Данная работа направлена на создание технологий и автоматизированных систем по изучению геомагнитных данных, выделению и классификации особенностей, возникающих в периоды магнитных бурь. В эти периоды в данных наблюдаются вариации разных частотных спектров и периодов. Формирующиеся локальные структуры определяются возмущенностью поля и несут информацию об интенсивности и характере развития магнитной бури.
    Из-за сложной внутренней структуры, сильной изменчивости, нерегулярности регистрируемых геомагнитных данных задача их обработки и анализа является весьма сложной. В работе для изучения данных магнитного поля Земли на примере Н-компоненты предложены численные решения и алгоритмы, основанные на вейвлет-преобразовании, которые позволяют в автоматическом режиме выделить периоды повышенной геомагнитной активности, идентифицировать структуры, формирующие данный процесс, и оценить изменения энергетических характеристик поля. Построенные вейвлет-образы позволяют проследить динамику изменений Н-компоненты как накануне магнитной бури, так и во время ее развития. Также в работе предложен автоматический метод определения спокойной суточной вариации Sq-кривой и вычисления K-индекса на основе конструкции вейвлет-пакетов. Метод включает операцию оценки возмущенности магнитного поля и позволяет воспроизвести принятую на магнитных обсерваториях методику Дж. Бартельса. Быстрые схемы вейвлет-преобразования, использующие только формулу скользящего среднего, обеспечивают возможность получения результатов преобразования в режиме реального времени (реальное время означает, что расчетные значения вейвлет-коэффициентов могут быть вычислены так же быстро, как может быть записана последовательность регистрируемых данных).
    Надежность предложенных методов и алгоритмов доказана экспериментально. Статистический анализ результатов преобразований показал, что во время развития бури интенсивность выделенных возмущений значительно увеличивается (рис.1, 2), что позволяет в ряде случаев фиксировать момент предстоящей бури и выделить возмущения, предшествующие развитию главной фазы бури. Полученные аппроксимирующие компоненты позволили проанализировать суточные вариации поля и их существенное изменение в периоды возрастания интенсивности возмущений.

    "Работа поддержана грантом МД-2199.2011.9 и грантом РФФИ – ДВО РАН 11-07-98514- р_восток_а."


16.  Потапов А.С., Полюшкина Т.Н., Пуляев В.А.
УНЧ волны на Солнце, в солнечном ветре и магнитосфере: поиск связей
ИСЗФ СО РАН

    Из всех географических зон полярные области Земли наиболее чутко реагируют на воздействие солнечных возмущений. Одним из проявлений таких возмущений являются УНЧ волны – электромагнитные колебания в диапазоне частот от долей миллигерца до нескольких герц. В докладе излагается гипотеза о связи колебаний, наблюдаемых на Солнце, с УНЧ волнами в солнечном ветре и на земной поверхности. Приводятся результаты статистического анализа связи параметров солнечного ветра с УНЧ колебаниями в
межпланетной плазме и в магнитосфере и волн солнечного ветра с геомагнитными пульсациями по данным 23-го цикла солнечной активности. Даны примеры наблюдения колебаний в корональных дырах на уровне солнечной фотосферы и хромосферы, в потоках солнечного ветра и на наземных обсерваториях. Обсуждается возможность переноса солнечных колебаний высокоскоростными потоками межпланетной плазмы к орбите Земли и проникновения их в магнитосферу. Приводятся аргументы в пользу воздействия УНЧ волн на потоки релятивистских электронов внешнего радиационного пояса. Работа частично поддержана грантом РФФИ 10-05-00661.

17. Рахматулин Р.А., Михалев А.В.
Перспективы развертывания магнитных, риометрических и оптических наблюдений на Норильском меридиане
Институт солнечно-земной физики СО РАН, г. Иркутск

19.Думин Ю.В.
Исследование магнитосферного поля коротации по измерениям электрического поля атмосферы в высоких широтах
Геофизический факультет Российского Государственного Геологоразведочного Университета, Москва
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН, г.Троицк МО

    Как известно, крупномасштабные движения плазмы во внутренней магнитосфере Земли происходят под воздействием двух типов электрических полей: поля конвекции, формируемого при взаимодействии потока солнечного ветра с границей магнитосферы, и поля коротации, возникающего при вращении намагниченного земного шара [1]. В то время, как изучению поля магнитосферной конвекции, начиная с 1960-х годов, было посвящено большое число исследований (в том числе, и по его эффектам в электрическом поле нижней атмосферы), значительно меньшее внимание уделялось полю коротации. В абсолютном большинстве теоретических работ оно бралось просто в приближении идеализированного поля униполярной индукции. Что же касается экспериментальных исследований, то проявления поля коротации изучались, как правило, лишь косвенно – по его влиянию на распределение холодной плазмы в магнитосфере.
    С другой стороны, как было уже достаточно давно показано Голдрайхом и Джулианом [2], электрическое поле коротации может проявлять весьма нетривиальную динамику в результате реакции на возмущения фонового магнитного поля. В случае земной магнитосферы такие возмущения создаются, естественно, магнитными бурями.
    Цель настоящего доклада состоит в том, чтобы представить возможный метод достаточно “прямого” исследования динамики поля коротации (т.е. с помощью измерений именно электрического поля, а не его косвенных эффектов в распределении плазмы), а именно – по данным об атмосферно-электрическом поле в высоких широтах. Основная идея основана на нашей теоретической работе [3], в которой рассчитывалось изменение поля коротации при деформации магнитосферного магнитного поля во время магнитной бури. При этом было показано, что соответствующее изменение потенциала коротации “садится”, в основном, в тонкий слой (~1 км) нижней атмосферы в области полярной шапки.
    Основная проблема, которая возникает при этом подходе – как отделить атмосферно-электрические эффекты поля коротации от аналогичных эффектов поля конвекции, которые, вообще говоря, имеют в несколько раз большую амплитуду. Это, однако, вполне может быть сделано с учетом того факта, что, во-первых, эффекты поля конвекции проявляются, в основном, на авроральных широтах, а эффекты поля коротации – на полярных; а во-вторых, что еще более важно, эти поля имеют принципиально различный тип симметрии: поле коротации – симметрично относительно полуденно-полуночного меридиана, а поле конвекции – антисимметрично. Поэтому, при измерении на фиксированной высокоширотной станции вклад поля конвекции должен занулиться при усреднении за достаточно большой интервал времени (поскольку магнитные бури происходят в случайные моменты LT), и вклад поля коротации останется “в чистом виде”.
    Таким образом, было бы очень интересно, используя весь накопленный к настоящему времени объем данных об атмосферно-электрическом поле в высоких широтах, провести поиск устойчивых корреляций средней напряженности электрического поля на фиксированных станциях с уровнем геомагнитной возмущенности на максимально возможных интервалах времени. Положительный результат такого анализа стал бы существенным вкладом в исследование динамики магнитосферного поля коротации.
1. A. Nishida, J. Geophys. Res., v.71, p.5669 (1966)
2. P. Goldreich, W.H. Julian, Astrophys. J., v.157, p.869 (1969)
3. Yu.V. Dumin, Adv. Space Res., v.30, p.2209 (2002)
   

20.  Романов А.А., Трусов С.В., Аджалова А.В., Бобровский С.А., Барабошкин О.И., Романов А.А
Сетевая технология радиотомографии ионосферы OXENGY: реализация, возможности, перспективы
ОАО «Российские космические системы», г. Москва


21. Щирый А.О.
База знаний для систематизации и экстраполяции данных радиозондирования ионосферы.
Марийский государственный университет, Йошкар-Ола

    По данным наклонного и вертикального радиозондирования ионосферы коротковолновыми сигналами (КВ) можно получить информацию о процессах в ионосферной плазме, о ее структуре и состоянии. По мере накопления экспериментальных данных возникают задачи не только физического хранения всё возрастающих объемов данных, но и рационального их размещения с возможностью выборок данных в нужных информационных срезах (т.е. для заданных условий), а также задача их систематизации по некоторым критериям. В последнем случае речь идет также о получении неких макрохарактеристик, позволяющих сократить на порядки объем информации о результатах одного сеанса радиозондирования (традиционно представленных ионограммой). При этом организация хранения должна обеспечивать и доступ к максимально «сырым» экспериментальным данным (в нашем случае это оцифрованный сигнал с выхода приемника ионозонда) для решения задач «противоположной» направленности – получения более «тонкой» информации, чем традиционная классическая ионограмма.
    В качестве примера методики получения макрохарактеристик можно назвать методику классификации по эмпирическим моделям многолучевости [Хмельницкий Е. А. Оценка реальной помехозащищенности приема сигналов в ДКМ диапазоне. – М.: Связь, 1975], эта методика реализована докладчиком программно, показала свою практическую значимость, и является подсистемой представляемой в докладе базы знаний для систематизации и экстраполяции данных радиозондирования ионосферы. Указанные задачи систематизации и получения макрохарактеристик вызваны, прежде всего, потребностями прогноза. Реализация этого подхода позволяет получать схематическую среднестатистическую ионограмму для заданных условий (дата, время, радиотрасса, гелио- и геофизические условия).


22. Беляев Г.Г., Костин В.М., Трушкина Е.П., Овчаренко О.Я.
Модификация ионосферы над Ямалом при КВ нагреве вблизи вечернего терминатора по базе данных ИСЗ Космос-1809
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г.Троицк МО


23. Попель С.И., Дубинский А.Ю.
Модель формирования и эволюции полярных мезосферных облаков
Институт динамики геосфер Российской академии наук (ИДГ РАН)

    Представлена самосогласованная физико-математическая модель плазменно-пылевых образований в полярной мезосфере таких, как серебристые облака (noctilucent clouds) и полярные мезосферные радиоотражения (polar mesosphere summer echoes). Модель учитывает процессы конденсации паров воды, ионизации, рекомбинации, действия солнечного излучения, образования протон-гидратных ионов из первичных ионов и описывает процессы зарядки и роста мелкодисперсных частиц, фотоэффекта, седиментации частиц, а также эволюцию электронной концентрации, концентрации ионов различных видов, концентрации мелкодисперсных частиц и изменения их заряда в самосогласованных электрических полях. На основе модели объяснены основные наблюдательные данные о поведении заряженной компоненты в полярной летней мезосфере. Показано влияние начальных распределений мелкодисперсных частиц, а также процессов конденсации и поглощения молекул воды мелкодисперсными частицами на образование серебристых облаков и полярных мезосферных радиоотражений. Проиллюстрирована возможность формирования слоистой структуры и резких границ серебристых облаков.


24. Котиков А.Л.^1,2, Николаева В.Д.^2,3
Продольные токи: использование наземных магнитных измерений и сопоставление результатов с данными радара EISCAT и спутника DMSP.
1_{Санкт-Петербургский Филиал Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им.Н.В.Пушкова РАН, 199034, Санкт-Петербург}
2_{Санкт-Петербургский Государственный университет, г. Санкт-Петербург}
3_{Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург}

    В данной работе представлены результаты сопоставления параметров продольных токов восстановленных по наземным измерениям магнитного поля в Скандинавии (IMAGE) и ионосферной проводимости, рассчитанной по измерениям потоков высыпающихся электронов на спутнике DMSP F13 для конкретных событий 06, 07 и 08 декабря 2004 года. Кроме того, были проведены расчеты ионосферной проводимости с использованием прямых измерений электронной концентрации радаром EISCAT для различных уровней геомагнитной возмущенности в различных широтных интервалах. Для 06 декабря 2004 года при наличии развитых ионосферных токов (электрождетов), отмечается высокая корреляция между продольными токами, рассчитанными по данным спутника DMSP и продольными токами, рассчитанными по радарным измерениям. Сравнение продольных токов восстановленных по предлагаемой методике с токами, рассчитанными по вариациям магнитного поля на спутнике DMSP, подтверждает корректность разработанного алгоритма. Исследование продольных токов на базе спутниковых измерений магнитного поля не позволяет осуществлять непрерывный мониторинг их параметров в ходе развития суббури и построить полную статистическую картину их распределения для разных фаз суббури и для разных уровней магнитной активности. Поэтому, предлагаемый метод восстановления продольных токов, по наземным измерениям магнитного поля позволяющий осуществлять непрерывный мониторинг электродинамических параметров ионосферы представляется весьма перспективным.


25.  Кульчинский Р.Г.
Глобальный мониторинг геомагнитной активности методами дискретного математического анализа
Геофизический центр Российской академии наук, Москва

        Тезисы доклада будут представлены во время выступления.


