УДК 551.590.2 eLIBRARY.RU: 89.27.00 Мягкова И.Н. НИИЯФ им. Д.В. Скобельцына МГУ им. Д.В.Ломоносова УЧЕБНЫЙ КУРС «КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА – МОНИТОРИНГ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ» EDUCATIONAL COURSE «SPACE WEATHER - MONITORING AND FORECASTING» Аннотация: В кратком курсе лекций рассмотрены современные представления о влиянии различных проявлений солнечной активности на состояние околоземного космического пространства, показаны основные физические процессы и явления, наблюдающиеся в космическом пространстве и на Земле, вызванные указанными проявлениями солнечной активности. Также обсуждаются возможности мониторинга и прогнозирования космической погоды, а также результаты различных прогнозов космической погоды. Ключевые слова солнечная активность, космическая погода, вспышки на Солнце, солнечные космические лучи, магнитные бури Abstract: In a short course of lectures, modern ideas about the influence of various manifestations of solar activity on the state of near-earth space are considered, the main physical processes and phenomena observed in outer space and on Earth, caused by the indicated manifestations of solar activity, are shown. It also discusses the current space weather monitoring and forecasting capabilities, as well as the results of various space weather forecasts. Keywords: solar activity, space weather, solar flares, solar cosmic rays, magnetic storms На сегодняшний день космической погодой принято называть совокупность явлений на Солнце, в солнечном ветре, магнитосфере Земли и ионосфере. Данные явления могут повлиять на работу и надежность бортовых и наземных технологических систем и влиять на здоровье людей, о чем в своих трудах писал основоположник гелиобиологии Александр Леонидович Чижевский. В атмосфере Солнца ежеминутно происходит множество самых разных процессов, но отнюдь все из них оказывает влияние на Землю. Те из них, которые непосредственно влияют на обстановку в околоземном космическом пространстве и на Земле, называют геоэффективными. Источниками геоэффективных событий являются а) солнечные вспышки, происходящие в активных областях, б) солнечные протонные события, в)корональные выбросы массы; г) достигающие Земли высокоскоростные потоки солнечного ветра из корональных дыр. На состояние околоземного пространства и Землю могут влиять следующие физические явления: а) ионизующее электромагнитное излучение солнечных вспышек; б) солнечные протонные события: возрастание потоков энергичных протонов солнечных космических лучей; в) магнитные бури и суббури; г) возрастания потоков релятивистских электронов внешнего радиационного пояса Земли. Данные явления могут стать причиной повышения радиационной опасности во время космических полетов (б, г) и авиационных рейсов (б), нарушения радиосвязи (а, в), сбоев в работе космических аппаратов (б, г), телеграфных линий, трубопроводов, линий электропередач и энергосетей (в), а также возможного ухудшения самочувствия некоторых людей (в). Геомагнитные возмущения (магнитные бури) наиболее часто упоминаются как источник возможной опасности для людей. Причиной магнитных бурь может стать приход к орбите Земли как коронального выброса массы, которым сопровождается солнечная вспышка; так и коротирующей области взаимодействия потоков быстрого и медленного солнечного ветра. Последствия магнитных бурь: 1) нарушения в работе телеграфных линий, трубопроводов, линий электропередач (ЛЭП) и энергосетей; 2) нарушения радиосвязи; 3) проблемы с навигацией космических аппаратов осуществляемой по геомагнитному полю; 4) повышение радиационной опасности для космических полетов и трансполярных авиаперелетов (за счет сдвига границы свободного проникновения солнечных протонов на более низкие широты и роста потока релятивистских электронов внешнего радиационного пояса Земли на фазе восстановления магнитной бури); 5) ухудшение самочувствия людей. На взаимосвязь количества пятен на Солнце и частоты полярных сияний обратили внимание еще много столетий назад такие великие исследователи как Ломоносов и Цельсий. Александр Леонидович Чижевский выдвинул и обосновал гипотезу о том, что значительное число солнечных и земных процессов синхронны. Он основывался на многих известных к тому времени фактах связи солнечной активности, например, с частотой магнитных бурь (сочинение «Handbuch des Erdmagnetismuss» немецкого астронома Иоганна фон Ламонта, 1849), частотой полярных сияний (Н. Fritz, 1863 г). Однако не следует забывать, что данные закономерности были получены для интервалов усреднения не менее месяца, а чаще за год. Но при меньших интервалах усреднения картина меняется. Большое число пятен на видимой стороне Солнца в данный конкретный день, хотя и повышает вероятность вспышки, но не делает ее возникновение обязательным, и уж тем более не является обязательной следующая за вспышкой магнитная буря. умеренные, а иногда и сильные бури, как уже говорилось выше, являются следствием прихода к Земле высокоскоростных потоков солнечного ветра, истекающего из низкоширотных корональных дыр, наличие которых на Солнце не связано с числом пятен. При этом магнитная буря не является непременным следствием каждой интенсивной вспышки на Солнце, поскольку буря вызывается не самой вспышкой, а корональным выбросом масс, сопровождающим вспышку. И он должен не только произойти на Солнце, но еще и дойти до Земли. Упомянутые вопросы, рассмотрены в спецкурсе, разработанном в НИИЯФ МГУ. Содержание лекционного курса: Лекция 1. Космическая погода предмет исследования, используемые определения и термины. Лекция 2. Явления на Солнце и в гелиосфере - источники геоэффективных событий в околоземном космическом пространстве. Лекция 3. Cолнечные космические лучи Лекция 4. Магнитные бури и суббури. Лекция 5. Ионизующее электромагнитное излучение солнечных вспышек. Лекция 6. Возрастания потоков релятивистских электронов во внешнем радиационном поясе Земли. Лекция 7. Мониторинг радиационных условий и геомагнитной активности. Лекция 8. Современные методы прогнозирования космической погоды.
