Связь буревой геомагнитной активности с характеристиками магнитного облака и траектории движения через него магнитосферы Земли тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.29, кандидат физико-математических наук Ревунова, Елена Алексеевна

• Ревунова, Елена Алексеевна
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Ревунова, Елена Алексеевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. События космической погоды и способы их описания

§1.1. Проявления крупномасштабных событий на Солнце в межпланетном пространстве.

§ 1.2. Методы численного МГД моделирования эволюции корональных выбросов вещества.

§1.3. Солнечно-земные механизмы геомагнитной активности.

§1.4 Многоспутниковые наблюдения магнитных облаков.

§1.5. Геоэффективность магнитных облаков солнечного ветра.

§1.6. Модели распределения магнитного поля в магнитных облаках.

§1.7. Современная классификация событий космической погоды.

§1.8 Постановка решаемых задач.

ГЛАВА 2. Моделирование эволюции корональных выбросов вещества в солнечном ветре

§2.1. Анализ событий космической погоды «корональный выброс вещества межпланетный корональный выброс вещества».

§2.2. Численные эксперименты по установлению параметров корональных выбросов вещества методом МГД моделирования.

§2.3. Установленные начальные параметры корональных выбросов вещества.

§2.4. Выводы.

ГЛАВА 3. Изучение геоэффективных свойств магнитных облаков и прогноз параметров магнитных бурь по начальным измерениям магнитного ноля в них

§3.1. Аналитическое представление выбранной модели для изучения магнитных облаков.

§3.2. Анализ эволюции магнитных облаков в солнечном ветре и ее отражение в геомагнитной активности.

§3.3. Влияние параметров магнитных облаков на их геоэффективные свойства по анализу модельных облаков.

§3.4. Определение параметров магнитного облака по начальным спутниковым измерениям компонент вектора межпланетного магнитного поля в нем.

§3.5. Краткосрочный прогноз интенсивности геомагнитных бурь, ожидаемых при взаимодействии магнитных облаков с магнитосферой Земли.

§3.6. Выводы.

ГЛАВА 4. Нейросетевая классификация комплексов космической погоды «солнечный источник-тип возмущающего потока — геомагнитное возмущение»

§4.1. Применение нейросетевых технологий в задачах классификации.

§4.2. Отбор геомагнитных возмущений и усгановление типа их солнечного источника.

§4.3. Разделение геомагнитных возмущений на основе динамики и интенсивности

Эз^индекса.

§4.4. Разработка методики выполнения нейросетевой классификации комплексов космической погоды.

§4.5. Выявленные комплексы космической погоды.

§4.6. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Связь буревой геомагнитной активности с характеристиками магнитного облака и траектории движения через него магнитосферы Земли»

Изучение многообразия проявлений солнечной активности в межпланетном пространстве и путей их влияния на земные процессы, привело к появлению такого понятия как «космическая погода», которое определяется совокупностью солнечных явлений, характеристиками солнечного вегра, околоземного космического пространства и геомагнитного поля. В настоящее время в это понятие включается также состояние наземных технологических систем и биосферных процессов, чувствительных к солнечно-земным связям.

Основным направлением в солнечно-земной физике является исследование геоэффективных проявлений солнечной активности с целью прогнозирования состояния космической погоды. К настоящему времени накоплен большой экспериментальный и теоретический материал по вопросам передачи возмущений от Солнца к Земле. Однако проблема количественного описания полного механизма воздействия и, главное, предсказания состояния магнитосферы Земли на основе наблюдений Солнца еще далека от своего решения. Во многом это связано с необходимостью учитывать физические процессы, происходящие в межпланетном пространстве и магнитосфере, а также тот факт, что солнечные плазменные структуры изменяются при распространении в солнечном ветре и могут взаимодействовать друг с другом. В связи с этим важными задачами солнечно-земной физики являются изучение эволюции крупномасштабных проявлений солнечной активности и выявление их наиболее геоэффекгивных конфигураций. Таким образом, можно говорить о необходимости разработки комплексного подхода к изучению явлений космической погоды, включающего представления о типах потоков солнечной плазмы и параметры вызываемых глобальных геомагнитных возмущений.

Диссертация посвящена восстановлению начальных параметров корональных выбросов вещества с помощью магнитогидродинамического моделирования их эволюции в межпланетном пространстве; анализу влияния конфигураций магнитных облаков на их геоэффективные свойства; установлению диапазонов значений параметров облаков, отвечающих за генерацию геомагнитных бурь различной интенсивности; разработке методики определения параметров магнитных облаков по начальным спутниковым измерениям в них компонент вектора межпланетного магнитного поля и возможности выполнения на ее основе краткосрочного прогнозирования геомагнитной активности; созданию классификации комплексов космической погоды с применением нейросетевых технологий.

Методы, используемые в исследовании

В диссертации изучение эволюции корональных выбросов вещества с целью установления их начальных параметров выполнялось с помощью метода численного магнитогидродинамического (МГД) моделирования, результаты которого оценивались на основе корреляционного анализа отклонений значений, параметров межпланетной среды, получаемых в результате моделирования, от соответствующих величин, регистрируемых спутником. Задача о проявлении в геомагнитной активности конфигураций и расположения относительно * линии Солнце-Земля магнитных облаков решалась анализом данных многоспутниковых наблюдений на трассе Венера-Земля. Установление диапазонов параметров магнитных облаков, отвечающих за генерацию геомагнитных бурь различной интенсивности, выполнялось статистическим анализом распределения магнитного поля модельных облаков из специально созданной базы. Методика определения параметров магнитных облаков по начальным спутниковым измерениям в нем компонент вектора межпланетного магнитного поля разрабатывалась на основе корреляционного подхода. Задача краткосрочного прогноза интенсивности геомагнитных бурь, ожидаемых при взаимодействии облаков с магнитосферой Земли, решалась анализом распределения Вг компоненты магнитного поля в облаке, полученного на начальном этапе его регистрации космическим аппаратом, и ее связи с Бег-индексом. Классификация комплексов космической погоды выполнялась двумя способами: первый основан на сопоставлении динамики параметров солнечного ветра и типов возмущающих солнечных потоков, представленных в каталогах, с вариациями геомагнитного Об!-индскса, а второй - с применением технологии искусственных нейронных сетей вида «слой Кохонена».

Цель работы

Цель работы состоит в установлении связи между конфигурациями крупномасштабных плазменных структур с параметрами геомагнитной активности, разработке на этой основе методики краткосрочного прогнозирования геомагнитных бурь и классификации комплексов космической погоды.

Научная новизна

Применение метода магнитогидродинамического моделирования для изучения эволюции корональных выбросов вещества позволило установить их начальные параметры вблизи Солнца и особенности структуры различных типов корональных выбросов.