26.  Хохлов А.В.
Моделирование вековых вариаций магнитного поля Земли
Геофизический центр РАН

    Магнитное поле Земли непостоянно во времени, его вариации наблюдаются во всех масштабах времени; возможные статистические описания вариаций в масштабах тысяч и миллионов лет привлекают внимание в связи с интересными приложениями и ростом количества собранных палеомагнитных данных. Среди приложений таких описаний упомянем, например, возможность с гораздо большей точностью восстанавливать древние положения континентов. Важная проблема: научиться сопоставлять данные измерений направлений с возможными (в реальности часто противоречащими друг-другу) теоретическими описаниями. Иными словами, необходима точная количественная теория магнитных вариаций и способы ее статистической проверки.
    В докладе будет рассказано о структуре современных статистических моделей вековых вариаций, предложенных Констабль и Паркером, о вычислительной реализации этой модели, о статистических тестах и сопоставлении синтетических модельных данных с реальностью. В частности, на примере синтезированных данных будет продемонстрированы некоторые свойства магнитного поля, которые в реальных данных до сих пор рассматривались как особенные, не укладывающиеся в “стандартную статистику”, проявления.


27. Старченко С.В.
Законы масштабирования конвекции и магнетизма в недрах Земли и планет
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Троицк, МО

    Законы масштабирования планетарной конвекции и магнетизма соотносят типичные величины магнитных полей, скорости и других неизвестных параметров недр планет с такими определяющими и достаточно уверенно оцениваемыми величинами, как размер конвективной области, ее проводимость, угловая скорость вращения и энергия поддерживающая конвекцию. За последние двадцать лет сотни численных моделей гидромагнитных динамо были построены при таких всевозможных значениях чисел Прандтля, магнитного Рейнольдса и Эльзассера, которые могут быть характерны для геодинамо и динамо в других планетах. При этом, замыкающие определение конфигурации планетарного динамо, числа Рейнольдса, Экмана и магнитного Прандтля все еще на много порядков отличались от реальных величин. Поэтому для оценки величины реальных магнитных полей в недрах планет из сотен численных моделей был скомпилирован (преимущественно в работах Christensen и Aubert) простой закон масштабирования, который однозначно определяет это магнитное поле как величину прямо пропорциональную корню третей степени из мощности той энергии, которая непосредственно поддерживает конвекцию. Эта закономерность неплохо работает для геомагнитного поля и магнитного поля Юпитера, а вот с другими планетами Солнечной системы у нее возникают проблемы. Так же остается неясно, как эта простая закономерность может быть выведена непосредственно из исходных уравнений гидромагнитного динамо планет и существуют ли другие законы масштабирования для этих динамо. Для прояснения подобных неясностей уже почти век проводятся разнообразные исследования, но все они остаются пока еще недостаточно результативными. И только в этой работе удалось вывести из первых принципов, как эту простую закономерность, так и получить другие глобальные закономерности для планетарного магнетизма и конвекции. При этом были определены не только типичные величины скорости и магнитного поля, но и соотношения между их векторами, а также типичные гидромагнитные размеры и коэффициенты переноса. Эти размеры и коэффициенты позволяют определить физическую природу, как периодов различных геомагнитных вариаций, так и их пространственное распределение. Показано, что в Земле и еще в большей степени в Сатурне вектор скорости почти параллелен вектору магнитного поля и это, по-видимому, определяет как малый угол наклона магнитных диполей к оси вращения этих планет, так и преимущественно симметричное распределение магнитного поля вокруг оси вращения. Напротив, в недрах Урана и Нептуна действует другой тип динамо, которое приводит к сильному наклону диполя и существенной асимметрии магнитного поля относительно оси вращения. В рамках полученного нового типа динамо также впервые удается объяснить, почему при разности теплового потока из этих планет почти на порядок их магнитные поля практически совпадают как по величине, так и по конфигурации.


28. Зверева Т.И.
Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009 годы по данным спутника СНАМР
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Троицк, МО

    По векторным магнитным данным немецкого спутника СНАМР построены среднесуточные сферические гармонические модели главного геомагнитного поля до n=m=10 для временного периода с мая 2001 г. по апрель 2009 г. с интервалом 4 дня. По этим моделям получены средние за полгода (16 моделей), по которым рассчитаны координаты северного и южного магнитных полюсов (точек, в которых силовые линии магнитного поля вертикальны). Прослежены их изменения за эти восемь лет. Оба полюса продолжают двигаться в северном и западном направлении. Северный магнитный полюс за это время переместился на 400 км. Причем скорость его движения до 2003 г. росла, достигнув 62.5 км/год, после чего начала падать и к началу 2009 г. снизилась до 45 км/год. Кроме того, направление движения из северо-северо-западного перешло в северо-западное, т.е. полюс стал немного разворачиваться в сторону Канады. Южный магнитный полюс двигался в 10 раз медленнее и за этот период переместился на 42 км. Также рассчитано перемещение геомагнитных (дипольных) полюсов, эксцентричного диполя и мировых магнитных аномалий.


29.  Петров В.Г., Амиантов Ю.А., Бурцев Ю.А.
Магнитное поле Земли и проблемы его использования для навигации и ориентации
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Троицк, МО

    Магнитное поле Земли и сейчас остаётся важным источником информации для целей навигации и ориентации. Несмотря на развитие систем GPS и ГЛОНАСС, в некоторых условиях (в горах, в лесу, под водой и под землёй) оно остаётся единственным доступными источником для ориентирования. В отличие от спутниковых систем, которые позволяют определить положение объекта, магнитный компас даёт ориентацию объекта в пространстве и часто является обязательным дополнением спутниковым системам. Для использования компаса необходимо знание угла между направлением магнитного поля (местным магнитным меридианом) и географическим меридианом – склонения. Основная проблема заключается в том, что склонение изменяется со временем и в пространстве. В прошлом, когда точность компаса была порядка 1°, приведенных на карте изолиний значений склонения и скорости его изменения было достаточно для практических целей. Сейчас, с появление микросхем цифровых компасов, обеспечивающих точность 0.1°, а в ближайшей перспективе и 0.01° и их внедрением в системы управления в реальном времени, существенно повышаются требования к точности определения склонения.
    Долговременные (вековые) вариации склонения обусловлены изменением токов в ядре и мантии Земли и измерения со спутников, проводимые на высотах около 500-800 км позволяют создать модели (IGRF), достаточно хорошо описывающие такие изменения. Однако магнитные поля источников, расположенных в коре Земли на этих высотах сильно ослабляются и не могут быть надежно восстановлены. Считается, что средняя ошибка моделей IGRF имеет величину около 0.5°, однако в районах магнитных аномалий она может быть на порядок больше. Единственным способом точно учесть магнитные аномалии является глобальная наземная и воздушная магнитная съёмка, которая в России не проводилась уже более 40 лет.
    Склонение также имеет регулярную суточную вариацию величиной 0.4°-1.1°, а в случае сильных магнитных бурь - до 10°. Для учета таких вариаций и введения поправок необходимо создание магнитных обсерваторий или специальных высокостабильных станций для измерения склонения. В качестве такой станции для использования в аэропортах, на буровых установках и т.д. может использоваться кварцевый однокомпонентный динамический HD магнитометр.


30.  Воробьев В.А.
О возможном обнаружении влияния переориентации магнитного поля солнца на высотный ход ГКЛ в полярной шапке
Институт глобального климата и экологии

    Исследовался высотный ход космического излучения в полярной шапке. Использовались данные непрерывных наблюдений протонов с энергией около 100 МэВ с помощью системы ИСЗ с полярной орбитой «Метеор» и подспутниковые измерения на сети станций радиометрического стратосферного зондирования Госкомгидромета. Дважды отмечено существенное изменение высотной зависимости ГКЛ во время переполюсовки магнитного поля солнца. В случае подтверждения обнаруженного эффекта, его нужно учитывать при оценке радиационного воздействия космического излучения на низковысотные космические объекты и ионизацию атмосферы.


31.  Андреев О.П.¹, Арабский А.К.¹, Ахмедсафин С.К.¹, Кирсанов С.А.¹, Кобылкин Д.Н.²
Комплекс новых геолого-геофизических методов контроля разработки газовых месторождений, минимизирующих техногенное воздействие на окружающую среду
1_{ООО «Газпром добыча Ямбург»},
2_{Ямало-Ненецкий Автономный округ (ЯНАО)}

    Основой рационального недропользования газодобывающей промышленности в регионах дислокации газодобывающих предприятий являются общепризнанные принципы устойчивого развития, требующие достижения максимального коэффициента извлечения углеводородов из недр и обеспечения экологической безопасности процессов разведки, обустройства и эксплуатации месторождений.
    Большинство месторождений газа России связано с природными комплексами Арктики, в том числе в зоне побережий, отличающихся повышенной чувствительностью к техногенным воздействиям. Баренцево и другие моря Арктики обладают огромным потенциалом водных биологических ресурсов, высоким биологическим разнообразием.
    Указанные особенности диктуют необходимость особого, комплексного подхода к управлению экологическими и социальными аспектами политики, стратегии и планов реализации нефтегазовых проектов.
    Одним из направлений хозяйственной деятельности добывающих предприятий является разработка инновационных способов и технологий исследований, обеспечивающих осуществление контроля разработки (характер дренирования запасов и продвижение пластовых вод) месторождений природного газа, расположенных в районах Арктического шельфа.
    Для обеспечения экологической и промышленной безопасности при разработке месторождений углеводородов берега и шельфа перспективно использование наземных геофизических методов, к которым относится и прецизионный гравиметрический мониторинг.
    С конца 2003 года ООО «Газпром добыча Ямбург» проводит гравиметрические наблюдения с целью контроля разработки газовой залежи и в нашей стране. Полигоном для внедрения методики стало Заполярное нефтегазоконденсатное месторождение (ЗНГКМ),  расположенное на севере Западной Сибири с площадью газоносности 1150 км2. Объект контроля – сеноманская газовая залежь, разработка которой началась в 2002 году.
    За восемь лет исследований, проводимых с полугодовым интервалом, было выполнено более 1400 серий измерений силы тяжести на 150 пунктах наблюдений кратностью 2-5 раз и точностью не превышающей ±0,005 мГал. Всего проведено более 6000 замеров. Определены фактические зависимости изменения силы тяжести от степени выработки запасов газа и интенсивности движения пластовых вод. Разработаны и запатентованы способы проведения гравиметрического мониторинга разработки газовых месторождений в условиях Крайнего Севера Западной Сибири. Технология отработана и стандартизирована – в 2011 г. введен в действие соответствующий СТО.
    Накопленный опыт позволяет аналитически оценить эффективность гравиметрического контроля применительно к шельфовым месторождениям Обско-Тазовского региона. В качестве рассматриваемого объекта принято Северо-Каменномысское месторождение, которое по планам ОАО «Газпром» будет осваивать ООО «Газпром добыча Ямбург». Соответственно уже сейчас ведутся подготовительные, изыскательские и проектные работы. В рамках этих работ произведены расчеты вариаций гравитационного поля для различных вариантов величин отбора газа.
    Проведенные расчеты и имеющиеся экспериментальные данные по контролю за перемещением ГВК на Заполярном месторождении показали принципиальную возможность гравиметрического мониторинга для определения положения ГВК при отборе газа на Северо-Каменномысском месторождении после введения его в эксплуатацию. Реальные объемы отбора газа находят измеряемые отражения в вариациях гравитационного поля. Решения обратной задачи гравиметрии для вариационного гравитационного поля позволяет определить положение газо-водяного контакта с достаточной для практических целей точностью.


