Космическая погода: история исследования и прогнозирование

Рубрика: 
Космическая и атмосферная физика
Парновский, АС, Ермолаев, ЮИ, Жук, ИТ
Косм. наука технол. 2010, 16 ;(1):90-99
https://doi.org/10.15407/knit2010.01.090
Язык публикации: русский
Аннотация: 
Приводится обзор методов прогнозирования космической погоды, анализируются их достоинства и недостатки и предлагаются пути дальнейшего развития. В частности, учета крупномасштабной структуры солнечного ветра поможет повысить точность прогноза состояния магнитосферы и ионосферы Земли.
Ключевые слова: космическая погода, магнитосфера, солнечный ветер
Полный текст (PDF)
References: 
2. Гурфинкель Ю. И. Ишемическая болезнь сердца и солнечная активность.— M.: Изд-во «Эльф-3 ». ВИНИТИ, 2004.
3. Ермолаев Ю. И., Ермолаев М. Ю. Солнечные и межпланетные источники геомагнитных бурь: аспекты космической погоды // Геофиз.процессы и биосфера.— 2009.— 8 (1).— С.5 —35.
4. Ермолаев Ю. И. и др. Статистическое исследование гелиосферных условий, приводящих к магнитным бурям // Космич. исслед.— 2007.— 45 (1).— С. 3 —11.
5. Зеленый Л. М., Веселовский И. С. (ред.) Плазменная гелиогеофизика.— М.: Физматлит, 2008.
6. Кременецький І. А.,Черемних О. К. Космічна погода: механізми і прояви.— Київ: Наук. думка, 2009.
7. Парновский А. С. Прогнозирование D st -индекса методом линейного регрессионного анализа // Космічна наука і технологія.— 2008.— 14, № 3.— С. 48 —54.
8. Парновский А. С. Метод регрессионного моделирования и его применение к задаче прогнозирования космической погоды // Проблемы управления и информатики.— 2009.— № 3.— С. 128 —135.
9. Парновський О. С. Генерація, стійкість та спектр власних поперечно-дрібномасштабних МГД збурень у внутрішній магнітосфері Землі: Дис....канд. фіз.-мат.наук.— Київ, 2006.— Машинопис.
10. Семенив О. В. и др. Оптимизационный подход к прогнозированию космической погоды // Проблемы управления и информатики.— 2008.— № 4.— С. 115 —130.
11. Фигуровский Д. Электромагнитный импульс ядерного взрыва и защита от него радиоэлектронных средств // Зарубеж. воен. обозрение.— 1989.— № 8.— С. 35 —41.
12. Черемных О. К., Сидоренко В. И., Яценко В. А. Нелинейные динамико-информационные модели магнитосферы для прогнозирования космической погоды // Космічна наука і технологія.— 2008.— 14, № 1.— С. 77 —84.
13. Чижевский А. Л. Физические факторы исторического процесса.— Калуга.1924.
14. Чижевский А. Л. О влиянии космических причин на деятельность аппаратов связи // Жизнь и техника связи.— 1925.—12.— С. 22 —31.
15. Чижевский А. Л. Модификация нервной возбудимости под влиянием пертурбаций во внешней физико-химической среде. Опыт изучения коллективной психоневрологии // Русско-нем. мед. журнал.— 1928.— № 9.— С. 501 —518.
16. Чижевский А. Л. О периодичности европейского Typhus recurrens // Русско-нем. мед. журнал.— 1928.— № 12.— С. 685 —695.
17. Babayev E. S. Space weather and human health at the Earth ’s surface:results of Azerbaijani studies // Geophys. Res. Abstracts.— 2007.— 9.— 00798.
18. Balikhin M. A., et al. Terrestrial magnetosphere as a nonlinear resonator // Geophys. Res. Lett.— 2001.— 28, N 6.— P. 1123 —1126.
19. Ballatore P., Gonzalez W. D. On the estimates of the ring current injection and decay // Earth, Planets and Space.— 2003.— 55.— P. 427 —435.