Анализ многоспутниковых наблюдений магнитных облаков на трассе Венера-Земля показал степень влияния их конфигурации и расположения относительно линии Солнце-Земля на вероятность генерации геомагнитных бурь. Установлено, что вероятность генерации геомагнитных бурь магнитными облаками выше для* событий располагающихся вблизи линии Солнце-Земля и имеющих небольшие углы, наклона оси к плоскости эклиптики.

Разработана методика определения параметров облаков' на начальном этапе регистрации космическим аппаратом (КА) компонент магнитного поля в них, а также методика краткосрочного прогнозирования на этой основе интенсивности г еомагнитных бурь, ожидаемых при взаимодействии магнитных облаков с магнитным полем Земли. Установлены значения диапазонов параметров магнитных облаков, отвечающих за развитие геомагнишых бурь различной интенсивности.

Выполнена классификация комплексов космической погоды, учитывающая представления о типах и характеристиках потоков солнечной плазмы, а также включающая параметры вызванных ими глобальных геомагнитных возмущений. Использование для классификации нейросетевого подхода позволило выявить характерные особенности воздействия различных солнечных потоков на геомагнитное поле и установить наиболее геоэффективные потоки и их комбинации.

Научная и практическая ценность

Восстановлены начальные параметры корональных выбросов вещества на основе корреляционного анализа результатов численного МГД моделирования их эволюции и реально регистрируемой динамики параметров межпланетной среды. Результаты данного исследования свидетельствуют о возможности успешного применения метода МГД моделирования для восстановления начальной структуры крупномасштабных событий космической погоды, которые не могут быть установлены по прямым измерениям.

На основе анализа данных многоспугниковых наблюдений магнитных облаков, распределения магнитного поля в различных конфигурациях модельных облаков^ и статистической связи между значениями Bz компоненты магнитного поля и вариацией Dst-индекса, установлено влияние конфигурации и расположения облаков относительно линии Солнце-Земля на их геомагнитные свойства. Получены конкретные значения диапазонов параметров магнитных облаков, отвечающих за генерацию геомагнитных бурь определенной интенсивности. Разработана методика краткосрочного прогнозирования интенсивности магнитных бурь, ожидаемых при взаимодействии магнитного облака с геомагнитным полем. В ее основе лежит анализ распределения магнитного поля в облаке, восстановленного по начальным спутниковым измерениям в нем компонент магнитного поля, и пороговых значений Bz компоненты межпланетного магнитного поля (ММП), необходимых для развития геомагнитных бурь определенного класса интенсивности.

Нейросетевым методом выполнена классификация комплексов космической погоды, отражающая связь типов И'характеристик солнечных возмущающих потоков с их геомагнитными проявлениями. В результате проведенного исследования,были выделены основные комплексы* космической погоды, отвечающие различным типам солнечных возмущений и вариациям геомагнитного поля. Полученные комплексы позволят выполнять более подробное изучение воздействия на магнитосферу Земли различных потоков солнечной плазмы и осуществлять более точное прогнозирование глобальной геомагнитной обстановки.

Экспериментальные данные

В диссертационном исследовании были использованы экспериментальные данные:

1. Параметры солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, полученные из базы спутниковой системы OMNI, КА Wind, АСЕ и PVO (http://www.ngdc.noaa.gov; http://cdaweb. gsfc.nasa.gov/istppublic; http://www.srl.caltech.edu/ACE/, http://lewes.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/cohoweb/selectorl .pl?spacecrafît=pvo).

2. Dst-индекс геомагнитной активности (http://cdaweb.gsfc.nasa.gov/istp2JDublic).

3. Каталоги корональных выбросов вещества (LASCO СМЕ Catalog, http://cdaw.gsfc.nasa.gov; http://vso.nso.edu/cgi/catalogui)

4. Данные о параметрах корональных выбросов с коронографов на КА SMM, SOHO (http://lasco-www.nrl.navy.mil/).

5. Каталог активных волокон и нитей (Active prominences and filaments, ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/SOLARDATA/SOLARWebsite/FILAMENTS/)

6. Каталог крупномасштабных явлений солнечного ветра в период 1976-2000 гг. (ftp://ftp.iki.rssi.ru/pub/omni/catalog/).

7. Список рентгеновских вспышек с указанием присутствия корональных выбросов вещества и ударных волн (httpV/umtof.umd.edu/sem/semfigs.html).

8. Список ударных волн (http://umtof.umd.edu/pm/Shocks.html).

9. Каталог На вспышек ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/SOLARDATA/SOLARWebsite/SOLARFLARES/FLA

RESH ALPHA/).

10. Каталог рентгеновских вспышек (http://vso.nso.edu/cgi/catalogui).

11. Бюллетень «Солнечные данные».

Положения, выносимые на защиту

1. Диапазоны значений параметров магнитных облаков, определяющие интенсивность геомагнитных бурь, которые они могут генерировать при взаимодействии с магнитосферой Земли.

2. Определение параметров магнитных облаков по данным патрульного спутника, регистрирующего параметры межпланетной среды, а также краткосрочный прогноз интенсивности ожидаемой магнитной бури на основе измерений компонент межпланетного магнитного поля на начальном этапе прохождения; магнитосферы через облако.

3. Классы комплексов космической погоды для установления типов солнечного возмущающих потоков и параметров создаваемых ими геомагнитных возмущений.

Краткое содержание глав

Во введении сформулированы проблемы и изложены основные задачи, решаемые в диссертационном исследовании.

Первая глава диссертации посвящена обзору современных представлений о явлениях солнечной активности, их проявлениях в межпланетном пространстве и особенностях воздействия на магнитосферу Земли. В первом параграфе рассмотрены основные активные события на Солнце — вспышки, активные волокна, корональные стримеры и корональные дыры. Представлены основные характеристики возмущенных потоков, генерируемые такими событиями. Особое внимание уделено корональным выбросам вещества и их подклассу, магнитным облакам, как наиболее геоэффективным проявлениям солнечной активности, описан механизм развития их крупномасштабной структуры. Во втором параграфе рассматривается приближение магнитной гидродинамики для изучения процессов происходящих в межпланетном пространстве. Представлены результаты успешного применения МГД моделирования в задачах солнечно-земной физики. Третий параграф посвящен описанию структуры магнитосферы и геомагнитных возмущений, возникающих в результате ее взаимодействия с различными проявлениями солнечной активности. Дана общая характеристика геомагнитных бурь. Рассмотрены этапы их развития в соответствии с основными физическими механизмами, происходящими на этих этапах. Приведены сведения об индексах геомагнитной активности, характеризующих глобальное геомагнитное состояние. В четвертом параграфе представлен обзор исследований магнитных облаков по данным многоспутниковых наблюдений, позволяющих исследовать эволюцию структур солнечного ветра, уточнять модели их описания или восстанавливать их трехмерные конфигурации. В пятом параграфе рассмотрены основные причины геоэффективности магнитных облаков. Показано, какие по интенсивности геомагнитные бури наиболее часто возникают при взаимодействии облаков- с магнитосферой Земли. Рассмотрены геоэффективные свойства структурных частей облака. Уделено внимание зависимости амплитуды и продолжительности отрицательной Bz компоненты магнитного поля облака от его параметров. Шестой параграф посвящен обзору моделей, используемых для описания распределения магнитного поля в магнитных облаках. Среди них бессиловая (foice-free) и не бессиловая-(поп-force-free) модели, применяемые для цилиндрического, эллиптического, тороидального или сферического облака. В седьмом параграфе рассмотрены классификации событий космической погоды, созданные на основе современных представлений о связи между различными типами солнечных источников, характеристиками их потоков в околоземном пространстве и геомагнитными проявлениями. В восьмом параграфе ставятся задачи по исследованию проявлений крупномасштабных структур солнечной активности в геомагнитных возмущениях.