32.  Лобанов А.М._¹, Каххоров У.Т.¹, Гарбацевич В.А.²
Опыт регистрации инфранизкочастотных гравиинерциальных колебаний
1_{Геофизический факультет РГГУ, Москва}
2_{Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им.Н.В.Пушкова РАН, г.Троицк МО}

    Более 20 лет гравиметрические съемки в России проводятся с применением зарубежных цифровых гравиметров с автоматической компенсацией Sintrex – CG-5 avtograv и La Cost-Romberg, позволяющие измерять приращения силы тяжести на пунктах измерений с погрешностью 1 – 2 микрогала. Повышение точности измерений открывает новые возможности этого метода для решения многих геологических и инженерно-технических задач. Однако реальная точность гравиметрических съемок остается низкой, на уровне 70 –80-х годов, и составляет 0.05 – 0.10 мГал, с успехом обеспечиваемая отечественными гравиметрами марки ГНУ-КВ. Совершенно ясно, что повышение точности гравиметрических съемок не может быть обеспечено только применением высокоточных гравиметров, необходимо разработать и технологию измерений с новым поколением гравиметров, изучить источники помех, которые раньше можно было игнорировать, разработать инструктивные и нормативные документы микрогальных съемок.
    Задачами микрогравиметрических измерений являются инженерно-геологические исследования, геотехнологическое картирование разрабатываемых рудных месторождений, контроль за разработкой нефтегазовых месторождений, за состоянием ПХГ, мониторинг инженерных сооружений и др. Преимуществом гравиметрии является всепроникающая способность гравитационного поля и независимость его от электромагнитных помех, что в условиях работы промышленных городов и предприятий очень важно. Вопросы технологии проведения микрогравиметрических съемок и их применения требуют исследований и осмысления с учетом двойственного характера чувствительного элемента гравиметра, являющегося в первую очередь сейсмографом.
    При повышении точности измерений обнаруживаются источники помех о которых раньше имели только общее представление, и ввиду их слабой интенсивности, их просто игнорировали. Главные источники внешних помех при измерении силы тяжести возникают за счет инерциальных ускорений (микросейсмы, отголоски землетрясений, техногенные вибрации, вертикальные подвижки и наклоны земной поверхности и т.д.) с периодами от 0,1 до 1000с. Эти помехи приводят к увеличению дисперсии погрешности отсчетов на каждом пункте, к снижению точности измерений в рейсах, а также к увеличению времени измерения на пункте. Для обнаружения инерциальных помех необходимо производить их непрерывную регистрацию. Это можно сделать если при производстве измерений силы тяжести гравиметром одновременно производить измерения угла отклонения маятника у второго аналогичного прибора, который будет служить в качестве гравиинерциальной (или гравивариационной) станции, аналогично тому, как в магниторазведке учитывают вариации магнитного поля с помощью магнито-вариационных станций. Это актуально при гравитационном каротаже, где существенное значение имеет точность измерении силы тяжести и где работы проводятся в условиях естественных и техногенных помех, вызванных разработкой залежей углеводородов, а так же при мониторинге разработки залежей углеводородов и при контроле за контуром газа на ПХГ. Особое значение таких регистраций приобретают измерения на шельфе и в переходной зоне где динамика гравитационного поля за счет приливных изменений уровня геоида велика.
    Пробные записи инфранизкочастотных колебаний гравиинерциального поля были проведены в МГРИ-РГГРУ с помощью записи отклонений маятника донного гравиметра ГДК-1 в 2000 02001 г. В 2011 г в МГРИ-РГГРУ сконструирована гравиинерциальная станция, состоящая из гравиметра ГНУ-КВ, электронного окуляра и программного обеспечения, позволяющая оцифровывать положение маятника гравиметра 4 раза в секунду. Назначение такой станции – регистрировать гравиинерциальные колебания земной поверхности в пределах частот 0.001 – 10 гц, что позволяет надеется решить следующие
задачи:

- опробование подготовленных к бурению нефтегазоносных структур на наличие залежей углеводородов (УВ) по результатам регистрации повышенного уровня сейсмического фона в области низких частот над структурами, содержащими залежи УВ.

- районировать опасные территории и участки с техногенной нагрузкой по уровню интенсивности и частотному составу гравиинерциального фона исследуемых территорий.

    Результаты регистрации и анализа гравиинерциального фона, произведенные в течении лета 2011 года в различных регионах (Москва, Инта, с. Александровка Калужской обл., г. Троицк) и сравнение аналогичных регистраций, полученных с помощью цифрового гравиметра Scintrex-5avt свидетельствуют о неоднородности микросейсмического поля. В работе представлены результаты этих исследований.
Литература.

1. Лобанов А.М., Булатов Б.С. 2000. Опытные регистрации инфранизкочастотных колебаний земной поверхности. Изв. вузов. Геология и разведка, №6 1999.
2. Розенберг В.Н. Изменение результатов гравиметрических наблюдений, локализованных во времени и в пространстве. В кн. Повторные гравиметрические наблюдения. АН СССР, М. 1978, с. 85-90.
3. Латынина А.А., Милюков В.К., Васильев И.М. О глобальных возмущениях деформаций земной коры перед сильнейшими мировыми землетрясениями. В кн. Геофизика 21 столетия, М. Научный мир, 2006.

33. Волкомирская Л.Б., Варенков В.В., Резников А.Е., Сахтеров В.В., Силивакин А.В.
Перспективы использования георадиолокации в освоении месторождений углеводородов
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Троицк, МО

    Современные радиолокаторы подповерхностного зондирования имеют хорошее соотношение «разрешающая способность /глубина зондирования», которое в условиях полуострова Ямал могут быть реализованы при работе с поверхности уже хорошо зарекомендовавшими себя в России и во многих странах за рубежом изделиями «Грот». Практически для любых типов грунта и состава воды во внутренних водоемах полуострова глубина зондирования при работе с поверхности будет гарантированно составлять не менее 50- 100 метров. Это позволяет проводить инженерно-геологические обследования при подготовке строительных площадок для размещения буровых установок, прокладки коммуникаций и дорог. Одновременно можно решать задачи поиска местных полезных ископаемых необходимых при обустройстве предприятий нефтегазового комплекса, включая инертные материалы, и проводить оценку их запасов и возможных затрат на разработку и добычу. При этом георадар позволяет исследовать и проводить сезонный мониторинг вечномерзлых грунтов с целью оценки их влияния на состояние объектов инфраструктуры. Приводятся примеры выполнения работ в сходных условиях на вечной мерзлоте.
    Целесообразно также использовать георадиолокацию для навигации при разведочном бурении и промышленной добыче углеводородов. Большой динамический диапазон уже имеющихся систем, малое потребление и высокая информативность позволяют их рассматривать как эффективное средство навигации бура на больших глубинах, особенно при разбуривании горизонтальных пластов с целью повышения нефтеотдачи. Георадар в реальном масштабе времени обеспечит информацией об окружающих бур средах и границах раздела сред с различной диэлектрической проницаемостью. Значительная часть проблем связанных с недостатком информации об условиях, в которых развивается процесс бурения, в этом случае снимается.


34.  Янжура А.С., Сормаков Д.А.
Создание распределенной системы геофизического мониторинга на территории российской Арктики
Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт, С.Петербург.

    Станции геофизических наблюдений, которые находится в ведении отдела геофизики ААНИИ, составляют одну из самых распределенных мониторинговых сетей в мире. Станции расположены в наиболее труднодоступных частях Aрктического и антарктического регионов планеты. Удаленность пунктов наблюдений является одной из серьезнейших проблем организации регулярного сбора информации.
    На сегодняшний день на станциях устанавливается современное измерительное оборудование, позволяющее получать комплексную оперативную информацию по нескольким видам геофизических наблюдений, включающих вариационные и абсолютные магнитные измерения, измерения уровня космического шума, вертикальное и наклонное зондирование ионосферы.
    Вся измерительная аппаратура, через каналы цифровой связи, взаимодействует с сервером сбора геофизических данных, установленным в ААНИИ. Распределенная вычислительная сеть позволяет осуществлять дистанционный контроль и управление измерительными комплексами.
    В настоящее время сотрудниками отдела активно проводятся работы по дальнейшей модернизации геофизической сети, расположенной в Арктике и Антарктике, совершенствуются системы сбора и накопления информации, разрабатываются алгоритмы обработки оперативных данных и представления их потребителям.


35.  Сормаков Д.А., Янжура А.С.
Структура и функции сервера геофизических данных ААНИИ
Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт, С.Петербург.

    Принимая во внимание постоянно увеличивающийся объем оперативной и исторической информации, поступающей с полярных геофизический станций, возникла острая необходимость построения современного сервера данных. Вычислительный геофизический комплекс, установленный в ААНИИ, состоит из двух серверных машин, на одной из которых организованы процессы обмена данными, на другой - обработка поступающей оперативной и исторической информации.
    Накопление результатов геофизических измерений производится на дисковом хранилище, для долгосрочного хранения больших объемов данных организована система резервного копирования.
    Программное обеспечение для вычислительного комплекса создается с учетом особенностей сетевого взаимодействия измерительной аппаратуры, установленной на полярных геофизических станциях, и коммуникационных протоколов, поддерживаемых существующими каналами связи.
    Оперативная информация, поступающая с пунктов наблюдения, проходит стадии оперативного контроля, на которых выявляются возможные ошибки форматов информационных блоков, и сохранения в реляционной базе данных.
    В дальнейшем производится обработка первичных данных. На данном этапе производятся расчеты индексов геомагнитной активности, уровня поглощения космического шума, предварительная обработка ионограмм и т.п.
    Первичная информация и результаты ее обработки немедленно отправляются потребителям в рамках договоров об обмене данными.
    Все вычислительные процессы, организованные на сервере, полностью автоматизированы. В настоящее время разрабатывается программная система мониторинга поступающей информации, которая позволит оперативно оценивать состояние как измерительных систем, развернутых на станциях, так и работоспособность каналов связи.
    Серверный комплекс отдела геофизики позволяет максимально эффективно решать задачи по автоматизированному сбору и обработке геофизической информации, поступающей с сети наблюдательных станций, в режиме реального времени.


36. Калегаев В.В., Баринова В.О., Баринов О.Г.
Центр данных космического мониторинга НИИЯФ МГУ
НИИЯФ МГУ

    В НИИЯФ МГУ создан Центр данных космического мониторинга. Он представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из серверов производства НР, вычислительного кластера и высокопроизводительной системы хранения HP EVA8400. Для организации хранения данных используется СУБД Oracle. Центр данных предназначен для хранения и распространения информации, получаемой в ходе космических экспериментов, прежде всего, связанных с изучением радиационного состояния околоземного космического пространства. На данный момент в базах данных центра хранится информация, полученная в ходе 11 космических миссий, в том числе ныне действующих: Метеор М1 и Электро Л1. На борту спутников установлена аппаратура НИИЯФ для регистрации потоков электронов и протонов с энергией от 50 эВ до сотен МэВ. Главной составной частью центра является программный комплекс, выполняющий загрузку с пункта приема и обработку космической телеметрии. Поступающая информация оперативно обрабатывается в Центре данных космического мониторинга НИИЯФ МГУ и используется для текущего анализа радиационных условий в околоземном космическом пространстве. Наряду с расшифровкой данных происходит расчет орбит спутников в разных системах координат и запись данных в таблицы базы данных. Прием, обработка и загрузка данных происходит в автоматическом режиме по заданному расписанию. Для доступа к данным создан англоязычный информационный портал, http://smdc.sinp.msu.ru, который позволяет осуществлять запросы к базе данных через web-формы. Запросы обрабатываются на стороне сервера, что существенно снижает нагрузку на линии связи. В качестве терминалов могут выступать, в том числе, различные мобильные устройства. Наряду с данными, сайт предоставляет доступ к моделям, разработанным в НИИЯФ, а также к специализированным научным архивам, полученным в результате научной обработки баз данных (каталоги магнитных бурь, протонных возрастаний и т.д.). Последние полученные данные отображаются на первой странице сайта в течение нескольких минут после поступления информации. На базе сайта создана уникальная, полностью автоматизированная система для расчета радиационных условий на траекториях низкоорбитальных спутников во время событий СКЛ. Система позволяет рассчитать энергетические спектры по данным измерений потоков энергичных частиц спутниками GOES с использованием моделей геомагнитного обрезания в зависимости от уровня геомагнитной возмущенности.


37. Пилипенко В.А.
Электромагнитные аспекты технологической безопасности в Арктике и Антарктике
Институт физики Земли РАН

    Исследования состояния околоземной космической среды, кратко именуемое “космическая погода”, выходят за рамки чисто академического интереса по мере возрастания количества проблем, связанных с нарушениями нормального функционирования тех или иных технических систем. К ним относятся сбои спутниковых и авиационных систем, частичные или полные отключения электроэнергии, нарушения сигналов GPS/GLONASS, помехи в радиокоммуникации. Чем шире внедряются передовые технологии, тем чувствительнее для экономики и жизнедеятельности становятся их сбои и выходы из строя. Протяженным магистральным линиям электропередачи свойственна повышенная вероятность нарушений под воздействием токов, наводимых геомагнитными бурями. Эксплуатация летательных аппаратов на высотах порядка 20 км, повышает риск облучения экипажа и пассажиров при возмущенной космической погоде. Известны многочисленные примеры катастрофических последствий некоторых событий космической погоды, имевшие место в США, Канаде, Англии и Японии (Bolduc, 2002). Изменчивость факторов космической погоды и возмущающее их воздействие на окружающую среду являются естественной нормой, и их невозможно избежать, но необходимо знать и учитывать. При решении инженерных проблем знание характера параметров космической погоды, диапазона их изменений необходимо для усовершенствования используемых и грамотной разработки новых технических средств.