20. Borovsky J. E., Denton M. H. Differences between CME-driven storms and CIR-driven storms // J. Geophys. Res.— 2006.— 111.— A07S08. doi:10.1029/2005JA011447
21. Burton R. K., McPherron R. L., Russel C. T. An empirical relationship between interplanetary conditions and Dst // J. Geophys. Res.— 1975.— 80.— P. 4202 —4214.
22. Campbell W. H. Geomagnetic storms, the Dst ring-current myth and lognormal distributions // J. Atmos. and Terr. Phys.— 1996.— 58 (10).— P. 1171 —1187.
23. Carrington R. C. Description of a Singular Appearance seen in the Sun on September 1 // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.— 1859.— 20.— P.13 —15.
24. Cerrato Y., et al. Geomagnetic storms: their sources and a model to forecast Dst index // Lect. Notes and Essays in Astrophys.— 2004.— P. 131 —142.
25. Cid C., Saiz E., Cerrato Y. Physical models to forecast the Dst index: A comparison of results. Proc. Solar Wind 11 – SOHO 16 «Connecting Sun and Heliosphere » (Whistler, Canada, 12 –17 June, 2005) (ESA SP-592). 2005. P. 116 –119.
26. Chapman S., Ferraro V. C. A. A new theory of magnetic storms // Terr. Magn. Atmos. Electr.— 1931.— 36.— P. 77 —97, 171 —186.
27. Chapman S., Ferraro V. C. A. A new theory of magnetic storms // Terr. Magn. Atmos. Electr.— 1932.— 37.— P. 147 —156.
28. Chapman S., Ferraro V. C. A. A new theory of magnetic storms // Terr. Magn. Atmos. Electr.— 1933.— 38.— P. 79 —96.
29. Chapman S., Ferraro V. C. A. A new theory of magnetic storms // Terr. Magn. Atmos. Electr.— 1940.— 45 .— P. 245 —268.
30. Cheremnykh O. K., et al. Nonlinear dynamics and prediction for space weather // Ukr. J. Phys.— 2008.— 53, N 5.— P. 502 —505.
31. Cliver E. W., Kamide Y., Ling A. G. Mountains versus valleys: Semiannual variation of geomagnetic activity // J. Geophys. Res.— 2000.— 105 .— P. 2413 —2424.
32. Despirak I. V., et al. Development of substorm bulges during different solar wind structures //Ann.geophys.— 2009.— 27.— P. 1951 —1960.
33. Dryer M., et al. Magnetohydrodynamic modeling of interplanetary disturbances between the Sun and Earth // Astrophys. and Space Sci.— 1984.— 105.— P. 187 —208.
34. Erlykin A. D., et al. On the correlation between cosmic ray intensity and cloud cover. [arXiv:0906.4442v2 ].
35. Eselevich V. G., Fainshtein V. G. An Investigation of the Relationship between the Magnetic Storm Dst-index and Different Types of Solar Wind Streams // Ann. geophys.— 1993.—11 (8).— P. 678 —684.
36. Fenrich F. R., Luhmann J. G. Geomagnetic response to magnetic clouds of different polarity // Geophys. Res. Lett.— 1998.— 25.— P. 2999 —3002.
37. Hapgood M. A. Scientific Understanding and the Risk from Extreme Space Weather. [arXiv:0908.4349 ].
38. Harrison R. F., Drezet P. M. The application of an adaptive non-linear systems identification technique to the online forecast of Dst index. Proc. Les Woolliscroft memorial Conf. / Sheffield Space Plasma Meeting: Multipoint measurements versus theory (Sheffield, UK, Apr 24-26, 2001) (ESA SP-492). 2001.— P. 141 —146.
39. Hodgson R. On a curious Appearance seen in the Sun // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.— 1859.— 20.— P. 15 —16.
40. Johnson J. R., Wing S. A cumulant-based analysis of non-linear magnetospheric dynamics // Report PPPL-3919-rev.2004. (http://www.pppl.gov/pub_report/2004/PPPL-3919rev.pdf).
