Московский центр мониторинга ионосферы

История геомагнитной бури 5 апреля 2010г.

С. А. Пулинец
Институт прикладной геофизики имени академика Е. К. Федорова

Большое видится на расстоянии. Об этом вспоминаешь каждый раз по разным поводам. Чаще всего эта сентенция относится к историческим событиям. Но жизнь нашей планеты – это тоже история. В этой связи хотелось бы проанализировать историю рядовой, казалось бы, магнитной бури 5-7 апреля 2010г.

Поначалу ничто не предвещало особых возмущений в околоземной среде. 3 апреля 2010г. была зарегистрирована довольно слабая вспышка в рентгеновском диапазоне класса C.

Еще 4 апреля ни один из ведущих мировых центров не прогнозировал столь резкого изменения состояния магнитосферы. Причина этого - в необычности вспышки, которая имела очень слабый максимум (настолько слабый, что не была включена ни в один каталог вспышек). Она была зарегистрирована многими космическими аппаратами, например европейским зондом Proba-2 http://www.physorg.com/news190476155.html.

Несмотря на слабость вспышки, следовало учесть следующие обстоятельства:
а) вспышка оказалась весьма длительной – более 7 часов
б) вспышка сопровождалась корональным выбросом массы

Данные SOHO

Данные Stereo:
слева – изображение, синтезированное по данным обоих аппаратов Stereo,
справа – модель коронального выброса по данным, полученным в эксперименте.

В итоге слабая вспышка на Солнце произвела магнитную бурю, длившуюся трое суток. Наиболее подробно буря описана на сайте THESIS http://www.tesis.lebedev.ru/:

На Земле завершился крупнейшая магнитная буря последних лет, наблюдавшаяся с короткими перерывами в течение трех суток: с 5 по 7 апреля 2010 года. Пик геомагнитных возмущений пришелся на 5 апреля, когда индекс Kp, по которому измеряют силу бурь в земной магнитосфере, достиг рекордного с октября 2008 года уровня — G3 (третий уровень по пятибалльной шкале NOAA).
После того, как буря, бушевавшая в течение 9 часов (с 13 до 21 часа по московскому времени), ослабела, казалось, что Земля полностью вышла из области возмущений. Тем не менее, после очень короткого перерыва нашу планету накрыла вторая волна возмущений. В течение 6 апреля были последовательно зарегистрированы сразу три новых магнитных бури: с 4 до 10 утра по московскому времени — буря уровня G2 продолжительностью 6 часов; с 13 до 16 часов — буря уровня G1 продолжительностью 3 часа; с 19 часов 6 апреля до часа ночи 7 апреля — буря уровня G1 продолжительностью 6 часов.
Магнитное поле было возмущено и большую часть дня 7 апреля, а последние признаки бури исчезли только утром 8 апреля 2010 года (около 7 часов утра по московскому времени).
Ситуации, когда магнитное поле Земли выходит из состояния равновесия на столь продолжительный период (а с 5 по 7 апреля земная магнитосфера находилась в возмущенном состоянии непрерывно в течение 48 часов), являются крайне редкими. Последний раз событие большей продолжительности наблюдалось только в 2005 году с 10 по 13 сентября 2005 года, причем произошло оно на фоне экстремальных по силе солнечных вспышек, вызвавших, в частности, отключения высокочастотной радиосвязи в Северной и Южной Америке.
Буря 5-7 апреля 2010 года произошла, напротив, на фоне абсолютно спокойного Солнца, вопреки всем прогнозам геомагнитной активности. В качестве ее разумных физических причин можно назвать слабую, хотя и довольно продолжительную, солнечную вспышку, произошедшую за 2 дня до бури, 3 апреля 2010 года, а также корональную дыру, наблюдавшуюся некоторое время назад в северном полушарии Солнца. Оба этих события, впрочем, являются настолько обыденными, что просто невозможно поверить, что именно они смогли спровоцировать самый продолжительный магнитный шторм на нашей планете последних пяти лет.
Разобраться в причинах произошедшего события теперь предстоит специалистам. Не исключено, впрочем, что это так и останется одной из загадок нового цикла солнечной активности.

По данным Московского центра мониторинга ионосферы, где с помощью ионозонда «ПАРУС-4» регистрировались основные параметры ионосферы, можно видеть, что критическая частота (красная линия) по сравнению с месячной медианой (синяя линия) уменьшилась ночью 7 апреля более, чем в 2 раза, а отрицательные отклонения наблюдались в течение 4 суток:

Возвращаясь к началу настоящей заметки, вспомним про расстояние во времени. Мы не публиковали комментарии по поводу этой бури, ожидая первых публикаций. Их появление превзошло самые смелые ожидания. Мы помещаем без комментариев абстракт статьи, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters
Möstl, C., M. Temmer, T. Rollett, C. J. Farrugia, Y. Liu, A. M. Veronig, M. Leitner, A. B. Galvin, and H. K. Biernat (2010), STEREO and Wind observations of a fast ICME flank triggering a prolonged geomagnetic storm on 5–7 April 2010, Geophys. Res. Lett., 37, L24103, doi:10.1029/2010GL045175:

On 5 April 2010 an interplanetary (IP) shock was detected by the Wind spacecraft ahead of Earth, followed by a fast (average speed 650 km/s) IP coronal mass ejection (ICME). During the subsequent moderate geomagnetic storm (minimum D_st =-72 nT, maximum Kp=8^-), communication with the Galaxy 15 satellite was lost. We link images from STEREO/ SECCHI to the near–Earth in situ observations and show that the ICME did not decelerate much between Sun and Earth. The ICME flank was responsible for a long storm growth phase. This type of glancing collision was for the first time directly observed with the STEREO Heliospheric Imagers. The magnetic cloud (MC) inside the ICME cannot be modeled with approaches assuming an invariant direction. These observations confirm the hypotheses that parts of ICMEs classified as (1) long–duration MCs or (2) magnetic–cloud–like (MCL) structures can be a consequence of a spacecraft trajectory through the ICME flank.

Итак, снимем шляпу перед первой жертвой нового цикла солнечной активности – телекоммуникационным спутником Galaxy 15.