    Влияние космической погоды на наземную технологическую инфраструктуру
    Одним из наиболее существенных факторов космической погоды для наземных технологических систем являются электрические токи, индуцируемые в поверхностных слоях Земли при резких изменениях ионосферных токов и геомагнитного поля, называемые geomagnetically induced currents (GIC). Эти резкие изменения опасны для протяженных трубопроводов (Boteler, 1997; Pulkkinen et al., 2001), магистральных кабельных линий, протяженных высоковольтных линий электропередач, железнодорожного оборудования, морских коммуникационных кабелей, телефонных и телеграфных линий (Pirjola et al, 2005), особенно если вышеперечисленные системы вытянуты в долготном направлении.
    Наиболее интенсивные токи (до сотен ампер) возбуждаются на авроральных широтах при магнитных бурях и суббурях. Общее количество энергии, выделяющейся во время полярных сияний, при магнитной буре средней интенсивности составляет ~1400 ГВт, что почти вдвое превышает мощность всех электростанций США. Квази-постоянные наведенные токи вызывают насыщение, перегрев и даже повреждение высоковольтных трансформаторов на электрических подстанциях (Erinmez et al, 2002). Воздействие GIC на линии электропередач зависит не только от величины возмущения, но и от геометрии и структуры сети. Поэтому оценка возможных эффектов для каждой конкретной системы представляет собой сложную отдельную задачу. В мировой электроэнергетике наблюдается тенденция к переходу от существующих систем с напряжением 200-700 kВ к более высоковольтным и низко-резистивным линиям передач для уменьшения потерь. Однако такие протяженные низкоомные линии будут более подвержены воздействию квази-постоянных GIC. Постоянное расширение высоковольтных энергетических сетей, рост связей между ними, увеличение нагрузки ведут к повышению вероятности аварийных ситуаций при сильных магнитных бурях и суббурях.
    Наиболее активные проявления геомагнитных возмущений и наведенных токов наблюдаются на авроральных широтах, поэтому в передовых северных странах (США, Канада, Великобритания, Скандинавские страны) с 1970-х годов начались исследования по влиянию GIC на наземные технологические системы и возможным мерам уменьшения негативных последствий (Boteler et al, 1998). Не меньшую опасность эти факторы предоставляют для безопасной работы технологических систем в Российской Арктике, т.к. Россия располагает самыми протяженными нефтегазопроводами и линиями электропередач. Однако уровень и размах отечественных исследований явно отстает от работ в других странах. Проблема усугубляется тем, что информация о происшедших сбоях в работе систем являются служебной, и не предоставляется открыто для скрупулезного научного анализа.
    Космическая погода и вызванные ей глобальные электромагнитные возмущения представляют опасность и для трубопроводов в Арктике, т.к. большая их часть имеет протяженность в долготном направлении. Наведенные токи вызывают кумулятивный эффект, приводящий к ускоренной коррозии трубопроводов. На большинстве трубопроводов для защиты от коррозии используется катодная защита, поддерживающая отрицательный потенциал трубы относительно земли. Под действием токов GIC это распределение потенциала сильно искажается, что резко увеличивает скорость коррозии во время геомагнитных бурь (Gummow, 2002), и в конечном счете приводит к сокращению срока эксплуатации трубопровода. Косвенно, геомагнитные возмущение могут повлиять на измерения катодного потенциала защиты, и тем самым привести к работе при неоптимальных параметрах защиты. Кроме того, западные нефтяные и газовые компании начинают учитывать помехи, вносимые геомагнитными возмущениями, при геофизической разведке и бурении.    

    Безопасность систем навигации в Арктике
    Спутниковые навигационные системы подвержены возмущающему воздействию физических условий, складывающихся в околоземном пространстве. Так точность систем навигации, использующих сигналы очень низких частот (LORAN, OMEGA) зависит от знания действительной высоты нижней границы ионосферы. Быстрые вертикальные изменения этой границы во время солнечных вспышек и магнитных бурь могут внести ошибки порядка нескольких километров в определение местоположений. В сильно возмущенной ионосфере может происходить потеря сигнала глобальных навигационных систем GPS/GLONASS. Таким образом, технологии спутниковых навигационных систем для достижения необходимой точности потребуют лучшего обеспечения информацией об условиях космической погоды, чтобы избежать обусловленных ими ошибок.

    Влияние геофизических факторов на надежность спутниковых систем и запусков космических аппаратов на высоких широтах
    Эффекты и механизмы негативного воздействия космических факторов на функционирование космических аппаратов, находящихся на разных типах орбит, активно изучаются в последние десятилетия. Количество отказов возрастает после солнечных вспышек и во время магнитных бурь, когда на несколько порядков увеличиваются потоки частиц разных энергий в околоземном пространстве [Pilipenko et al., 2005; Романова и др., 2005]. Высоко-энергичные протоны и ионы солнечных вспышек вызывают разрушение солнечных панелей, вызывают нарушения в работе оптических датчиков ориентации, создают объемных заряд в материале спутников. Со своей стороны, потоки магнитосферных электронов приводят к дифференциальной зарядке поверхности спутника, пробоям диэлектриков, повреждают интегральные электронные схемы. Известны многочисленные примеры серьезных нарушений в работе спутниковых систем, вплоть до их полной потери, во время магнитных бурь [Lanzerotti, 2001]. Миниатюризация электроники, вызванная необходимостью уменьшения веса и объема бортовой аппаратуры, подвергает опасности пагубного воздействия на ее компоненты высокоэнергичных частиц, особенно на высоких широтах.
    Нельзя исключить возможности влияния факторов космического окружения на космические аппараты во время запуска и выведения на орбиту. С 1957 г. по 2005 г. в мире с различных космодромов было произведено более 4500 запусков космических аппаратов, из которых более 400 оказались аварийными, что не позволило запускаемым спутникам функционировать в расчетном режиме и привело к огромным финансовым потерям. Попытка такого статистического исследования была предпринята в [Романова и др., 2010]. Были обработаны данные о всех запусках с космодрома Плесецк, который находится на авроральных геомагнитных широтах, где проявления космической погоды значительно сильнее, чем на средних и низких широтах. Всего с данного космодрома было проведено 1544 запуска, из которых 52 оказались аварийными. Статистический анализ показал, что вероятность аварийного запуска увеличивается в несколько раз в летние месяцы во время сильных магнитных возмущений.

Перспективы дальнейших исследований
    Необходима разработка компьютерной системы, способной заблаговременно предсказать ключевые параметры космической погоды, критичные для технологических систем в арктических широтах:

- интенсивность наведенных токов в элементах заданной энергетической или

трубопроводной сети;

- потоки релятивистских электронов в районе геостационарной орбиты.

    Разрабатываемая система должна опираться на существующие модели земной магнитосферы, ионосферы, проводимости земной коры, космической радиации и др. Входными параметрами послужат данные в реальном времени с межпланетных спутников на линии Земля-Солнце (АСЕ, SOHO). Эти данные дадут возможность с упреждением 30-90 мин рассчитать интенсивности и длительности токов, которые будут наведены в заданной технологической системе, и предсказать интенсивность космической радиации. При разработке такой системы надо будет максимально широко использовать программы США и Европейского Сообщества по космической погоде, что позволит существенно уменьшить финансовые и материальные затраты. Работа должна иметь межведомственный характер, учитывать интересы и наработки как академических институтов (ИФЗ, ИЗМИРАН, ИКИ, ИСЗФ), так и ведомственных институтов, энергетических и нефтяных компаний. Информация, предоставляемая международными прогностическими центрами по космической погоде, должна будет адаптирована к нуждам использования Российской Арктики. Разрабатываемая система будет предупреждать о ситуациях, которые могут повлиять на работу и надежность орбитальных и наземных технических систем. В дальнейшем, она должна стать элементом всероссийской межведомственной структуры, обеспечивающей наблюдения, диагностику и прогноз состояния окружающего пространства, необходимые для своевременного прогноза воздействия на технические системы.
    В частности, на базе существующих наработок возможно:

- Вероятное предсказание геомагнитной бури с заблаговременностью 1-3 дня на

основе спутниковых наблюдений за активностью Солнца, и оперативное предсказание

момента и интенсивности магнитной бури с заблаговременностью 30-60 мин на основе

спутниковых наблюдений в точке L1 (~200 радиусов Земли);

- Создание статистической модели для оценки возможных значений переменного

магнитного поля, электрических полей и токов в ионосфере, и в конечном счете наведенных

земных токов (GIC) для региона Российской Арктики при различных параметрах

космической погоды;

- Создание численной модели сети, дополненной моделью проводимости земной

коры, для расчета величины GIC в отдельных элементах сети. Подобного рода модели

созданы для отдельных сетей в Северной Америке и Северной Европе, и эти модели будут

адаптированы к выбранной сети в Российской Арктике. Выявление с помощью

синтетической модели слабых элементов сети по отношению к GIC;

- Оперативный прогноз возможности критических уровней GIC, который может быть

использован операторами сетей для принятия необходимых мер для снижения риска

катастрофических последствий: уменьшения нагрузки, подключения емкостной защиты, и

т.п.

- Моделирование заданной ветки трубопроводов и расчет ожидаемого распределения

потенциалов в системе труба-Земля с учетом топологии трубопровода и его

неоднородностей. Располагая расчетами отклика потенциалов и токов вдоль трубопровода на

GIC инженеры смогут полно представить поведение катодной защиты при магнитных бурях

и учесть его при дальнейшей эксплуатации;

- Создание математической модели для предсказания уровня потоков релятивистских

электронов на геостационарной орбите в зависимости от параметров межпланетной среды;

        Литература к проекту

1. Романова Н.В., В.А. Пилипенко, Н.В. Ягова, А.В. Белов, Статистическая связь частоты сбоев на геостационарных спутниках с потоками энергичных электронов и протонов, Космические исследования, 43, N3, 186, 2005.
2. Романова Н.В., Чиженков В.А., Пилипенко В.А., Возможная связь аварий при запусках КА с космодрома Плесецк с высокоширотными геомагнитными возмущениями, Геомагнетизм и Аэрономия, 49, №1, 111, 2009.
3. Bolduc L., GIC observations and studies in the Hydro-Quebec power system. J. Atmos. Sol. Terr. Phys., 64, 1793, 2002.
4. Boteler D.H., Pirjola R.J., Nevanlinna H., The effects of geomagnetic disturbances on electrical systems at the Earth’s surface. Adv. Space. Res., 22, 17-27, 1998.
5. Erinmez I.A., Kappenman J.G., Radasky W.A., Management of the geomagnetically induced current risks on the national grid company’s electric power transmission system. J. Atmos. Sol. Terr. Phys., 64, 743, 2002.
6. Gummow R.A., GIC effects on pipeline corrosion and corrosion-control systems. J. Atmos. Sol. Terr. Phys., 64, 1755, 2002.
7. Lanzerotti L.J., Space weather effects on technologies. In: Space Weather. AGU, Geophysical Monograph, 125, 11, 2001.
8. Lehtinen M., R. Pirjola, Currents produced in earthed conductor networks by geomagnetically- induced electric fields, Annales Geophysicae, 3, 479, 1985.
9. Pirjola R., Kauristie K., Lappalainen H., Viljanen A., Pulkkinen A., Space weather risk. Space Weather, 3, S02A02, 2005.
10. Pilipenko, V., Fedorov E., Mursula K., Pikkarainen T, Generation of magnetic noise bursts during distant rocket launches, Geophysica, 41, 57, 2005.
11. Pilipenko V., N. Yagova, N. Romanova, J. Allen, Statistical relationships between the satellite anomalies at geostationary orbits and high-energy particles, Advances in Space Research, 37, 1192, 2006.
12. Pulkkinen A., et al., Modelling of space weather effects on pipelines, J. of Applied Geophysics, 48, 233, 2001.
13. Thomson A.W. P., A.J. McKay, E. Clarke, S.J. Reay, Surface electric fields and geomagnetically induced currents in the Scottish Power grid during the 30 October 2003 geomagnetic storm, Space Weather, 3, S11002, 2005.
14. USA National Space Weather Program. The Implementation Plan. FCM-P31-1997. Washington, DC. January 1997, 104 p.

38. Ишков В.Н.
Солнце в фазе максимума текущего 24 цикла СА: основные характеристики и особенности развития
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН им. Н.В.Пушкова, г. Троицк МО

    Рассмотрены основные характеристики и ход эволюции текущего 24 цикла СА после 41 месяца развития, когда он без всяких сомнений вступил в фазу максимума активности. Для достоверных солнечных циклов фазу максимума можно определить, как период времени, когда значения сглаженных чисел Вольфа лежат в пределах 15 % от величины максимума данного солнечного цикла. В тоже время кривая развития текущего солнечного цикла проходит ниже цикла 14 – самого низкого из достоверных. Запуск солнечной обсерватории SDO позволил с очень высоким пространственным и временным разрешениями начать изучение солнечных вспышек малых, средних (146) и больших (28) баллов, в том числе 14 протонных событий, выявить предполагавшиеся связи между вспышками и выбросами солнечных волокон и подтвердить глобальный характер даже не мощных вспышечных явлений. Привлечение наблюдательных данных космических обсерваторий STEREO даёт возможность исследовать вспышечные события с разных точек пространства и получать трёхмерную картину развития событий. В то же время, геоэффективность солнечных вспышечных явлений и корональных дыр остаётся аномально низкой: и за эти 3 года не зарегистрировано ни одной очень большой магнитной бури (Ap≥100), всего две больших магнитных бурь (Ар≥70) и лишь четыре солнечных протонных событий (Epr>10 MeV) с потоком протонов больше 100 p.f.u.