41. Joselyn J. A. Geomagnetic activity forecasting — the state-of-the-art // Rev. Geophys.— 1995.— 33.— P. 383 —401.
42. Khabarova O. V.  Current Problems of Magnetic Storm Prediction and Possible Ways of Their Solving // Sun and Geosphere.— 2007.— 2 (1).— P. 32 —37.
43. Khabarova O. V., et al.  Solar wind and interplanetary magnetic field features before magnetic storm onset // Proc. of the 8-th International Conference on Substorms.— Canada, 2006.— P. 127 —132.
44. Kivelson M. G., Russel C. T. (eds.) Introduction to Space Physics.— Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1995.
45. Kugblenu S., Taguchi S., Okuzawa T. Prediction of the geomagnetic storm associated Dst index using an artificial neural network algorithm // Earth Planets Space.— 1999.— 51.— P. 307 —313.
46. Lilensten J. (ed.) Space Weather: Research Towards Applications in Europe // Astrophys. and Space Sci. library.— Dordrecht: Springer, 2007.
47. Li X., et al. The Predictability of the Magnetosphere and Space Weather. Eos. 2003. 84 (37).
48. Lyatsky W., Newell P. T., Hamza A. Solar Illumination as Cause of the Equinoctial Preference for Geomagnetic Activity // Geophys. Res. Lett.— 2001.— 28 .— P. 2353 — 2356.
49. Marubashi K. The space weather forecast program // Space Sci. Rev.— 1989.— 51 .— P. 197 —214.
50. McKenna-Lawlor S. M. P., et al. Predicting interplanetary shock arrivals at Earth, Mars, and Venus: A real-time modeling experiment following the solar flares of 5-14 December 2006 // J. Geopys. Res.— 2008.— 113 A, N 6.— A06101.doi:10.1029/2007JA012577.
51. Mikaelian T. Spacecraft charging and hazard to electron­ics in space. [arXiv:0906.3884]
52. Moos N. A. F. Magnetic observations made at the govern­ment observatory, Bombay, for the period 1846 to 1905, and their discussion, Part II: the phenomenon and its dis­cussion. Bombay, 1910.
53. O’Brien T. P., McPherron R. L. Forecasting the Ring Cur­rent Index Dst in Real Time // J. Atmos. and Sol.-Terr. Phys. — 2000. — 62(14). — P. 1295—1299.
54. O’Brien T. P., McPherron R. L. An empirical phase-space analysis of ring current dynamics: solar wind control of injection and decay // J. Geophys. Res. — 2000. — 105A, N 4. — P. 7707—7720.
55. O'Brien T. P., McPherron R. L. Seasonal and diurnal vari­ation of Dst dynamics // J. Geophys. Res. — 2002. — 107. — 1341. doi:10.1029/2002JA009435.
56. Odenwald S., Green J., Taylor W. Forecasting the impact of an 1859-calibre superstorm on satellite resources // Adv. Space Res. — 2006. — 38. — P. 280—297.
57. Oh S.Y., Yi Y. Relationships of the solar wind parameters with the magnetic storm magnitude and their association with the interplanetary shock // J. Korean Astron. Soc. — 2004. — 37. — P. 151—157.
59. Pallocchia G. et al. ANN prediction of the Dst index // Mem. Soc. Astron. ital. Suppl. — 2006. —9. — P. 120—122.
60. Palmer S. J., Rycroft M. J., Cermack M. Solar and geo­magnetic activity, extremely low frequency magnetic and electric fields and human health at the Earth’s surface // Surv. Geophys. 2006. — 27. — P. 557—595.
61. Parker E. N. Kinetic properties of interplanetary matter // Planet Space Sci. — 1962. — 9. — P. 461—475.
62. Parnowski A. S. Statistical approach to Dst prediction // J. Phys. Studies. — 2008. — 12(4).
63. Parnowski A. S. Statistically predicting Dst without satel­lite data. Earth, Planets and Space. 2009. 61(5). P. 621— 624.