Вторая глава диссертационного исследования посвящена МГД моделированию эволюции корональных выбросов вещества в среде солнечного ветра с целью восстановления их начальных параметров. В первом параграфе описана методика отбора анализируемых событий «корональный выброс вещества (КВВ) — межпланетный корональный выброс вещества (МКВВ)». Рассмотрены основные характеристики возмущений в околоземном пространстве, вызванных ККВ типа петля, фронт, спайк, выброс кратной структуры (мультиспайк) и бесструктурный выброс. Во втором параграфе приведена систехма МГД уравнений, непосредственно используемая для выполнения численных экспериментов по установлению начальных параметров КВВ. Описана методика их установления. В третьем параграфе представлены начальные параметры КВВ, полученные в результате численного МГД моделирования, и модифицированные с учетом сферического расширения межпланетной среды.

Третья глава диссертационного исследования посвящена изучению магнитных облаков, как наиболее геоэффективных структур солнечного ветра. В первом параграфе рассмотрена бессиловая цилиндрическая модель магнитного облака и представлены выражения описывающие распределение магнитного поля в облаке в зависимости от его параметров. Во втором параграфе по данным миогоспутниковых наблюдений на трассе Венера-Земля анализируется влияние конфигурации и расположения относительно линии Солнце-Земля магнитных облаков на вероятность генерации геомагнитной бури. На основе представлений о конфигурации облака около Венеры и Земли, а также факта развития магнитной бури делается вывод о влиянии конфигурации облака на вероятность достижения им магнитосферы Земли и генерации геомагнитной бури. В третьем параграфе решается задача по установлению диапазонов значений параметров магнитных облаков, отвечающих за генерацию геомагнитных бурь определенной интенсивности. Анализ основан на распределении В г компоненты ММП в модельных облаках и установленной связи между классом геомагнитной бури по Бз^индексу и амплитудой Вг компоненты. Анализ основан на распределении Вг компоненты ММП в модельных облаках и установленной связи между классом геомагнитной бури по Бз^индексу и амплитудой Вг компоненты. Четвертый параграф посвящен разработке методики установления параметров магнитных облаков по начальным спутниковым измерениям в них компонент межпланетного магнитного поля и ее тестированию на реальных событиях, зарегистрированных на КА АСЕ и определенных в литературе как магнитные облака. В пятом параграфе описывается метод краткосрочного прогноза класса интенсивности геомагнитных бурь, ожидаемых при взаимодействии магнитных облаков с магнитосферой Земли, основанный на методике установления параметров магнитных облаков по начальным спутниковым измерениям в них компонент вектора ММП и связи между амплитудой Въ компоненты и классом ожидаемой геомагнитной бури по Об^ индексу.

Заключительная, четвертая, глава посвящена решению задачи создания классификации комплексов космической погоды, включающей в себя характеристики возмущающего солнечного потока (параметры солнечного ветра и компоненты межпланетного магнитного поля) и его геомагнитное проявление (ОБ^индекс). В первом параграфе рассмотрен основной инструмент классификации - искусственные нейронные сети (ИНС), особенности его работы и структура используемой сети. Во втором параграфе описаны принципы отбора для исследования геомагнитных возмущений (по динамике С^-индекса) и методика установления их солнечных источников на основе данных представленных в каталогах и динамики параметров солнечного ветра (ПСВ). В третьем параграфе выполнено разделение анализируемых геомагнитных возмущений на основе динамики и интенсивности Е^-индекса. Для полученных классов геомагнитных возмущений проведено сопоставление с типами солнечных возмущающих потоков. В четвергом параграфе описана необходимость предварительной обработки данных, участвующих в классификации с использованием нейронной сети. Приведена методика классификации комплексов космической погоды с помощью ИНС, а также обучение и тестирование созданной нейронной сети. Описан алгоритм оценки эффективности обучения нейронной сети, основанный на анализе значений весовых коэффициентов выходных нейронов. В пятом параграфе представлены комплексы космической погоды, полученные в результате нейросетевой классификации. Проведен анализ распределения весовых коэффициентов нейронов выходного слоя для выявления особенностей разделения исследуемых событий на классы. В шестом параграфе представлены главные выводы проведенного исследования по созданию классификации комплексов космической погоды.

В заключении диссертационной работы представлены основные результаты и выводы проведенного исследования.

Приложение 1 содержит описание работы и листинг программы поиска магнитных облаков в потоке данных о компонентах вектора ММП. Программа разработана для выполнения поиска магнитных облаков по спутниковым данным о компонентах вектора межпланетного магнитного поля. Кроме обнаружения факта присутствия магнитного облака с помощью данной программы, можно получить оценку его параметров: его радиус, величину магнитного ноля на оси, прицельный параметр, спиральность и ориентацию оси в солнечно-эклиптической системе координат.

Поиск магнитных облаков основан на модельном представлении облака в виде бессиловой цилиндрической потоковой нити. В процессе работы программы выполняется перебор возможных значений параметров магнитного облака, определяются значения компонент вектора магнитного поля, и оценивается среднеквадратичное отклонение полученных результатов от зарегистрированных данных. Работа программы направлена на установление интервалов магнитных облаков заданной длины путем минимизации среднеквадратичного отклонения.

В приложении 2 представлено описание работы и листинг программы установления параметров магнитных облаков по начальным спутниковым измерениям в нем компонент вектора ММП. В основе программы лежит корреляционный анализ и анализ среднеквадратичного отклонения регистрируемых значений компонент вектора ММП и модельных, принадлежащих облакам из предварительно созданной базы.