39. Сахаров Я.¹, Ю.Катькалов Ю.¹, Селиванов В.², Баранник М.², Вильянен А.³
Регистрация эффектов космической погоды в энергетических системах Северо-Запада
России. Проект EURISGIC
1_{ПГИ КНЦ РАН}
2_{ЦФТПЭС КНЦ РАН}
3_ФМИ

    Токи индукционного характера (ГИТ), возникающие в линиях электропередач в периоды развития сильных геомагнитных возмущений, представляют определенную угрозу для работы энергетических систем. Европейской комиссией в рамках FP7 финансируется исследования риска для энергосистем Европы от воздействия геомагнитных возмущений. В рамках проекта нами организована непрерывная регистрация ГИТ на подстанциях энергосистемы на Северо-западе России. Получаемые данные в режиме, близком к реальному времени, используются для проверки модели распределения токов в сетях электропередач. Работа поддержана Седьмой рамочной программой ЕС (FP7/2007-2013 GA no 260330)


40.  Сидоров Р.В., Соловьев А.А., Богоутдинов Ш.Р., Агаян С.М., Шулья А., Гвишиани А.Д.
Система автоматизированного контроля качества магнитограмм
Геофизический центр РАН, Москва

    Алгоритмы, разработанные в лаборатории математического анализа геомагнитных данных Геофизического центра РАН, направлены на распознавание возмущений с заданной морфологией на временных рядах. Эти алгоритмы были применены к данным сети ИНТЕРМАГНЕТ с 1-минутной и 1-секундной дискретизацией с целью распознавания искусственных возмущений на магнитограммах. Мировая сеть обсерваторий ИНТЕРМАГНЕТ – основа геомагнитного мониторинга, и требования надёжности
регистрируемых данных очень высоки. Поэтому важной задачей является объективное и формализованное распознавание и дальнейшее устранение возможных антропогенных аномалий на записях. Алгоритмы SP и SPs для обнаружения выбросов и алгоритм JM для распознавания скачков базовой линии созданы для обработки данных с 1-минутной, 1- секундной и меньшей дискретизацией. Результаты обучения и экзамена показали. Что алгоритмы SP, SPs, JM достаточно эффективны в распознавании практически всех искусственных выбросов и скачков, обнаруженных экспертами-интерпретаторами вручную. Это также дает возможность ретроспективного анализа и контроля качества магнитограмм, доступных в Мировых центрах данных Международного совета по науке.
    В настоящий момент в Геофизическом центре РАН происходит создание регионального узла геомагнитных данных. Особенностью этого узла является автоматизированная система распознавания искусственных возмущения на поступающих магнитограммах в реальном времени. Такая система будет обеспечивать контроль качества геомагнитных данных, приходящих с обсерваторий российско-украинского сегмента ИНТЕРМАГНЕТ. Система включает в себя: 1) алгоритмические модули; 2) базу данных MySQL для работы с данными, их хранения и доступа к ним; 3) программу расчёта базовой линии с интерактивным веб-интерфейсом. События, распознаваемые алгоритмами контроля качества на приходящих данных, также хранятся в базе данных. Для каждой обсерватории база данных содержит таблицу с общей справочной информацией. Справочная информация включает в себя название обсерватории, её IAGA-код, географические координаты, часовой пояс, научное учреждение, к которому она относится, сведения об аппаратуре (протонный магнитометр, вариометр и ориентация его датчиков), о форматах приходящих данных и некоторые другие сведения. Также для каждой обсерватории присутствуют таблицы для предварительных, квазиокончательных и окончательных данных, а также таблицу значений базовой линии. Программа расчёта значений базовой линии для всех компонент магнитного поля создана для обработки абсолютных измерений, производимых на обсерватории регулярно.

41. Зайцев А.Н., Петров В.Г., Амиантов А.С.
Открытые системы мониторинга геофизических явлений в высоких широтах: развитие и перспективы
Институт Земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Троицк, МО

    По мере освоения Арктики, а также расширения практической деятельности в космосе, требуются все более детальные сведения о характеристиках ионосферно- магнитосферных токовых систем, особенно в высоких широтах в период магнитных бурь. Эффекты магнитных бурь проявляются на земле и в космосе самым различным образом, в том числе в виде наличия помех при точной GPS навигации, приводят к сильным индукционным токам в газопроводах и энергетических сетях, приводят к существенным ошибкам при наклонном бурении, при реализации электромагнитных методов геофизической разведки. Отсюда возникает проблема точного описания состояния магнитного поля в виде открытой справочно-информационной системы, используемой как для научных изысканий, так и для практических работ. Поэтому идет процесс развития и создания открытых справочно-информационных систем мониторинга геофизических явлений в высоких широтах, которые служат основой системы прогноза космической погоды на региональном уровне и использоваться как инструмент контроля возможных рисков под воздействием космической погоды. Ведущей в мире системой мониторинга космической погоды является центр в Боулдере, США. С использованием огромных открытых ресурсов центра в Боулдере развивается сеть центров в других странах, а также строится сеть тематических информационных систем по отдельным видам наблюдений и по сложным системам спутниковых и наземных инструментов.
    В докладе приведен обзор действующих систем мониторинга геофизических явлений в высоких широтах. Как правило, все системы строятся с опорой на возможно полную сеть пунктов наблюдений, покрывающих целиком полушарие или выбранный регион. К сожалению, не всегда удается обеспечить необходимое покрытие.
    При постановке задачи регионального мониторинга в высоких широтах дается оценка развития и применения этих систем в практике геофизических исследований. Как перспективное развитие в этом случае можно рассмотреть задачу создания справочно- информационной системы «Полярная геофизика Ямала». Организация сервера и пользовательского интерфейса для открытой справочно-информационной системы «Полярная геофизика Ямала» будет выполнена с соблюдением принятых в сети Интернет требований к открытым справочно-информационным системам.
    Сеть пунктов наблюдений используется как основа виртуальных обсерваторий, данные которых служат исходной базой данных для основной системы в целом. В докладе приводятся первые результаты разработки таких систем для высоких широт. Создан определенный задел на будущее, разработаны алгоритмы анализа и представления данных в реальном времени под задачи прогноза космической погоды (http://serv.izmiran.ru/). В качестве тестовой площадки рассмотрены проблемы создания виртуальной магнитной обсерватории, охватывающей территорию Ямала, в которой информация собирается в режиме реального времени. Создание такой обсерватории позволит учесть факторы внешнего космического воздействия и их влияние на технологические системы. Имеется запрос на такую информацию от геофизических организаций на Ямале, и реализация таких запросов может быть выполнена в рамках разрабатываемого Ситуационного центра губернатора ЯНАО.

42. Веселовский И.С.^1,2, Лукашенко А.Т.¹, Яковчук О.С.¹
Создание и использование базы данных о геомагнитных бурях с немонотонным развитием.
1_{Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ}
2_{Институт космических исследований РАН, Москва}

    Создана специализированная база данных для исследования геомагнитных бурь с немонотонным развитием в 23-м солнечном цикле. Геомагнитные бури при всей схожести их основных элементов развития и динамики отличаются большим разнообразием глобальных, региональных и локальных свойств. Одна из важных характеристик – возможная множественность возмущений на фазе развития и на фазе восстановления. Главная фаза и фаза восстановления может иметь монотонный или немонотонный вид с несколькими интенсификациями, которые обусловлены сложной суперпозицией от одного до нескольких межпланетных возмущений и отвечающих им процессов внутри магнитосферы. Представлены статистические данные о геомагнитных бурях с различным числом интенсификаций на основе этой базы данных.


43. Алексеев В.А.
Генерация тяжелых углеводородов в мантии и их возможная связь с подпиткой их северных месторождений
Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований, (ТРИНИТИ) Троицк, МО

    Динамика глобальных геологических процессов в литосфере определяется медленными конвективными процессами в мантии, обеспечивающими массообмен и теплоперенос. Конвективные ячейки с характерными размерами порядка тысяч километров генерируются одновременно с малыми ячейками размером порядка 100 км. В зоне соседства больших и малых ячеек должен наблюдаться переход материала в сверхпластичное состояние [Alekseev, Getlink, 1979]. Оно характеризуется образованием мелкодисперсной структуры с выделением тепла и повышенной дегазацией. В этой области должен наиболее интенсивно идти синтез углеводородов, включая тяжелые.
    Эта идея была положена в основу проводимых нами экспериментов. Прямые лабораторные эксперименты в герметичных ампулах, при соответствующих этой области высоких давлениях и температурах, выявили наличие тяжелых углеводородов [Кучеров, Бенделиани, Алексеев, Кеннин, 202а, б]. В природе синтез тяжелых углеводородов, идущий с выделением энергии, и переход в сверхпластичное состояние, также сопровождающийся выделением энергии, должны создавать в интересующей нас области аномально высокие давления. Это создает условия для прорыва сжатого газа с тяжелыми углеводородами в верхние горизонты мантии. В местах прорыва должны образовываться выпуклости коры, в которых локализуются углеводороды глубинного происхождения. В этих же районах можно ожидать образования (более мелкомасштабных) месторождений углеводородов органической природы, поскольку сама выпуклость представляет собой поршень, выжимающий рассеянные углероды из вышележащих слоев коры.
    Эксперименты показали, что имеются два процесса: тяжелые углеводороды в твердой фазе, а легкие в свободном состоянии. Они быстро поднимаются в коровое пространство Земли и могут подпитывать углеводородные газы и нефти.




14. Морозов О.В., Никольская Р.
КОСМОСКАН - агрегатор космофизических экспериментальных данных.
НИИЯФ МГУ

    Система КОСМОСКАН строится как универсальный, масштабируемый вычислительный ресурс, позволяющий проводить корреляционный многопараметрический анализ космофизических данных, как на головном сервере системы, так и во внешних программных средах посредством интерфейса программирования приложений многоуровневых компонентов. Система позволит связывать в единой базе данные телеметрии от разных изделий по алгоритмам и правилам, устанавливаемым конкретным исследователем. Обработка и анализ осуществляются с помощью веб-интерфейса или приложений, предоставляемых самой системой, либо собственными веб-интерфесами и приложениями, написанными исследователем по правилам и методикам, разработанным авторами описываемой системы.
    Результатом технической части проекта на первом этапе станет единая (в части сквозной функциональности) система, обеспечивающая:

- организацию автоматизированного импорта в систему стандартизированных данных физических экспериментов различных типов;

- преобразование данных для статистического анализа и генерации отчетов;

- генерация различных текстовых и графических отчетов по полученным данным в режиме реального времени;

- периодическая, персонально настраиваемая генерация отчетов подписчикам системы с передачей их по общепринятым протоколам;

- мониторинг отдельных параметров с нотификацией подписчика по электронной почте и СМС о выходе/входе значений параметра за/в указанные пределы;

- экспорт данных для дальнейшей обработки вне системы;

- интуитивно-понятная программная среда, позволяющая переводить формулы и логическую цепочку преобразований, вводимых пользователем, в читаемый системой программный код.

   

15.  Поддельский И.Н., Поддельский А.И.
Помехи искусственного происхождения на записях параметров геомагнитного поля
Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН,

    В данном сообщении рассмотрены проблемы проведения магнитных наблюдений в геофизической обсерватории «Магадан» ИКИР ДВО РАН, расположенной в п. Стекольный Магаданской области (60°N, 151°E).Обсерватория осуществляет работу по двум научным направлениям:

- исследование и прогноз распространения радиоволн в диапазоне 0.01-300 МГц.

- исследование параметров солнечной активности, магнитосферы, ионосферы и электромагнитных проявлений сейсмоактивности.

