.82. — 1977. — P.714-716.

123. Wolf C.L., Brandt J.C., Southwick R.G. A solar wind model with two temperatures, viscosity, rotation and magnetic field // Abstract Pap., 130th Meet. Amer. Astron. Soc. — New York, 1969.

124. Zhang J., Dere K.P., Howard R.A., Kundu M.R., White S.M. On the temporal relationship between coronal mass ejections and flares // Astrophys. J. — v.559. — 2001. — P.452-462.