1 / 18

Реконструкция глобального электронного содержания в ионосфере и плазмосфере Земли

Реконструкция глобального электронного содержания в ионосфере и плазмосфере Земли в 10-24 циклах солнечной активности. Т.Л.Гуляева 1 и И.С. Веселовский 2 , 3 1 ИЗМИРАН,142190 Москва, Троицк 2 НИИЯФ МГУ, 119992 Москва 3 ИКИ, 117997 Москва Физика плазмы в солнечной системе

morag
Télécharger la présentation

Реконструкция глобального электронного содержания в ионосфере и плазмосфере Земли

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Реконструкция глобального электронного содержания в ионосфере и плазмосфере Земли в 10-24 циклах солнечной активности. Т.Л.Гуляева1и И.С. Веселовский2,3 1ИЗМИРАН,142190 Москва, Троицк 2НИИЯФ МГУ, 119992 Москва 3 ИКИ, 117997 Москва Физика плазмы в солнечной системе 10-14февраля, 2014, ИКИ, Москва

  2. Введение Продукт Глобального электронного содержания Анализ данных и модель Реконструкция ГЭС в прошлом и будущем Заключение Благодарность Литература Содержание

  3. Введение Расчеты Глобального электронного содержания, ГЭС, были инициированы Афраймовичем и др. [2006; 2008].ГЭС представляет собой полное число электронов в сферическом слое над Землей ограниченном орбитой спутников Глобальной навигационной системы GPS (20200 км). ГЭС измеряется в единицах: 1GECU = 1032 эл. Обновленная методика расчета ГЭС [Gulyaeva and Veselovsky, 2012, 2014]предусматривает разложение данных ТЕС в узлах глобальной карты GIM-TEC в 3х-мерные профили электронной плотностиNe(height, latitude, longitude)с помощью Международной модели ионосферы и плазмосферы, IRI-Plas.

  4. Расчет ГЭС в сферическом сегменте Ne(h) профиль (слева) и TEC(h) профиль (справа) от 0 to 20,200 km Объем сферического слоя на орбите GPS в 17 раз превышает объем у Земли Сравнение расчета ГЭС без учета сферичности пространства (штрихи) [Афраймович и др., 2006; Afraimovich et al., 2008]с расчетом в сферическом слое (конус, сплошные линии) с учетом вклада измененяющегося с высотой Ne(h) профиля от 0 to 20200 км[Gulyaeva and Veselovsky, 2012, 20014].

  5. Соответствие результатов расчета ГЭС за каждый месяц (2009-2011 гг) по двум типам исходных карт ТЕС (JPL и UPC)и прогноз по модели IRI-Plasс вводом параметров максимума слоя F2 по картам ITU-R (CCIR)

  6. Построение климатической модели[Gulyaeva and Veselovsky, 2014]: • Модель включает зависимость ГЭС от трех основных составляющих: солнечная активность, годовые и полугодовые изменения; • Синтезированный индекс солнечных пятен Rzpвключает фильтр сжатия в 5 раз по результатам среднего Ri из 3х компонент, в том числе скользящее среднее за 3 дня, среднее за 7 предыдущих дней, и среднее за 81 предыдущий день[Maruyama, 2010; Лаптухов и др., 2009]: • Rzp = 1 + int[1/5(1/3(1/3p-1:p+1Ri + 1/7p-7:p-1Ri + 1/81p-81:p-1Ri ))] • (3) Ежедневные значения ГЭС в зависимости от Rzp проанализированы за период наблюдений 1999-2012 гг.

  7. Карта сезонных изменений ГЭС в зависимости от солнечной активностис 1999 по 2012 гг. Распределение значений синтезированного индекса солнечных пятен Rzp за каждый месяц 1999-2012 гг

  8. Разложение ежедневных значений ГЭС за 2008 г (черная кривая) в гармонический ряд: годовая волна (1- сплошная синяя линия), полугодовая (2 - малиновая), 1/3 года (3 - зеленая), 1/4 года (4 - оранжевая) и 1/5 года (5 – голубые штрихи).