    Для выполнения этих работ обсерватория располагает приемно-регистрирующей аппаратурой и ЛЧМ-передатчиком декаметрового диапазона, автоматической ионосферной станцией с представлением информации в цифровом виде (АИСЦ), магнитовариационными станциями ЦМВС-6, FRG-601G, феррозондовыми магнитометрами проекта MAGDAS, индукционным магнитометром, магнитной обсерваторией стандарта INTERMAGNET, панорамной оптической камерой неба, станцией космических лучей (СКЛ).
    В условиях повышенного электрического сопротивления подстилающей земной поверхности отмечено существенное влияние на результаты измерений электромагнитных помех промышленного и бытового происхождения. В качестве примера представлены результаты измерений элементов геомагнитного поля в разных условиях. Определены суточные вариации параметров магнитного поля (компонент H, D, Z, T) при наличии и изменении электромагнитных помех промышленного и бытового происхождения. Рассмотрены и проблемы совместимости отдельных видов наблюдений. Отмечено, что при работе передатчика наклонного зондирования (ЛЧМ) возникают большие шумы на записях параметров геомагнитного поля магнитной станции стандарта INTERMAGNET, особенно на Z-компоненте. Относительная величина этой помехи изменяется в течение суток, месяца и сезона. Высказано и исследовано предположение, что эти помехи определяются интерференционными эффектами между частотами передатчика и несущими частотами в феррозондах, а их изменение во времени вызвано сезонными изменениями проводимости подстилающей поверхности. Предложены возможные меры для уменьшения помех промышленного и бытового происхождения, а также электромагнитных помех из-за несовместимости различных видов наблюдений.


16. Поляков С.В., Ермакова Е.Н., Щенников А.В.
Мониторинг регулярного шумового фона и спорадических эмиссий аврорального происхождения на магнитном локаторе НИРФИ
Научно-исследовательский радиофизический институт, Н. Новгород, Россия.

    Традиционный мониторинг геомагнитной активности ведется на международной сети геомагнитных обсерваторий и ориентирован на регистрацию сравнительно интенсивных спорадических вариаций магнитного поля магнитосферного и ионосферного происхождения на частотах ниже первого шумановского резонанса. Минимальный уровень низкочастотного электромагнитного шумового фона в магнитной компоненте на частотах f ≥ 1 Гц определяется планетарной грозовой активностью. Постановка в Научно-исследовательском радиофизическом институте (НИРФИ) регулярных наблюдений магнитного грозового фона фактически с момента включения приемной аппаратуры (1985 г.) привела к обнаружению ионосферного альвеновского резонатора (ИАР) в виде резонансной структуры спектров (РСС) усредненного шумового фона. Эти наблюдения продолжаются по настоящее время как в НИРФИ, так и в ряде зарубежных геомагнитных обсерваторий. За прошедший период времени были установлены основные морфологические свойства РСС и разработана теоретическая модель формирования РСС, учитывающая все значимые параметры среды. Морфологически выделена особенность усредненных спектров в виде одиночного широкополосного максимума на частотах ниже первого шумановского резонанса и также  разработана модель его формирования. Обнаружена «тонкая» резонансная структура, природа которой пока не ясна.
    В последние годы сделан еще один шаг в повышении качества геофизической информации при измерениях естественного низкочастотного магнитного поля. А именно разработан и протестирован на ряде задач, связанных с мониторингом низкочастотных электромагнитных шумов, региональный магнитный локатор. Впервые термин «магнитная локация» был введен Ю.А.Копытенко с соавторами.
    Предложена магнитная градиентометрическая установка – градиентометр, состоящая из трех трехкомпонентных магнитовариационных станций, размещенных на земной поверхности в вершинах треугольника и разнесенных на малые расстояния (несколько километров). По соотношению амплитуд и времен прихода характерных особенностей пульсаций в различных приемных пунктах можно определять направление на источник геомагнитных пульсаций. Магнитный локатор НИРФИ по своим параметрам и, соответственно, возможностям существенно отличается от описанного в литературе аналога. Три приемных пункта размещены на полигонах НИРФИ в Нижегородской области, имеющих необходимую инфраструктуру для размещения и обслуживания оборудования.
    Пункты разнесены на 150 км в направлении восток-запад и на 70 км в направлении север-юг. Подобный разнос позволяет осуществлять локацию «жемчужин», распространяющихся из авроральных широт в ионосферном магнитозвуковом волноводе. С 2011 года на магнитном локаторе ведется мониторинг естественных шумов. В докладе приводятся первые результаты наблюдений.
    Работа выполнена при поддержке РФФИ гранты №№ 11-02-97101 р_поволжье_а, 11-02- 97104 р_поволжье_а.


17. Волкомирская Л.Б., Варенков В. В., Голявин А. В., Резников А.Е., Сахтеров В.В.
Региональная система связи, функционирующая в коротковолновом диапазоне.
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова, РАН, г. Троицк МО

    При исследовании регионов с низкой плотностью населения и неразвитой инфраструктурой большое значение имеют средства связи, позволяющие организовывать передачу информации как внутри региона, так и за его пределы.
    Одной из реально существующих альтернатив спутниковым радиорелейным и УКВ каналам передачи информации является система связи в диапазоне частот 1-30 Мгц. Её универсальность обеспечивает как передачу информации по наземному лучу внутри региона, так и по ионосферному каналу связи на расстояние в тысячи километров. Применительно к условиям полуострова Ямал имеющего линейную протяжённость 700 на 250 километров такая система сбора и передачи информации позволит поддерживать постоянную связь между двумя любыми точками на полуострове. При передаче информации на частотах 1-2 Мгц по земному лучу над земной поверхностью за счёт эффекта рефракции уверенная дальность приёма около 150- 200 км., а над морской поверхностью до 500-600 километров. При этом качество канала связи слабо зависит от погодных условий и состояния ионосферы. При передаче информации через ионосферу качество канала связи существенно зависит от степени возмущённости ионосферы и приёмо передающая аппаратура должна быть дополнена одним ионозондом вертикального зондирования на весь полуостров для обеспечения оперативного прогноза.
    При использовании современных способов формирования сигнала скорость передачи (например ФКМ-модуляции) информации в цифровом или аналоговом виде как по земному, так и по ионосферному лучу может составлять 9.6 кбит/сек.


18.  Рожков Л.С., Афонин В.В.
Концепция прибора для непрерывного мониторинга ионосферной плазмы и выявления редких ионосферных явлений.
ИКИ РАН

    Существует целый ряд редких, мелкомасштабных ионосферных явлений, изучение которых необходимо для уточнения моделей ионосферы и предсказания некоторых негативных явлений в техносфере; например, образование поляризационных джетов может сигнализировать о появлении геомагнитно-индуцированного тока в протяженных линиях электропередач и трубопроводах. Для изучения подобных явлений необходим долговременный спутниковый мониторинг ионосферной плазмы с высоким временным разрешением. Для обеспечения достаточного временного и пространственного покрытия исследовательский прибор должен быть способен устанавливаться на широкий набор спутников в качестве дополнительного оборудования, откуда возникают габаритные и весовые ограничения и ограничения по объему телеметрии. Прибор должен быть максимально автономным, сам отвечать за формирование и хранение своей телеметрии, иметь возможность настраиваться на обнаружение разных ионосферных явлений.
    Предлагается описание концепции прибора для измерения основных параметров ионосферной плазмы (ионная концентрация и температура, векторы дрейфа ионов, температура и концентрация электронов), способного решать указанные выше задачи, обеспечивая как долговременный мониторниг, так и детальное исследование отдельных, редко встречающихся ионосферных явлений, данные о которых передаются с высоким разрешением в почти реальном времени («сразу после пролета»).    
    Апробация предложенных решений будет производиться на разрабатываемом для установки на МКС приборе ДПК-ИПИ. Прибор состоит из двух блоков: блока датчиков (10 датчиков разных типов, аппаратура согласования) и блока цифровой электроники, обеспечивающего обработку полученных данных. ПМО блока цифровой электроники прибора полностью контролирует алгоритм работы каждого датчика, обеспечивает
формирование и хранение полученных пакетов данных, обработку команд телеметрии и выполняет подстройку прибора для достижения наиболее эффективного режима работы.
ПМО прибора состоит из отдельных функциональных программных модулей:

• модуля работы с датчиками, управляющего алгоритмом работы каждого датчика;

• модуля управления экспериментом, обеспечивающего выполнение общей программы эксперимента и командное взаимодействие;

• модуля телеметрии, отвечающего за формирование и хранение данных телеметрии;

• модуля поиска редких ионосферных явлений, обеспечивающего селекцию наблюдаемых ионосферных явлений и реакцию прибора на их обнаружение.

    В докладе представлена структура основных модулей программного комплекса. Приведены алгоритмы работы каждого его компонента. Рассмотрены методы обнаружения основных признаков ионосферных явлений (провалы, пики ионной концентрации и т.д.) в данных, получаемых прибором. Предложены варианты описания на основе этих признаков некоторых явлений, на обнаружение которых может быть настроен прибор. Дано краткое описание общего хода работы над прибором. Созданный в соответствии с представленной в докладе концепцией прибор позволит осуществлять длительный мониторинг ионосферы с обеспечением приемлемого временного разрешения датчиков и детально исследовать определенный набор заданных явлений, не создавая значительную нагрузку на каналы телеметрии, что даст возможность впоследствии использовать подобные приборные комплексы на широком спектре космических аппаратов.


19.  Сергеев И.Ю.^1,2, Чмырев В.М.², Нестеров Б.Ф.²
ТвинСат – обнаружение предвестников природных катастроф путем наблюдения их эффектов в ионосфере и магнитосфере Земли
1_{Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова, РАН, г. Троицк МО}
2_{ЗАО "Технологии Геоскан", Москва}

    ТвинСат представляет собой 2-этапный космический проект, направленный на разработку методов мониторинга и раннего обнаружения природных катастроф (извержения вулканов, тайфуны, землетрясения и т.д.) путем наблюдения их откликов и предвестников в ионосфере и магнитосфере Земли.
    Первый этап включает разработку, запуск на орбиту и 2-летнюю эксплуатацию двух экспериментальных космических аппаратов, микро спутника ТвинСат-1М и нано спутника ТвинСат-1Н, которые будут производить электромагнитные и плазменные измерения магнитосферы Земли, в координации с соответствующими наземными наблюдениями на геофизических полигонах в выбранных активных зонах. Схема, предусматривающая использование двух космических аппаратов с управляемым расстоянием и информационным обменом между ними, обеспечивает получение уникальных данных о пространственной структуре и динамических характеристиках изучаемых явлений, что недоступно односпутниковым системам. Преимущества программы ТвинСат определяются так же комбинированной (наземной и космической) системой сбора данных.
Параметры, измеряемые спутниками ТвинСат-1М и ТвинСат-1Н:

• вектор квазипостоянного электрического поля;

• спектральные и волновые характеристики 6 компонент электромагнитного поля в

УНЧ/КНЧ (0.5-500 Гц) диапазоне;

• спектр и выборочные волновые формы колебаний электрического поля в ОНЧ/НЧ (0.5-

300 КГц) диапазоне; вариации амплитуды и фазы сигналов наземных ОНЧ/НЧ

передатчиков;

• спектр и выборочные волновые формы электромагнитных полей в ОВЧ диапазоне (22-

48 МГц);

• вариации параметров тепловой и сверх тепловой плазмы (0.3-20 эВ);

•энергетическое распределение потоков электронов и ионов в диапазоне 0,3-300 эВ для

двух направлений;

•молниевая активность в подспутниковых зонах (оптические измерения).

Основными продуктами Системы на конечном этапе ее реализации будут являться:

• базы данных с космического и наземного сегментов,

• возможно, краткосрочный прогноз некоторых видов природных катастроф.

Дополнительная информация:
http://www.ucl.ac.uk/mssl/current-projects/formative-projects/twin-sat/twinsat-details
http://www.ucl.ac.uk/mssl/current-projects/formative-projects/twin-sat


20.  Соловьев А.А., Сумарук Ю.П.
Российско-украинский центр сбора геомагнитных данных.
1_{Геофизический центр РАН}
2_{Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины}

    На базе Геофизического центра РАН функционирует российско-украинский центр сбора геомагнитных данных. Основной задачей центра является объединение в единую сеть данных, регистрируемых на магнитных обсерваториях России и Украины. Поступающие данные накапливаются в реляционной БД, что позволяет осуществлять поиск любой сложности при помощи SQL-запросов. Отличительной особенностью центра является автоматизированная система контроля качества поступающих магнитограмм. Система позволяет распознавать техногенные возмущения на предварительных магнитных записях, существенно облегчая процесс подготовки окончательных данных. Дальнейшие планы по развитию центра включают в себя разработку экспертной системы подготовки окончательных данных, создание веб-интерфейса для визуализации и загрузки данных, разработку онлайн-сервисов для контроля качества пользовательских массивов магнитных данных, передачу данных в центр в режиме реального времени и др.