Заключение диссертации по теме «Физика атмосферы и гидросферы», Ревунова, Елена Алексеевна

§4.6. Выводы

Реализованы два метода классификации комплексов космической погоды -сопоставительный и нейросетевой. Результаты применения первой методики классификации, основанной на сопоставлении типов возмущающего солнечного потока и их геомагнитных проявлений различной интенсивности и формы, не являются однозначными. Это обусловлено сложностью установления конкретного солнечного источника возмущения, особенно; в годы высокой солнечной активности; и противоречиям в типах потоков, установленных в каталогах. В связи с этим данным методом классификации для, 22% анализируемых геомагнитных возмущений:: не был однозначно установлен тип солнечного источника.,

Классификация? с; использованием искусственных, нейронных сетей позволяет: избежать таких противоречий и дать количественную оценку ее эффективности: Использование, в . качестве входных, данных параметрических, векторов параметров межпланетной. среды позволяет, так же решить проблему различной продолжительности анализируемых событий. В данном исследовании использовалась классификационная., нейронная сеть типа слоя Кохонена, для которой входньши.параметрами являлись среднее значение магнитного поля; южная компонента магнитного поля, температура, динамическое давление, и электрическое поле солнечного ветра, в качестве меры глобальной геомагнитной активности использовался Оэ^индекс. Предложенная методика нейросетевой: классификации позволяет классифицировать комплексы космической погоды с высокой степенью эффективности (-84%).

В-результате проведенной нейросетевой классификации, были выделены восемь классов комплексов космической погоды «солнечный источник; — тип возмущающего потока - геомагнитное возмущение»: .

Класс 1 — геомагнитные возмущения с поднятием Оэ1;-индекса, источником которых являются потоки от корональных стримеров или^волоконные потоки., Класс 2 - геомагнитные возмущения с поднятием Ов^индекса и- незначительным последующим провалом; вызываемые С1И и высокоскоростными потоками, от корональных дыр.

Класс 3 - слабые магнитные бури, источниками которых были СГО., или комбинации СГО и М88.

Класс 4 — умеренные классические бури, вызываемые МО или МКВВ с ударной волной. Класс 5 - умеренные неклассические бури, источниками которых являются СГО. или комбинации СГО. и НВБ.

Класс 6 — сильные классические бури, вызываемые МКВВ с ударными волнами или комбинациями МО и их оболочек.

Класс 7 - сильные неклассические бури, вызываемые СШ.

Класс 8 - экстремальные классические бури, вызываемые комбинациями ударных волн, оболочки и ведущего поля магнитного облака.

Результаты нейросетевой классификации свидетельствуют о том, что основными источниками глобальных геомагнитных бурь являются СГО. и различные комбинации ударных волн, МКВВ/МО и их оболочек. Потоки от корональных стримеров и волокон в основном вызывают только поднятие ББ^индекса. Наиболее сильные (экстремальные) по интенсивности глобальные геомагнитные бури генерируются комбинациями ударных волн, оболочки и ведущего поля магнитных облаков

Таким образом, на основе полученных комплексов космической погоды, включающих в себя представления о типе возмущающего солнечного потока и параметры его геомагнитного проявлении, возможно уточнение механизмов воздействия на магнитосферу Земли различных потоков солнечной плазмы и выполнение более точного прогнозирования глобальной геомагнитной обстановки.

Заключение

Диссертация посвящена изучению эволюции крупномасштабных структур солнечного ветра при распространении в межпланетном пространстве, их проявлений в геомагнитной активности и созданию комплексного подхода для описания явлений космической погоды.

Рассмотрены задачи определения начальных параметров КВВ путем численного МГД моделирования их эволюции; исследования геоэффективных свойств магнитных облаков и установления диапазонов значений их параметров, отвечающих за генерацию геомагнитных бурь различной интенсивности; разработки методик определения параметров облаков по начальным спутниковым измерениям в них компонент межпланетного магнитного поля и краткосрочного прогнозирования геомагнитной обстановки, а также классификации комплексов космической погоды с помощью метода ИНС.

Перечислим методы исследований, полученные с их помощью важнейшие результаты и положения, выносимые на защиту.

1. Определены начальные параметры КВВ с помощью одномерного пространственно-временного МГД моделирования, при учете сферического расширения среды. Установлены особенности различных типов КВВ: наиболее важными с точки зрения геомагнитной возмущенности являются направленные к Земле «сложные» КВВ, поскольку они содержат в своем объеме значительную отрицательную Вг компоненту; КВВ типа «спайк» содержат сильные скачки плотности солнечного ветра, что не наблюдается для событий других классов; КВВ типа «фронт» имеют сильное возмущение Ву компоненты.

2. Проведен анализ влияния ориентации магнитных облаков и их расположения относительно линии Солнце-Земля на геомагнитную активность на основе данных многоспутниковых наблюдений эволюции облаков на трассе Венера-Земля. Установлено, что для облаков, располагающиеся вблизи линии Солнце-Земля и имеющих небольшие углы наклона к плоскости эклиптики вероятность генерации геомагнитной бури выше, чем для событий других конфигураций.

3. Проведено исследование влияния параметров магнитного облака на интенсивность геомагнитной бури, ожидаемой при его взаимодействии с магнитосферой Земли, основанное на анализе распределения Вт компоненты в модельных магнитных облаках из специально созданной базы, включающей 2 ООО ООО различных конфигураций модельных облаков.

Определены диапазоны значений параметров облаков, отвечающих за развитие геомагнитных бурь определенного класса интенсивности, и установлено, что главный вклад в геоэффективные свойства облаков дают угол наклона оси облака к плоскости эклиптики и значение магнитного поля на его оси — чем выше эти значения, тем более сильную геомагнитную бурю может вызвать магнитное облако.

На защиту выносится: Диапазоны значений параметров магнитных облаков, определяющие интенсивность геомагнитных бурь, которые они могут генерировать при взаимодействии с магнитосферой Земли

4. Разработана и проверена на реальных событиях методика установления параметров облака по начальным спутниковым измерениям в нем компонент ММП, основанная на сопоставлении регистрируемых компонент ММП и модельных, принадлежащих облакам из специально созданной базы. Установлено, что для определения параметров облака, по которым можно получить полное распределение Вг компоненты магнитного поля в облаке, достаточно использовать измерения компонент ММП вдоль траектории прохождения спутника через облако на первой ее трети.

Выполнено краткосрочное прогнозирование геомагнитных бурь, которые могут быть вызваны магнитными облаками при их взаимодействии с магнитосферой Земли, на основе разработанной методики установления параметров облака по начальным измерениям на КЛ компонент ММП в нем и статистической связи между Вг компонентой вектора ММП и Оэ^индексом. Получено высокое (~80%) соответствие классов интенсивности геомагнитных бурь, вызванных реальных магнитными облаками и ожидаемых от модельных событий. Расхождения в классах реальных и ожидаемых геомагнитных бурь наблюдается для магнитных облаков с геоэффективной оболочкой или комбинацией оболочки и ведущего поля облака.

На защиту выносится: Определение параметров магнитных облаков по данным патрульного спутника, регистрирующего параметры межпланетной среды, а также метод краткосрочного прогноза интенсивности ожидаемой магнитной бури на основе измерений компонент межпланетного магнитного поля на начальном этапе прохождения магнитосферы через облако.