64. Parnowski A. S. Regression modeling method of space weather prediction // Astrophys. and Space Sci. — 2009. — 323, N 2. — P. 169—180. doi:10.1007/s10509-009-0060-4. [arXiv:0906.3271]
65. Pulkkinen T. I., et al. Differences in geomagnetic storms driven by magnetic clouds and ICME sheath re­gions // Geophys. Res. Lett. — 2007. — 34. — L02105. doi:10.1029/2006GL027775.
66. Pustilnik L. A., Yom Din G. Space climate manifestation in Earth prices – from medieval England up to modern USA. (arXiv:astro-ph/0411165)
67. Raeder J., et al. Global simulation of the Geospace Envi­ronment Modeling substorm challenge event // J. Geo-phys. Res. — 2001. — 106. — P. 381—396.
68. Rangarajan G. K., Barreto L. M. Use of Kp index of geo­magnetic activity in the forecast of solar activity // Earth Planets Space. — 1999. — 51. — P. 363—372.
69. Romanova N. V., et al. Statistical Relationship between the Rate of Satellite Anomalies at Geostationary Satellites with Fluxes of Energetic Electrons and Protons // Kosmicheskie Issledovaniya. — 2005. — 43(3). — P. 186—193.
70. Ryerson , et al. The Late Aurora Borealis and the Telegraph // J. Education for Upper Canada. — 1858. — P. 132.
71. Sagdeev R. Z. Cooperative phenomena and shock waves in collisionless plasmas // Rev. Plasma Phys. —1966. — 4.
72. Siscoe G., et al. Reconciling prediction algorithms for Dst // J. Geophys. Res. — 2005. — 110. — A02215. doi:10.1029/2004JA010465.
73. Space Studies Board. Severe Space Weather Events — Understanding Societal and Economic Impacts: A Workshop Report. Washington: National Academies Press, 2008.
74. Srivastava M. A logistic regression model for predicting the occurrence of intense geomagnetic storms // Ann. geophys. — 2005. — 23. — P. 2969—2974.
75. Stewart B. On the Great Magnetic Disturbance Which Extended from August 28 to September 7, 1859, as Recorded by Photography at the Kew Observatory // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. — 1861. — 151. — P. 423—430.
76. Stoupel E., et al. Clinical Cosmobiology — Sudden Cardiac Death and Daily/Monthly Geomagnetic, Cosmic Ray and Solar Activity — the Baku Study (2003—2005) // Sun and Geosphere. — 2006. — 1(2). — P. 13—16.
77. Takalo J., Mursula K. A model for the diurnal universal time variations of the Dst index // J. Geophys. Res. — 2001. — 106. — P. 10905—10921.
78. Temerin M., Li X. A New Model for the Prediction of Dst on the Basis of the Solar Wind // J. Geophys. Res. —2002. — 107A, N 12. — 1472. doi:10.1029/2001JA007532.
79. Temerin M., Li X. Dstmodel for 1995—2002 // J. Geo -phys. Res. — 2006. — 111A, N 4. — A04221. doi:10.1029/ 2005JA011257.
80. Valdivia J. A., Sharma A. S., Papadopoulos K. Prediction of magnetic storms by nonlinear models // Geophys. Res. Lett. — 1996. — 23(21). — P. 2899—2902.
81. Watanabe S., et al. Prediction of the Dst index from so­lar wind parameters by a neural network method // Earth Planets Space. — 2002. — 54. — P. 1263—1275.
82. Wei H. L., Billings S. A., Balikhin M. A. Analysis of the geomagnetic activity of the Dst index and self-affine frac­tals using wavelet transforms // Nonlinear Processes in Geophysics. — 2004. — 11. — P. 303—312.
83. Wing S., et al. Kp forecast models // J. Geophys. Res. — 2005. — 110. — A04203. doi:10.1029/2004JA010500
84. World Data Center for Geomagnetism, Kyoto. http:// swdcwww.kugi.kyoto-u.ac.jp/

85. Zhou X.-Y., Wei F.-S. Prediction of recurrent geomagnet­ic disturbances by using adaptive filtering // Earth Planets Space. — 1998. — 50. — P. 839—845.