21. Старченко С.В.¹, Иванов В.В.²
Генерация, диффузия и дрейф магнитного диполя в ядре Земли с 1900 по 2010гг.
1_{Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г.Троицк, МО}
2_{ФГБОУ ВПО Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия}

     В гидромагнитных источниках наблюдаемого геомагнитного диполя нами впервые аналитически выделены генерирующая (посредством классического α2 - динамо), дрейфующая (посредством αω - динамо) и диффузионная составляющие, которые характеризуют работу геодинамо и скорости течений в проводящем ядре Земли. Конкретное функциональное описание этих составляющих мы определили методом SOMPI из общепринятой наблюдательной International Geomagnetic Reference Field (IGRF) модели за период с 1900 по 2010гг. Этот метод аппроксимирует временной ряд суммой конечного числа экспоненциальных зависимостей и гармонических зависимостей с изменяющимися по экспоненте амплитудами. Растущей со временем экспоненциальной зависимости сопоставляется генерирующая геомагнитный диполь составляющая, убывающей экспоненциальной зависимости – диффузионная составляющая, а гармоническая зависимость определяет дрейфующую составляющую. Использованная нами в методе SOMPI новая авторегрессионная модель, принципиально отличная от общепринятой, позволила значительно повысить точность аппроксимации анализируемого ряда и получить существенно более точный прогноз развития процесса.
    Нами впервые показано, что главная осевая дипольная компонента подвержена исключительно процессу магнитной диффузии, в результате которого она имеет тенденцию уменьшиться в е раз за 2100 лет. Этот временной интервал позволяет уточнить значение проводимости ядра, грубо оценить конфигурацию токового источника осевого диполя в ядре и минимальное время, отделяющее нас от грядущей инверсии или экскурса. Перпендикулярная оси вращения дипольная компонента на порядок меньше главной осевой компоненты и имеет как генерирующую, так и дрейфующую составляющие, но, практически, не имеет диффузионной составляющей. Дрейфующая составляющая состоит из двух αω - динамо-волн равной амплитуды двигающихся одна на запад, другая – на восток и огибающих Земной шар за 46 тыс. лет. Генерирующая составляющая характеризуется двумя интервалами роста в е раз: 100 и 500 лет, которые позволяют оценить величину α –эффекта, предполагая, что эти интервалы равны скоростям роста кинематического α2 - динамо. Генерирующая и дрейфующая составляющие позволяют также достаточно уверено оценить градиенты скоростей конвекции в ядре, а сами скорости оцениваются при этом грубее, но не хуже чем в предыдущих исследованиях.
  

22.  Харитонов А.Л., Харитонова Г.П.
Глубинное строение земной коры полярных и авроральных областей России по данным пространственно-временных градиентов магнитного поля
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Троицк, МО

    В докладе рассмотрены вопросы интерпретации данных пространственно-временных градиентов, рассчитанных на основе многоуровневых аэромагнитных измерений вдоль региональных профилей «Атрек – Ямал», «Битум» пересекающих территорию Туранской, Западно-Сибирской плит, Урала, Ямала, Таймыра. Показано, что интерпретация многоуровневых аэромагнитных данных позволяет достаточно точно определять координаты месторасположения и глубину проникновения в земную кору сейсмо-тектонических разломов, представляющих опасность для объектов нефтегазового комплекса. Полученные характеристики тектонических разломов подтверждаются комплексом анализируемых независимых геофизических данных (гравиразведки, сейсморазведки и др.). Работа выполнена при поддержке Российского Фонда фундаментальных исследований (грант № 10-05-00343-а)


23. Харитонов А.Л., Харитонова Г.П.
Глубинная структура литосферы антарктических морей по данным решения обратной задачи магнитного потенциала
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Троицк, МО

    Показаны некоторые результаты определения морфологического строения различных слоев разреза литосферы на территории Антарктических морей восточного полушария по данным спутника «MAGSAT», полученным в результате решения обратной задачи магнитного потенциала. Проведен анализ полученных результатов и сделаны выводы о возможном выделении области мантийного плюма, влияющего на распределение различных геофизических Антарктического и Арктического регионов (тепловой поток, радиационный фон, распределение разломных тектонических структур и направления смещения по ним окружающих литосферных плит). Работа выполнена при поддержке Российского Фонда фундаментальных исследований (грант № 10-05-00343-а).


24. Чекрыжов В.М.
Результаты совместных наблюдений геомагнитных пульсаций и метеорологических параметров в условиях г. Обнинска
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-производственное объединение «Тайфун»

    Исследование взаимодействия процессов в атмосфере, ионосфере и магнитосфере остается в настоящее время актуальной задачей. Спутниковые и наземные данные последних лет показывают, в частности, что невозмущенная солнечным ветром ионосфера, а вместе с ней и геомагнитное поле заметно откликаются на синоптические движения атмосферы. Анализ этих данных указывает на необходимость более тщательных теоретических и экспериментальных исследований физики взаимодействия атмосферы, ионосферы и геомагнитного поля.
    В последние годы стали появляться публикации с результатами работ, нацеленных на выявление связей между циклонической активностью нижней атмосферы и реакцией на нее магнитного поля Земли. Однако таких работ все еще мало и носят они фрагментарный характер.
    Целью настоящей работы является продолжение экспериментальных исследований в данном направлении и выявление физического механизма воздействия циклонической активности атмосферы на геомагнитные пульсации на примере среднеширотных наблюдений.
    В работе представлены результаты совместного анализа геомагнитных и метеорологических данных, полученных с помощью оборудования высотной метеомачты и 3-х компонентного феррозондового магнитометра LEMI-025 в осенне-зимний период 2011 г. в г. Обнинске. Для сравнения приведены аналогичные результаты по данным обсерваторий ИЗМИРАН, Борок и Бельск (Польша). Обработке подвергались данные, полученные в периоды минимальных возмущений магнитного поля, связанных с солнечной активностью.
    В процессе корреляционного и спектрального анализа данных проведенного эксперимента была обнаружена устойчивая взаимосвязь между температурой и давлением воздуха с одной стороны и дисперсией компонент геомагнитного поля в инфразвуковом диапазоне частот (~0,0016…3) Гц с другой стороны. Корреляционная связь дисперсии геомагнитных пульсаций с атмосферным давлением отрицательна и достигает значений - 0,66. Для осенне-зимнего сезона коэффициенты корреляции приземной температуры воздуха положительны и лежат в пределах 0,7 – 0,8. Спектр геомагнитных пульсаций подобно спектру турбулентности носит степенной характер.
    Физический механизм данной взаимосвязи, согласно доминирующей среди исследователей гипотезе, довольно сложный и многозвенный. Суть его заключается в следующем.
    При прохождении циклонических вихрей над контролируемой территорией в зонах с сильно пониженным атмосферным давлением, плотной облачностью и осадками усиливается турбулентность внутри облаков за счет выделения большого количества теплоты конденсации. В результате этого процесса генерируются инфразвуковые волны, которые достигая ионосферы, модулируют ионосферные токи, магнитные поля которых регистрируются затем наземной аппаратурой. В случае антициклонов ничего подобного не происходит, и наземная аппаратура регистрирует лишь общий электромагнитный фон. В докладе приводятся дополнительные данные, косвенно подтверждающие данный физический механизм.


25.  Черзор М.П.
Опыт эксплуатации ЦМВС в м.о. "Казань" и перспективы ИНТЕРМАГНЕТа
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казанская магнитная обсерватория, Казань
   
    Магнитная обсерватория Казань является одной из старейших обсерваторий мира.
    Обсерватория была открыта в конце 1825 г., а первые магнитные наблюдения там были начаты в середине 1824г.. Обсерватория два раза меняла своё местоположение (Казань-Займище-Раифа). В Раифе она находится уже около 40 лет и сейчас, да и в перспективе это место является уникальным по магнитной чистоте. Традиционно обсерватория проводила стандартную регистрацию аналоговых магнитограмм на фотобумагу и абсолютные измерения для привязки базисных. В 2011 г. на обсерватории были установлены две кварцевых магнитовариационных станции, которые производят регистрацию секундных и минутных данных. Предполагалось сразу же организовать передачу данных в ИЗМИРАН через сеть GPRS, однако очень слабый уровень сигнала сотовой сети не позволил это сделать с помощью имевшегося модема. В настоящее время уже приобретен промышленный GPRS модем и внешняя антенна, и передача данных будет запущена в начале лета 2012 г.
    В конце 2011 г. КПФУ приобрел полный комплект магнитометрической аппаратуры (феррозондовый трехкомпонентный магнитометр, инклинометр/деклинометр и протонный магнитометр), удовлетворяющий требованиям Интермагнета. В конце декабря 2011г. был произведен успешный пробный запуск аппаратуры, но из-за зимнего периода окончательный запуск был отложен до весны 2012г. В настоящее время проводятся работы по запуску аппаратуры, прокладке в земле необходимых кабелей и скоро она будет введена в эксплуатацию. В целом по своему техническому обеспечению и уровню внешних помех обсерватория может присоединиться к Интермагнету, однако для полноценного вхождения в эту мировую систему необходимо обновить и инфраструктуру обсерватории – выполнить ремонт павильонов, создать условия для проживания посетителей, обеспечить надежную связь.
    Магнитовариационные станции установлены в одном павильоне с действующей серией вариометров аналоговой записи, что позволяет сравнивать записи вариаций проводимых разными приборами в одной точке.


26.  Филатов В.Г.¹, Лобанов А.М.¹, Мегеря В.М.², Гласко Ю.В.³, Скачков С.А.¹, Волоцков М.Ю.¹
Методика поисков месторождений углеводородов на шельфах океанов и морей на основе концепции данных аэромагнитных и гравиметрических съёмок.
1_{Геофизический факультет РГГУ, Москва}
2_{ОАО «Ханты-Мансийскгеофизика»}
3_{НИВЦ МГУ}

    Физико-геологической основой разработанной методики являются:

1) Открытие СССР №234(О.Л.Кузнецов, Е.В.Карус, М.А.Киричек и др.)1981 г. о кольцевых аномалиях геофизических, геохимических и биохимических полей над месторождениями углеводородов;

2) Геофизическая модель месторождения углеводородов (В.М.Берёзкин, М.А.Киричек, А.А.Кунарёв) 1978 г.

3) Концепция геосолитонной дегазации Земли (В.М.Мегеря, Р.М.Бембель и др.) 2000-2012 г.г., объясняющих кольцевые аномалии.

4) Явление вторичного магнитоминералообразования под действием мигрирующих углеводородов и использование его для повышения эффективности прогнозирования месторождений углеводородов( патент США №4729960 1988 г., Фут, работы Донована, Робертса, Рейнолдса и др.).

5) На основе геомагнитной модели В.М.Берёзкина, В.Г.Филатова и М.Л.Овсепян, учитывающей явление эпигенетического образования магнитных минералов, проведена модификация способа ПНГ В.М.Берёзкина в конечноразностном варианте КПНГ и фазовом варианте ФПНГ, конечноразностная модификация методики интропродолжения ГРИН (КГРИН - конечноразностный градиент и интропродолжение потенциальных полей).

    В работе представлены примеры успешного применения описанной методики на Мало-Ямской, Усть-Юрибейской структурах, месторождениях Штокмановском, Жетыбай, Восточно-Луговском.






 1. Белоушко К.Е.
Объединение моделей верхней и нижней атмосферы
Мурманский государственный технический университет

    На данный момент существует необходимость создания единой численной модели газовой оболочки Земли, которая позволила бы продвинуться в изучении глобальной электрической цепи, метеорологического влияния на нижнюю ионосферу, атмосферных приливов, акустико-гравитационных волн, стратосферной аномалии и других геофизических явлений. Своевременность и актуальность объединения моделей подтверждается тем, что на данный момент такая работа ведётся в нескольких научных центрах (например, в США разрабатываются метамодели WACCM-X, WAM и SWMF, в Канаде - CMAM, в Германии – HAMMONIA, в Японии - Kyushu GCM).
    Поэтому представляется необходимым вывести и отечественные атмосферные модельные исследования на современный мировой уровень, на котором наметилась главная тенденция – стремление к построению метамоделей.
    Для построения объединённой модели за основу взята модель верхней атмосферы UAM (Upper Atmosphere Model), изначально созданная в Западном Отделении ИЗМИРАН (г. Калининград), а затем развивавшаяся в ПГИ КНЦ РАН и МГТУ (г. Мурманск). UAM является на сегодняшний день наиболее продвинутой и перспективной отечественной моделью верхней атмосферы.
    В модели UAM численно интегрируется система квази-гидродинамических уравнений, описывающих законы сохранения частиц, импульса и энергии (уравнения непрерывности, движения и теплового баланса). В совокупности с ними в модели решается уравнение для потенциала электрического поля магнитосферного и термосферного динамо-происхождения. В зависимости от характера описываемых процессов используются геомагнитные сферическая и дипольная системы координат.
    В качестве модели нижней атмосферы выбрана модель общей циркуляции атмосферы и океана ИВМ РАН (г. Москва), находящаяся по своему качеству на уровне лучших современных моделей прогноза погоды и климата. Она основана на решении системы полных нелинейных уравнений гидротермодинамики атмосферы в криволинейной сигма- системе координат (т.е. высотной координатой является отношение давлений на данном уровне к приповерхностному).
    Объединение моделей UAM и ИВМ РАН позволит не только получить единую модель атмосферы Земли, но и при этом устранить неопределённости, связанные с заданием верхних граничных условий при моделировании погодной области и с заданием нижних граничных условий при моделировании процессов в верхней атмосфере.
    В ходе проведенного анализа проблемы предложен следующий алгоритм объединения моделей: на перекрываемом обеими моделями интервале высот (60-90 км) осуществляется итерационный обмен граничными условиями, в котором решения из модели 1 используются в качестве нижних граничных условий для модели 2, а полученные после этого решения модели 2 используются в качестве верхних граничных условий для модели 1, после чего процедура повторяется до получения заданной сходимости решения к единому в перекрывающейся области.
    Реализация описанного алгоритма потребует решения ряда вспомогательных задач и, прежде всего, унификации объединяемых моделей на перекрывающемся интервале высот в части пространственных сеток, временных шагов интегрирования и рассчитываемых в узлах сеток параметров. Для этих целей разрабатывается программная процедура «переходник», в задачи которой входит интерполяция параметров моделей из вертикальной сигма-координаты в метрическую и из географической в геомагнитную и соответственно обратно, вычисление таких параметров как давление и концентрации малых газовых компонент.
    Автор благодарит за полезные дискуссии и предоставленные модельные данные А.А. Намгаладзе и Е.М. Володина.