5. Проведена классификация комплексов космической погоды, включающая характеристики возмущающего солнечного потока (параметры солнечного ветра и компоненты вектора межпланетного магнитного поля) и его геомагнитное проявление (Бэ^индекс). Реализованы два подхода к классификации. Первый подход основан на сопоставлении геомагнитных возмущений и типов их возмущающих солнечных потоков, определенных по каталогам или по динамике параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля. Он не является однозначным в силу сложности установления конкретного солнечного источника возмущения, особенно в годы высокой солнечной активности, и противоречий, встречающихся между каталогами. Второй подход основан на применении для классификации нейронной сети типа слоя Кохонена. Это позволило избежать подобных противоречий, дать количественную оценку эффективности проведенной классификации (-84%), а использование в качестве входных данных параметрических векторов параметров межпланетной среды позволило так же решить проблему различной продолжительности анализируемых.

В результате проведенной нейросетевой классификации, были выделены восемь классов комплексов космической погоды «солнечный источник - тип возмущающего потока — геомагнитное возмущение»:

Класс 1 - геомагнитные возмущения с поднятием Оз1-индекса, источником которых являются потоки от корональных стримеров или волоконные потоки.

Класс 2 - геомагнитные возмущения с поднятием Оз1;-индекса и незначительным последующим провалом, вызываемые СЖ и высокоскоростными потоками (НвБ) от корональных дыр.

Класс 3 — слабые магнитные бури, источниками которых были СЖ, или СЖ и Н88. Класс 4 — умеренные классические бури, вызываемые МО или МКВВ с ударной волной. Класс 5 — умеренные неклассические бури, источниками которых являются СЖ или комбинации СГО и Н88.

Класс б - сильные классические бури, вызываемые МКВВ с ударными волнами или комбинациями МО и их оболочек.

Класс 7 - сильные неклассические бури, вызываемые СЖ.

Класс 8 - экстремальные классические бури, вызываемые комбинациями ударных волн, оболочки и ведущего поля МКВВ в виде магнитного облака.

Результаты классификации свидетельствуют о том, что основными источниками глобальных геомагнитных бурь различной интенсивности являются СГО и комбинации ударных волн, МКВВ/МО или оболочек и МКВВ/МО, а наиболее сильные бури генерируются комбинациями ударных волн, оболочки и ведущего поля магнитных облаков. Потоки от корональных стримеров и волокон в основном вызывают только поднятие Оэ1-и11декса.

На защиту выносится: Классы комплексов космической погоды для установления типов солнечного возмущающих потоков и параметров создаваемых ими геомагнитных возмущений.

Степень достоверности полученных результатов

Результаты, изложенные в диссертационной работе, согласуются с соответствующими данными экспериментальных наблюдений. Их сопоставление с аналитическими и численными исследованиями других авторов показали, что полученные результаты дополняют и уточняют эти исследования. Все результаты, представленные в диссертации, опубликованы в рецензируемых научных журналах «Космические исследования» и «Геомагнетизм и аэрономия», а также представлены на российских и международных конференциях и научных семинарах НИРФИ, ПГИ КНЦ РАН и ИЗМИР АН.

Личный вклад соискателя

Автор принимал непосредственное участие в постановке задач и выборе методов их решения, в получении и анализе результатов, а также в их интерпретации. Им проведены все численные эксперименты, представленные в диссертации, с использованием специально разработанных компьютерных программ.

Благодарности

Исследования, представленные в диссертации, были выполнены под профессиональным руководством моего учителя и научного руководителя доктора физико-математических наук, профессора Николая Александровича Бархатова, за что выражаю ему глубокую признательность и благодарность.

Благодарю моих соавторов и коллектив лаборатории магнитосферных возмущений ИЗМИР АН в лице Анатолия Ефимовича Левитина, Людмилы Ивановны Громовой, Лидии Алексеевны Дремухиной и Юрия Александровича Бурцева за участие в моей работе, полезные советы и дискуссии, а так же коллектив лаборатории физики солнечно-земных связей Нижегородского государственного педагогического университета за поддержку и помощь в решении ряда научных задач.

Список работ по теме диссертации

1. Бархатов H.A., Левитин А.Е, Калинина Е.А. Проявление конфигураций магнитных облаков солнечного ветра в геомагнитной активности // Тезисы докладов XI Пулковской международной конференции по физике Солнца: Физическая природа солнечной активности и прогнозирование ее геофизических проявлений, 2-7 июля 2007. Санкт-Петербург. 2007. С. 18.

2. Barkhatov N.A., Levitin А.Е. Kalinina Е.А. Manifestation of configurations magnetic clouds of the Solar wind in geomagnetic activity // 'Груды XI Пулковской международной конференции по физике Солнца: Физическая природа солнечной активности и прогнозирование ее геофизических проявлений, 2-7 июля 2007. Санкт-Петербург. 2007. С. 37.

3. Barkhatov N.A., Kalinina Е.А., Levitin А.Е., Gromova L.I., Dremukhina L.A., Burtsev A.Y. Intensity and duration of magnetic storms as result of different earth's passes through a magnetic cloud // Abstracts of Conference: International Heliophysical Year 2007: New Insights into Solar-Terrestrial Physics, 5-11 November 2007. Zvenigorod. 2007. P. 10.

4 Barkhatov N.A., Kalinina E.A., Dremukhina L.A., Gromova L.I., Levitin A.E., Burtsev A.Y. Intensity and duration of magnetic storms depending on passing Earth's trajectory through magnetic cloud // Abstracts of 31 Annual Seminar: Physics of auroral phenomena, 26-29 February 2008. Apatity. 2008. P.24.

5. Бархатов H.A., Калинина E.A., Левитин A.E., Громова JI.JL, Дремухина JI.A, Бурцев А.Я. Зависимость интенсивности и продолжительности магнитных бурь от траектории прохождения магнитного облака через земную магнитосферу // Солнечно-земная физика: сб. ст. Иркугск. 2008. Т.1. №12. С. 148.

6. N. Barkhatov, Е. Kalinina, A. Levitin. Dependence of intensity and duration of magnetic storms on a trajectory of magnetic cloud passage through terrestrial magnetosphere // EGU2008-A-00000. EGU General Assembly, 13-18 April 2008. Vienna. Austria. 2008. V. 10.

7. Бархатов H.A., Калинина Е.А. Определение параметров магнитных облаков солнечного ветра и их геомагнитной активности // Тезисы докладов 13-ой Нижегородской сессии молодых ученых (физика, химия, медицина, биология) 20-25 апреля 2008: Татинец. 2008. С.53.

8. Kalinina Е.А., Barkhatov N.A., Levitin А.Е. The short-term forecast of Solar wind magnetic cloud parameters reaching vicinity of the Earth // Abstracts of 32 Annual Seminar: Physics of auroral phenomena, 3-6 March 2009. Apatity. 2009. P.45.

9. Kalinina E.A., Barkhatov N.A., Levitin A.E. The short-term forecast of Solar wind magnetic cloud parameters reaching vicinity of the Earth // Proceedings of the 32 Annual Seminar: Physics of auroral phenomena, 3-6 March 2009. Apatity. 2009. P.l 19.

