Варіації геомагнітного поля, що супроводжували сонячне затемнення 10 червня 2021 р.

Анотація

Актуальність. У даний час питання про геомагнітний ефект сонячних затемнень (СЗ) залишається відкритим. У літературі наведені суперечливі дані. Одні автори стверджують, що амплітуда компоненти головного магнітного поля "північ – південь" збільшується, інші, що вона зменшується. Треті автори відзначають, що ця амплітуда взагалі не змінюється, а варіює амплітуда компоненти "захід – схід". В одних випадках спостереження підтверджують механізм геомагнітного ефекту, зумовленого збуренням системи іоносферних струмів (Sq), в інших – суперечать йому. Труднощі спостереження геомагнітного ефекту СЗ пов'язані з тим, що на магнітне поле впливає багато високоенергетичних джерел. Величина геомагнітного ефекту залежить не тільки від сили (фази) СЗ, але і від стану космічної погоди, місця спостереження, часу доби, пори року та ін. Тому дослідження геомагнітного ефекту кожного нового СЗ залишається актуальним завданням. Особливістю СЗ 10 червня 2021 р. було те, що воно належало до кільцеподібних. Функція покриття на рівні Землі не перевищувала 89%, а фаза – 0.943.

Мета роботи – виклад результатів аналізу варіацій геомагнітного поля протягом СЗ 10 червня 2021 р., зареєстрованого мережею магнітних станцій INTERMAGNET.

Методи і методологія. Для аналізу ефектів у головному магнітному полі Землі використовувалися дані вимірювань міжнародної мережі INTERMAGNET. Проаналізовано дані 15 магнітних станцій, розташованих на широтах від 77.47° пн. ш. до 48.17° пн. ш. При цьому максимальна фаза СЗ на рівні Землі змінювалася від 0.943 до 0.124. Роздільна здатність за часом – 1 хв, за рівнем геомагнітного поля – близько 0.1 нТл. Для визначення спектрального складу квазіперіодичних варіацій використовувався системний спектральний аналіз, який об’єднує взаємодоповнюючі віконне перетворення Фур'є, адаптивне перетворення Фур'є і вейвлет перетворення на основі материнської функції Морле.

Результати. Виявлено та пояснено аперіодичний геомагнітний ефект сонячного затемнення, що полягає в зменшенні не більше, ніж на ~ 30 нТл рівня компоненти поля в напрямку "північ – південь". Ефект пояснюється зміною величини густини іоносферного струму в напрямку "захід – схід" в результаті зменшення під дією затемнення концентрації електронів. Виявлено та пояснено квазіперіодичний геомагнітний ефект сонячного затемнення, викликаний генерацією затемненням атмосферних гравітаційних хвиль. Хвиля викликає модуляцію іоносферного струму, а також захоплення електронів, що створює додатковий квазіперіодичний іоносферний струм з періодом, рівним періоду хвилі. Амплітуда квазіперіодичних варіацій становила кілька одиниць нанотесла. Системний спектральний аналіз дозволив уточнити періоди квазіперіодичних варіацій геомагнітного поля, що супроводжували затемнення (близько 20 і 35 хв).

Висновки. Аперіодичний і квазіперіодичний геомагнітні ефекти зумовлені збуренням (генерацією) іоносферного струму.