2.  Белоушко К.Е.
Формат NetCDF как стандарт для обмена данными в атмосферных исследованиях
Мурманский государственный технический университет, кафедра физики

    NetCDF (Network Common Data Form - единая сетевая форма представления данных) – представляет собой современный формат хранения и передачи разнообразных научных данных, разработанный в рамках программы Unidata межуниверситетского объединения по атмосферным исследованиям (UCAR) и отвечает следующим требованиям. Этот формат ориентирован на большие объёмы данных (например, данные различных численных моделей, используемых в науках о Земле), позволяет объединять в одном файле данные разных типов и структур, а также обеспечивает легкую переносимость на разные вычислительные платформы.
    Формат является самоопределяемым, т.к. в файле кроме самих данных содержится ещё и заголовок с описанием типов, размерностей и атрибутов этих данных. Основным типом в NetCDF является многомерный массив, при этом к нему возможен произвольный доступ как целиком, так и поэлементно.
    Существует два основных способа работы с форматом NetCDF в задачах геофизического моделирования. Первый из них – это внедрение библиотеки NetCDF, исходные коды которой свободно доступны на языках C, C++, Fortran, Perl и Java, или использование динамической библиотеки (DLL). Второй способ – создание netcsdf-файла путём разработки его текстового представление на языке CDL (Common Data form Language) и дальнейшего преобразования в двоичного представления с помощью соответствующих утилит.
    Для работы с netcdf-файлами существуют набор программного обеспечения, позволяющего проводить анализ и визуализацию данных. Например, CDO, ncview, PanoplyWin. Последняя из них, например, кроме больших возможностей визуализации скалярных и векторных полей в различных картографических проекциях, ещё и позволяет импортировать поля геофизических величин в формат KMZ, используемый в геоинформационной системе Google Map. Это, по сути, позволяет делать трехмерную визуализацию данных моделей на «глобусе» Google Map.
    В данной работе рассказывается о применении формата NetCDF на примере работы с моделью верхней атмосферы Земли UAM (Upper Atmosphere Model) и моделью общей циркуляции ИВМ РАН, в качестве примера приводится разработанная автором программа-конвертор. Т.к. в разных моделях используются различные форматы файлов данных и собственные утилиты для работы с ними, то конвертация в NetCDF позволяет упростить обмен данными в различных совместных проектах, придерживаясь единого стандарта.


3.  Бондарь Е.Д.
Наземные методы регистрации SAPS на высокоширотных ионосферных станциях
Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г.Шафера, г. Якутск

    В ИКФИА СО РАН получил развитие метод исследования высокоширотной ионосферы на меридиональной цепочке ионозондов вертикального и возвратно-наклонного зондирования ионосферы, достоинство которого заключается в его доступности, относительной простоте и дешевизне.
    Меридиональная (λ~120°) сеть ионосферных станций Якутск-Жиганск-Тикси работает синхронно по единой программе с 1978 г. C помощью импульсного радиозондирования в декаметровом диапазоне проводится излучение радиоволн и наблюдение их отражений от ионосферных слоев. Измеряются время запаздывания, интенсивность, и формы отраженных сигналов.
    Станции оснащены 2 дигизондами DPS-4; ионозондами АИС и «Парус» для вертикального и наклонного зондирования ионосферы. Текущие данные мониторинга ионосферы станции «Якутск» отображаются сайте лаборатории магнитосферно-ионосферных исследований по адресу: http://lmii.ysn.ru/.
    Цепочка станций даёт возможность круглосуточно контролировать состояние высокоширотной ионосферы (от L=3,0 до L=7,0). Получаемых данных достаточно для мониторинга пространственно-временной динамики основных ионосферных структур, из которых одна из интереснейших – струя дрейфа плазмы со сверхзвуковой скоростью в западном направлении, возникающая вблизи полярной стенки ионосферного провала.
    Термин SAPS (субавроральный поляризационный поток), был введён для описания явлений сверхзвукового субаврорального дрейфа плазмы и включает в себя как поляризационный джет (ширина 1-2° по широте), так и более обширные (~ 5°) и менее интенсивные области западного дрейфа плазмы в высоких широтах.
    Формирование SAPS связывается с наличием в магнитосфере сильных электрических полей, направленных к полюсу в области экваториальнее границы авроральных высыпаний в вечерне-полуночном секторе во время усиления геомагнитных возмущений.
    Наблюдаемые в F-области на ионограммах вертикального зондирования дополнительные спорадические следы типа F3s, представляющие собой наклонные отражения от аномальной неоднородной ионизации F-слоя, позволяют проследить формирование как узкой (поляризационный джет), так и широкой (SAPS) полосы поляризационного потока.
    На примере случая наблюдения SAPS 11 февраля 2005 года рассматривается возможность регистрации широкой полосы западного дрейфа плазмы на Якутской меридиональной цепочке ионозондов.
    На основе данных ионозондов создана большая база данных регистрации SAPS.


4.  Козелов Б.В.
Система авроральных камер MAIN: зимние наблюдения сезона 2011-2012 и планы на будущее
Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты

    В докладе приводится описание строения, системы сбора и доступа к данным системы авроральных камер MAIN (Multiscale Aurora Imaging Network).
    В составе системы камер MAIN в 2011-2012 гг работали 4 камеры: камера всего неба, цветная камера с полем зрения 68 градусов и две идентичные черно-белые камеры с полем зрения 18 градусов. Камеры расположены вблизи г. Апатиты в двух точках, разнесенных на 4 км по широте, что позволяет использовать идентичные узкоугольные камеры для триангуляционных оценок высоты полярных сияний вблизи магнитного зенита.
    Камеры снабжены блоками GPS синхронизации времени, работали в патрульном режиме в темное время суток в зимний сезон, и регистрировали изображения ночного неба с 1-секундным временным разрешением. Детальное описание камер и примеры анализа данных приведены в работе [1]. Изображения с камер во время наблюдательного сезона доступны в реальном времени на веб-сайте [2].
    Кеограммы и изображения с 10-секундным разрешением за все время наблюдений, вне зависимости от метеоусловий, помещены в веб-архив [3] и доступны для просмотра. После предварительного просмотра кеограмм составлен список часовых интервалов (206 шт.), в течение которых камерами MAIN наблюдались полярные сияния. Для этих интервалов из изображений с 1-секундным разрешением сгенерированы avi-фильмы, также помещенные на сайт вместе с информацией о других одновременных наблюдениях [4].
    Данные наблюдений системы MAIN может использоваться для решения следующих задач:

• статистический анализ пространственных масштабов в структуре полярных сияний (в том числе характеристик самоподобия);

• по триангуляционным измерениям высоты - оценка энергии высыпающихся частиц с пространственной детализацией до километра;

• анализ пространственно-временных характеристик в пульсирующих авроральных формах (в том числе наземная поддержка спутникового эксперимента РЕЗОНАНС).

    В следующем наблюдательном сезоне планируется дополнить систему третьей узкоугольной камерой, размещенной на несколько километров южнее существующих, а также включить в патрульный режим регистрацию электро-магнитных волн КНЧ-ОНЧ диапазона.
    Благодарности: Работа частично поддержана Программой №22 Президиума РАН и грантом РФФИ №11-02-00397.
   
    Ссылки:

1. http://www.geosci-instrum-method-data-syst.net/1/1/2012/

2. http://aurora.pgia.ru/realtime.html

3. http://aurora.pgia.ru/archive.html

4. http://aurora.pgia.ru/events.html

5.  Недопекин А.Е., Колчев А.А.
Автоматизация обработки данных при многочастотном доплеровском зондировании сигналами с ЛЧМ
Марийский государственный университет, Йошкар-Ола

    Использование для зондирования ионосферы сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) позволяет за счет большой базы ЛЧМ сигнала использовать передатчик малой мощности и обеспечить лучшую помехозащищенность, чем при импульсном радиозондировании.
    Существует метод одновременного определения доплеровского смещения частоты и времени группового запаздывания отдельных мод ионосферного распространения, основанный на использовании периодических последовательностей коротких импульсов с ЛЧМ заполнением. Однако применение данного метода осложняется отсутствием методики и алгоритма обработки данных, которые бы позволили осуществлять измерения в автоматическом режиме.
    При зондировании ионосферы сигнал с ЛЧМ пробегает весь ДКМ диапазон. Элемент зондирующего сигнала занимает широкую полосу частот — порядка сотен кГц. Радиотехнические устройства, работающие в этом диапазоне, существенно влияют на статистическое распределение отсчетов сигнала на выходе приемника. Сложность заключается в том, что необходимо обнаружить сигнал, для которого неизвестен ни вид функции распределения вероятностей наблюдаемых данных, ни априорные плотности распределения вероятностей. Для разрешения данной задачи в условиях априорной непараметрической неопределённости используется критерий, применяемый при обнаружении аномальных отсчетов в выборках экспериментальных наблюдений, модифицированный для решения задачи выделения сигнала.
    Для способа многочастотного зондирования периодическими последовательностями ЛЧМ импульсов разработана программа, автоматизирующая обработку данных. Она позволяет измерять зависимости от времени и от частоты зондирования для доплеровского смещения частоты, времени группового запаздывания и доплеровского уширения сигнала. В основу вычислительного алгоритма программы легли разработки, базирующиеся на статистических свойствах анализируемых данных. Реализация программного обеспечения осуществлена в интегрированной среде разработки Borland Delphi. Программа представляет собой многооконное приложение, построенное по модульному принципу. Она обеспечивает обработку периодических сигналов ЛЧМ ионозонда в режиме доплеровского смещения частоты, записанных в файлы доплерограмм, имеющих формат .wav.


6. Шаповалова А.А., Караваев Ю.А.
Дополненный метод проведения границ Ииджимы и Потемры
Институт Солнечно-Земной Физики Сибирское Отделение Российская Академия Наук, г. Иркутск

    На основе статистических данных спутника «ТРИАД» в середине 70х годов Такеши Ииджима и Том Потемра получили крупномасштабные карты продольных токов, в которых продольные токи разделены на три пространственные «Зоны Ииджимы и Потемры», вложенные одна в другую. Каждая зона вдоль силовых линий проецируется в определенные области магнитосферы, которым, в свою очередь, соответствует определённая известная физическая модель, например, как система магнитосферных генераторов. Таким образом, выделение зон позволяет связать наблюдаемые пространственные особенности продольных токов с известными особенностями соответствующих областей магнитосферы, и включить Зоны Ииджимы и Потемры в общий контекст физики магнитосферы. Но из-за статистического осреднения и малой чувствительности, имеющихся у Ииджимы и Потемры приборов данная модель имеет ряд недостатков, указывая на которые Веймер и Папиташвили предложили другую (спиральную) модель распределения продольных токов.
    В данной работе, на основе карт продольных токов, полученных при помощи метода ТИМ (Техники Инверсии Магнитограмм), созданного в ИСЗФ, показаны недостатки оригинального определения границ зон Ииджимы и Потемры и введены дополнительные критерии определения границ Зон продольных токов. Данные критерии основаны на определённых положениях современной физики магнитосферы. Они обеспечивают оптимальный выбор между возможными вариантами проведения границ, благодаря чему сохраняется основа трёхзональной модели Ииджимы и Потемры, и объединяются преимущества, как этой модели, так и моделей типа Веймера и Папиташвили.