10. Бархатов H.A., Калинина E.A., Левитин А.Е. Проявление конфигураций магнитных облаков солнечного ветра в геомагнитной активности // Космические исследования. 2009. Т.47. № 4. С. 300.

11. Калинина Е.А., Бархатов Н.А. Установление параметров магнитных облаков солнечного ветра по начальным измерениям параметров межпланетной среды в нем // Тезисы докладов 14-ой Нижегородской сессии молодых ученых, естественнонаучные дисциплины (физика, химия, медицина, биология) 19-24 апреля 2009. Дзержинец. 2009. С.7.

12. Barkhatov N., Revunova E., Levitin A. The forecast of Dst dynamic under the established characteristics of Solar wind magnetic cloud // EGU2010-6590. EGU General Assembly, 2-7 May 2010. Vienna. Austria. 2010. V. 12.

13. Revunova E.A., Barkhatov N.A., Levitin A.E. The forecast of geomagnetic activity under the established characteristics of solar wind magnetic cloud // Abstracts of 33 Annual Seminar: Physics of auroral phenomena, 2-5 March 2010. Apatity. 2010. P.47.

14. Бархатов H.A., Жулина Е.Г., Калинина E.A. Определение парамегров корональных выбросов вещества методом МГД моделирования их эволюции // Геомагнетизм и аэрономия. 2010. Т.50. №3. С. 317.

15. Н. А. Бархатов, Е. А. Калинина. Определение параметров магнитных облаков и прогноз интенсивности магнитных бурь // Геомагнетизм и Аэрономия. 2010. Т.50. №4. С. 477.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Ревунова, Елена Алексеевна, 2010 год

1. Акасофу С.И., Чепмен С. Солнечно-земная физика. 4.1,2. М.: Мир, 1974.444 с.

2. Плазменная гелиогеофизика. В 2 т. / Под ред. JI.M. Зеленого, И.С. Веселовского. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.

3. Хвиюзова Т.А. Солнечные источники',и типы потоков солнечного ветра // Физика околоземного космического пространства: Сб. ст. ПГИ; Апатиты, 2000. Т. 2.

4. Космическая геофизика / Под. ред. А. Энеланда, О. Холтера, А. Омхольта. Пер. с англ. М.: Мир, 1976. 544 с.

5. Yeraiolaev Yu.I., Stupin V.V. Helium abundance and dynamics in different types of solar wind streams: the Prognoz 7 observations // J. Geophys. Res., 1997. У.102. №A2. P.2125.

6. Ермолаев Ю.И. Новый подход к изучению крупномасштабной структуры солнечной короны по результатам измерения параметров солнечного ветра // Космические исследования. 1990. Т.28. № 6. С. 890.

7. Ермолаев Ю.И., Николаева Н.С., Лодкина, И.Г., Ермолаев М.Ю. Каталог крупномасштабных явлений солнечного ветра для периода 1976 2000 г. // Космические исследования, 2009. Т.47. № 2. С. 99.

8. Иванов К.Г., Ромашец Е.П. Некоторые типичные и необычные явления солнечно-земной физики в январе-июне 1999 г.// Геомагнетизм,и аэрономия. 2000. Т.40. № 5. С. 15— 24.

9. Emilia К., Huttunen J., Koskinen Hannu E. J., Schwenn Rainer. Variability of magnetospheric storms driven by different solar wind perturbations // J. Geophys. Res., 2002. V. 107. № A7. P. 1121. 10.1029/2001 JA900171.

10. Huang C.-S., Reeves G.D., Borovsky J.E., Skoug R.M., Pu Z.Y., Le G. Periodic magnetospheric substorms and their relationship with solar wind variations// J. Geophys. Res., 2003. V.108. № A6. P. 1255. doi:10.1029/2002JA009704.

11. Kahler S.W., Hudson H.S. Origin and development of transient coronal holes // J. Geophys. Res., 2001. V. 100. № A12. P. 29239.

12. Neugebauer M. Liewer P.C. Creation and destruction of transitory coronal holes and their fast solar wind streams // J. Geophys. Res., 2003. V.108. № Al. P. 1013 doi: 10.1029/2002JA009326.

13. Gosling J.T. The solar flare myth // J. Geophys. Res., 1993. V.98. № Al 1. P.18937-18949.

14. Черток И.М. Корональные выбросы массы и их роль в космической погоде // Солнечно-земная физика: сб.ст. Иркутск, 2002. Вып.2. С.7-10.

15. Bothmer V., Schwenn R. The structure and origin of magnetic clouds in the solar wind // Ann. Geophys., 1998. V.16. P:l.

16. Martin S. F., Panasenco O., Engvold O., Lin Y. The link between CMEs, filaments and filament channels // Ann. Geophys., 2008. V.26. P. 3061.

17. Burlaga L. F., Wang C., Richardson J. D., Ness N. F. Evolution of the multiscale statistical properties of corotating streams from 1 to 95 AU // J. Geophys. Res. 2003. Y.108. №A7. P.1305. doi.10 1029/2003JA009841.

18. Eselevich V.G., Fainshtein V.G. An investigation of the relationship between the magnetic storm Dst indexes and different types of solar wind streams // Ann. Geophys. 1993. V.ll. P.678.

19. Lindsay G.M , Russell C.T , Luhmann J.G. Predictability of Dst index based upon solar wind conditions monitored inside 1 AU // J. Geophys. Res. 1999. V.104. №A5. P. 10335.

20. Neugebauer M., Liewer P.C. Creation and destruction of transitory coronal holes and their fast solar wind streams // J. Geophys. Res. 2003. V.108. №A1. P. 1013. 10.1029/2002JA009326.

21. Tsurutani B.T., Gonzalez W.D., Gonzalez A., Tang F., Arballo J.K., Okada M. Interplanetary origin of geomagnetic activity in the declining phase of the solar cycle // J. Geophys. Res. 1995. V.100. № A11. P. 21717.

22. Webb D.F., Cliver E.W., Crooker N.U., Cyr O.C. St., Thompson B.J. Relationship of halo coronal mass ejections, magnetic clouds, and magnetic storms // J. Geophys. Res. 2000. V.105. № A4. P. 7491.

23. Filippov В., Koutchmy S. Causal relationships between eruptive prominences and coronal mass ejections // Ann. Geophys., 2008. V.26. P. 3025.

24. Zhao X. P., D. F. Webb. Source regions and storm effectiveness of frontside full halo coronal mass ejections // J. Geophys. Res. 2003. V.108. №A6. P.1234. doi: 10.1029/2002JA009606.

25. Driel-Gesztelyi L., Attrill G. D. R., Emoulin P. D', Mandrini С. H., Harra L. K. Why are CMEs large-scale coronal events: nature or nurture? // Ann. Geophys., 20081 V.26. P.3077.

26. Иванов К.Г. Структура типичного нестационарного потока межпланетной плазмы по данным непосредственных измерений // Успехи физических наук, 1974. Т.114. № 2. С.382.