  9. Средние за каждый месяц значения ГЭС (кружки) в функции от синтезированного солнечного индекса Rzp и построенная по ним климатическая модель ГЭС (синяя кривая)

  10. Временной ряд модельной реконструкции ГЭС с 1850г (внизу, черная кривая) и исходные значения ГЭС за 1999-2012 гг (зеленая кривая). Средние за месяц исходные значения солнечных пятен, SSN (вверху) в10 – 24 солнечных циклах[Gulyaeva and Veselovsky, 2013]:

  11. Для прогноза на будущее имеем прогноз сглаженных среднемесячных значений солнечных пятен R12 (2014-2016). Корреляция 12-месячного сглаженного GEC12 с R12 по данным за 1999-2012 гг(слева) Корреляция 12-месячного сглаженного глобального индекса IG12 (по данным foF2)с R12 (справа)

  12. Калибровка 12-месячного сглаженного индексаGEC12cдля вврда в качестве управляющего ионосферного индекса в модель IRI-Plas при использовании карт ITU-R (CCIR) параметров foF2 и hmF2. • GEC12преобразован в индекс GEC12cдля масштабирования от единиц GECU к единицам RZ12 с помощью соотношения: • GEC12c = (GEC12 – 1) x 50

  13. Синтезированный ионосферный индекс GEC12c(черный),ионосферный индекс IG12(зеленый)и индекс солнечных пятен R12(красный цвет) Управляющие ионосферные и солнечные индексы в модели ИРИ и ИРИ-Плаз Период наблюдений и прогноз индексов R12,IG12 и GEC12с

  14. Заключение-1 Глобальное электронное содержание, ГЭС, рассчитывается с учетом сферичности околоземного пространства путем преобразования полного электронного содержания по картам GIM-TEC в 3хмерное распределение электронной плотности с помощью модели IRI-Plas. Часовые, суточные, месячные, 12-месячные средние значения ГЭС произведены по картам GIM-TEC и исследованы за период 1999 – 2013 гг. Построена климатическая аналитическая модель суточных значений ГЭС в зависимости от солнечной активности, годовых и полугодовых вариаций ГЭС. Средне-квадратичная погрешность климатической модели ГЭС находится в пределах от 8% до 13%.

  15. Заключение-2 • Модель ГЭС построена в зависимости от синтезированного индекса солнечной активности Rzp,варьирующего от 1 до 40 единиц по предложенной формуле на основе индекса солнечных пятен Ri, включаясреднее за 3 дня, среднее за 7 предыдущих дней, и среднее за 81 предыдущий день. • По данным ежедневных значений числа солнечных пятен с 1850 г, модельные значения ГЭС реконструированы с 1850 г по настоящее время. • Используя корреляцию 12-месячного сглаженного GEC12 с R12, составлен прогноз GEC12 на 2014-2016 гг на основе прогноза R12.

  16. Благодарность: Карты GIM-TEC предоставлены JPL на сайте ftp://cddis.nasa.gov/pub/gps/products/ionex/ Ионосферная модель IRI-Plas имеется в свободном доступе на сайте ИЗМИРАНhttp://ftp.izmiran.ru/pub/izmiran/SPIM/ Данное исследование выполнено при поддержке гранта РФФИ 13-02-91370-CT_a и TUBITAK 112E568.

  17. References Афраймович, Э.Л. , Е.И. Астафьева, И.В. Живетьев, Солнечная активность и глобальное электронное содержание, Доклады Академии наук, т. 409(3), 399-402, 2006. Afraimovich, E.L. , E.I. Astafyeva, A.V. Oinats, Yu.V. Yasukevich, I.V. Zhivetiev, Global electron content: a new conception to track solar activity, Annales Geophysicae, vol. 26(2), 335-344, 2008. Gulyaeva, T., and I. S. Veselovsky, Two-phase storm profile of global electron content in the ionosphere and plasmasphere of the earth, J. Geophys. Res., Space Phys., 117, A09325, doi:10.1029/2012JA018017, 2012. Лаптухов, А.И., Левитин, A.E., Лаптухов, В.A., Реконструкция информации о межпланетном и солнечном магнитном поле на основе aa индекса геомагнитной активностиюГеомагнетизм иаэрономия, 49, 49-57, doi:10.1134/S001679320901006X, 2009. Maruyama, T., Solar proxies pertaining to empirical ionospheric total electron content models, J. Geophys. Res., 115, A04306, doi:10.1029/2009JA014890, 2010. Gulyaeva, T.L., and I.S. Veselovsky. Imaging Global Electron Content backwards in time more than 160 years ago. Adv. Space Res., 53(3), 403-411, doi:10.1016/j.asr.2013.11.036, 2014.

  18. Благодарю за внимание

More Related