27. Иванов К.Г., Микерина Н.В., Евдокимова JI.B. Типичная последовательность сильных разрывов в главной части нестационарного потока межпланетной плазмы // Геомагнетизм и аэрономия, 1974. Т. 14. № 5. С. 777.

28. Иванов К.Г. Мелкомасштабная петля гелиосферного токового слоя как альтернатива модели магнитного облака в волоконно-стримерном потоке межпланетной плазмы 27-28 августа 1978 г. // Геомагнетизм и аэрономия, 2000. Т.40. №4. С. 3.

29. Piddington J.H. The transmission of geomagnetic disturbances through the atmosphere and interplanetary space // Geophys. J. Royal Astronomical Society., 1959. V.2. № 3. P.173.

30. Burlaga L., Sittler E., Mariani F., and Schwenn N. Magnetic loop behind aninterplanctary shock: Voyager, Helios and IMP 8 observations // J. Geophys. Res., 1981. V.86. P.6673.

31. Lepping R., Jones J., Burlaga L. Magnetic field structure of interplanetary magnetic clouds at 1 AU // J. Geophys. Res., 1990. V.95. P. 11,957.

32. Zhang J., Liemohn M. W., Kozyra J. U., Lynch B. J., Zurbuchen Т. H. A statistical study of the geoeffectiveness of magnetic clouds during high solar activity years // J. Geophys. Res., 2004. V.109. A09101. doi: 10.1029/2004JAO 10410.

33. Vandas M., Odstrcil D., Watari S. Three-dimensional MHD simulation of a loop-like magnetic cloud in the, solar wind // J. Gophys. Res., 2002. V.107. № A9. P.1236. doi: 10.1029/2001JA005068.

34. Mulligan Т., Russel C. Multispacecraft modeling of the flux rope structure of interplanetary coronal mass ejections: Cylindrically symmetric versus nonsymmetric topologies // J. Geophys. Res., 2001. V. 106. №A6. P. 10,581.

35. Mulligan Т., Russell С. Т., Anderson B. J., Acuna M. H. Multiple Spacecraft Flux Rope Modeling of the Bastille Day Magnetic Cloud // Geophys. Res. Lett., 2001. V.28. № 23. P. 4417.

36. Du D., Wang C., Hu Q. Propagation and evolution of a magnetic cloud from ACE to Ulysses //J. Geophys. Res., 2007. V.l 12. A09101. doi: 10.1029/2007JA012482.

37. Rodriguez L., Dasso S., Zhukov A. N., Mandrini С. II., Cremades H, Cid C., Cerrato Y., Saiz E., Aran A., Menvielle M., Poedts S., Schmieder B. Magnetic clouds seen at different locations in the heliosphere // Ann. Geophys., 2008. V.26. P. 213.

38. Mostl C., Miklenic C., Farrugia C. J., Temmer M., Veronig A., Galvin А. В., Vrsnak В., Biernat H. K. Two-spacecraft reconstruction of a magnetic cloud and comparison to its solar source // Ann. Geophys., 2008. V.26. P. 3139.

39. Zhao X. P., Hoeksema J. Т., Marubashi K. Magnetic cloud Bs events and their dependence on cloud parameters // J. Geophys. Res., 2001. V. 106. № A8. P. 15,643.

40. Лифшиц E.M., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979. 528 с.

41. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982. 620 с.

42. Бархатов Н.А., Бархатова О.М. Введение в солнечно-земную физику: учебно-научное пособие. Н. Новгород: изд-во ГОУ ВПО НГПУ, 2009. 494 с.

43. Detman Т. R., Dryer М., Yeh Т., Han S. М., Wu S. Т., McComas D. J. A time-dependent, three-dimensional MHD numerical study of interplanetary magnetic draping around plasmoids in the solar wind // J. Geophys. Res, 1991. V.96. P.9531.

44. Dryer M., Detman T.R., Wu S.T., Han S.M. Three-dimensional, time-dependent MHD simulations of interplanetary plasmoids // Adv. Space Res., 1989. V.9. № 4. P.475.

45. Dryer M. Interplanetary studies: Propagation of disturbances between the Sun and the magnetosphere // Space Sci. Rev., 1994. V.67. P. 363.

46. Wu C.-C., Dryer M., Wu S.T. Three-dimensional MHD simulation of interplanetary magnetic field changes at 1 AU as a consequence of simulated solar flares // Ann. Geophys., 1996. V.14. № 4. P. 383.

47. Vandas M., Fischer S., Dryer M., Smith Z., Detman T. Simulation of magnetic cloud propagation in the inner heliosphere in two-dimensions 1. A loop perpendicular to the ecliptic plane // J. Geophys. Res., 1995. V.100. №.A7. P. 12,285.

48. Vandas M., Fischer S„ Dryer M., Smith Z., Detman T. Simulation of magnetic cloud propagation in the inner heliosphere in two dimensions 2. A loop parallel to the ecliptic plane and the role of helicity// J. Geophys. Res. 1996. V.101. №.A2. P.2505.

49. Xiong M., Zheng H., Wu S. Т., Wang Y., Wang S. Magnetohydrodynamic simulation of the interaction between two interplanetary magnetic clouds and its consequent geoeffectiveness // J. Geophys. Res., 2007. V.l 12. AI 1103. doi:l0.1029/2007JA012320.

50. Xiong M., Zheng H., Wang S. Magnetohydrodynamic simulation of the interaction between two interplanetary magnetic clouds and its consequent geoeffectiveness: 2. Oblique collision // J. Geophys. Res., 2009. V.l 14. All 101. doi:10.1029/2009JA014079.

51. Бархатов H.A., Зырянова M.C., Иванов К.Г., Фридман В.М., Шейнер O.A. Установление солнечных источников геоэффективных возмущений с использованием МГД моделирования // Геомагнетизм и аэрономия, 2002. Т.42. № 5. С. 594.

52. Бархагов H.A., Королев A.B., Застенкер Г.Н., Рязанцева М.О., Далин П.А. МГД моделирование динамики резких возмущений межпланетной среды в сравнении с наблюдениями на'космических аппарат* // Космические исследования, 2003. Т.41. № 6. С. 563.

53. Бархатов H.A., Гольберг К.Ю., Зырянова М.С., Иванов К.Г. Локальное МГД-моделирование взаимодействия высокоскоростного потока и медленного солнечного ветра // Геомагнетизм и аэрономия, 2004. Т.44. № 1. С. 28.

54. Zhang S., Yi F. A numerical study on global propagations and amplitude growths of large gravity wave packets Hi. Geophys. Res., 2004. V.109. D07106. doi: 10.1029/2003JD004429.

55. Kleimann J., Kopp A., Fichtner H., Grauer R. A novel code for numerical 3-D MHD studies of CME expansion//Ann. Geophys., 2009. V.27. P. 989.

56. Aschwanden M. J. 4-D modeling of CME expansion and EUV dimming observed with STEREO/EUVI //Ann. Geophys., 2009. V.27. P.3275.

57. Mierla M., Inhester В., Antunes A., Boursier Y., Byrne J. P., et al. On the 3-D reconstruction of Coronal Mass Ejections using coronagraph data // Ann. Geophys., 2010. V. 28. P. 203.

58. Бархатов Н.А, Жулина Е.Г., Королев А.В. Установление начальных параметров CMEs методом пространственно-временного моделирования ICMES // Солнечно-земная физика: сб. ст. Иркутск, 2005. Вып.8. С. 197.

59. Яновский Б.М. Земной магнетизм. JI. Изд. Ленинградского университета, 1978. 600 с.

60. Исаев С. И., Пудовкин М.И. Полярные сияния и процессы в магнитосфере Земли. Л.: Наука, 1972. 244 с.

61. Gonzalez W.D., Joselyn J.A., Kamide Y., Kroehl H.W. Rostoker G. Tsurutani B.T., Vasyliunas V.M. What is a geomagnetic storm? // J. Geophys. Res., 1994. V.99. № A4. P. 5771.

62. Loewe C. A., Prolss G. W., Classification and mean behavior of magnetic storms // J.Geophys.Res., 1997. V.102. P.14209.

63. O'Brien Т., McPherron R. An empirical phase space analysis of ring current dynamics: Solar wind control of injection and decay// J. Geophys. Res., 2000. V.105. P. 7707.

64. Xiaoyan Z., Tsurutani В. T. Interplanetary shock triggering of nightside geomagnetic activity: Substonns, pseudobreakups, and quiescent events // J. Geophys. Res., 2001. V.106. № A9. P. 18957.

65. Wu С. C., Lepping R. P. Effects of magnetic clouds on the occurrence of geomagnetic storms: The first 4 years of Wind // J. Geophys. Res., 2002. V.107. № A10. P. 1314. doi:10.1029/2001JA000161.

66. Echer E., Gonzalez W. D. Geoeffectiveness of interplanetary shocks, magnetic clouds, sector boundary crossings and their combined occurrence // Geophys. Res. Letters., 2004. V.31. L09808. doi: 10.1029/20O3GLO19199.

67. Lundquist, S. Magnetohydrostatic fields //Ark. Fys., 1950. № 2. P. 361.

68. Hidalgo M. A., Nieves-Chinchilla Т., Cid C. Elliptical cross-section model for the magnetic topology of magnetic clouds // Geophys. Res. Letters., 2002. V.29. №13. P. 1637. 10.1029/2001GL013 875.

69. Hidalgo M. A. A study of the expansion and distortion of the cross section of magnetic clouds in the interplanetary medium // J. Geophys. Res., 2003. V.108. №A8. P. 1320. doi: 10.1029/2002JA009818.

70. Ivanov K.G., Harshiladze A.F. Interplanetary hydromagnetic clouds as flare-generated spheromaks // Sol. Phys., 1985. V.98. P. 379.

71. Vandas M. Fischer S., Pelant P., Geranios A. Spheroidal models of magnetic clouds and their comparison with spacecraft measurements // J. Geophys. Res., 1993. V.98. № A7. P. 11.467.

72. Romashets E. P. Vandas V. Dynamics of a toroidal magnetic clouds in the solar wind // J. Geophys. Res., 2001. V.106. № A6. P. 10,615.

73. Hidalgo M. A., Vinas A. F., Sequeiros, J. A non-force-free approach to the topology of magnetic clouds in the solar wind // J. Geophys. Res., 2002. V.106. №A1. P. 1002. 10.1029/2001JA900100.

74. Иванов К.Г. Солнечные источники по гоков межпланетной плазмы на орбите Земли. // Геомагнетизм и аэрономия, 1996. Т.36. № 1. С. 19.

75. Vennerstroem S. Interplanetary sources of magnetic storms: A statistical study // J. Geophys. Res., 2001. V.106. № A12. P. 29175.

76. Бархатов H.A., Левитин A.E., Ревунов C.E. Комплексная классификация глобальных геомагнитных возмущений // Космические исследования, 2006. Т.44. № 6. С. 488-499.

77. Odstrcil D., Linker J. A., Lionello R., Mikic Z., Riley P., Pizzo V. J., Luhmann J. G. Merging of coronal and heliospheric numerical two-dimensional MHD models //J. Geophys. Res., 2002. V.107. № A12. doi:10.1029/2002JA009334.

78. Gonzalez-Esparza J. A. Santill A., Ferrer J. A numerical study of the interaction between two ejecta in the interplanetary medium: one- and two-dimensional hydiodynamic simulations //Ann. Geophys., 2004. V.22. № 10. P.3741.

79. Lynch В., Zurbuchen Т., Fisk L., Antiochos S. Internal structure of magnetic clouds: Plasma and composition // J. Geophys. Res., 2003. V.108. № A6. P. 1239. doi:10.1029/2002JA009591.

80. Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика — М.: Мир, 1992. 240 с.

81. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. М.: Горячая линия — Телеком, 2001. 382 с.

82. Медведев B.C., Потёмкин В.Г. Нейронные сети. MATLAB 6. М.: Диалог-МИФИ, 2002. 496 с.

83. Gopalswamy N., Lara A., Yashiro S., Kaiser M.L., Howard R.A Predicting the 1-AU arrival times of coronal mass ejections // J. Geophys. Res., 2001. V. 106. P. 29207.

84. Cane H. V., Richardson I. G. Interplanetary coronal mass ejections in the near-Earth solar wind during 1996-2002 // J. Geophys. Res., 2003. V.108. №.A4. P.1156. doi: 10.1029/2002J A009817.

85. Leamon R. J., Canfield R. C., Jones S. L., Lambkin K., Lundberg B. J., Pevtsov A. A. Helicity of magnetic clouds and their associated active regions // J. Geophys. Res. 2004. V.109. A05106. doi: 10.1029/2003JA010324.

86. Barkhatov N., Revunov S. Forecast and restoration of geomagnetic activity indices by using the software-computational neural network complex // Geophysical Research Abstracts. EGU General Assembly. 2010. EGU2010-6606. V. 12.

87. Revunov S.E., Barkhatov N.A. Software-computer complex for Space Weather predicting // Abstracts of 33 Annual Seminar «Physics of auroral phenomena», 2-5 March 2010. Apatity. 2010. P.22.

88. Kalinina E.A., Barkhatov N.A., Levitin A.E. The short-term forecast of Solar wind magnetic cloud parameters reaching vicinity of the Earth // Proceedings of the 32 Annual Seminar: Physics < of auroral phenomena, 3-6 March 2009. Apatity. 2009. P.l 19.

89. Revunova E.A., Barkhatov N.A., Levitin A.E. The forecast of geomagnetic activity under the established characteristics of solar wind magnetic cloud // Abstracts of 33 Annual Seminar: Physics of auroral phenomena, 2-5 March 2010. Apatity. 2010. P.47.