ФРАКТАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРУКТУРЫ АВРОРАЛЬНОГО ОВАЛА ПО ДАННЫМ КАМЕРЫ ВСЕГО НЕБА В АПАТИТАХ ЗА 2013–2020 ГГ.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Пространственная структура полярных сияний описывается фрактальной размерностью флуктуаций свечения и ее анизотропией в зависимости от направления. Фрактальная размерность оценивается из наклона в логарифмических осях спектра в диапазоне 1,5–50 км, полученного дискретным вейвлет-преобразованием флуктуаций интенсивности свечения с использованием вейвлетов Добеши 5 порядка. Вариабельность структур характеризуется наклоном спектра вариации анизотропии во времени. Приведена статистика этих характеристик по данным наземной камеры всего неба (All-Sky camera) Полярного геофизического института в г. Апатиты за 2013–2020 годы и сделана привязка по положению внутри аврорального овала и значениям геомагнитного поля в обсерватории «Ловозеро». Обсуждается алгоритм моделирования структуры полярных сияний по данным характеристикам.

Об авторах

Б. В. Козелов

Полярный геофизический институт; Полярный геофизический институт

Email: bob-koz@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2738-2443
SPIN-код: 4317-0170
Scopus Author ID: 57195623641
ResearcherId: N-2731-2013
доцент, доктор физико-математических наук 2008

Список литературы

  1. Головчанская И. В., Козелов Б. В. Диапазон масштабов альфвеновской турбулентности в верхней ионосфере авроральной зоны // Космические исследования. — 2016. — Т. 54, № 1. — С. 52—57. — doi: 10.7868/S002342061601009X.
  2. Козелов Б. В., Ролдугин А. В. Фрактальные характеристики структуры аврорального овала на основе экспериментальных данных // 47-й ежегодный Апатитский семинар «Физика авроральных явлений». Тезисы докладов. — Апатиты : Полярный геофизический институт, 2024. — С. 30.
  3. Суворова З. В., Мингалев И. В., Козелов Б. В. Влияние пространственных размеров областей высыпания электронов на прохождение КВ сигналов // Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». — Институт космических исследований РАН, 2022. — doi: 10.21046/20DZZconf-2022a.
  4. Харгривс Дж. К. Верхняя атмосфера и солнечно-земные связи: Введение в физику околоземной космической среды. — Ленинград : Гидрометеоиздат, 1982.
  5. Abry P., Flandrin P., Taqqu M. S., et al. Wavelets for the Analysis, Estimation, and Synthesis of Scaling Data // Self-Similar Network Traffic and Performance Evaluation. — Wiley, 2000. — P. 39–88. — doi: 10.1002/047120644x.ch2.
  6. Akasofu S.-I. Polar and Magnetospheric Substorms. — Springer Netherlands, 1968. — doi: 10.1007/978-94-010-3461-6.
  7. Chang T. Self-organized criticality, multi-fractal spectra, sporadic localized reconnections and intermittent turbulence in the magnetotail // Physics of Plasmas. — 1999. — Vol. 6, no. 11. — P. 4137–4145. — doi: 10.1063/1.873678.
  8. Chernyshov A. A., Kozelov B. V., Mogilevsky M. M. Study of auroral ionosphere using percolation theory and fractal geometry // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. — 2017. — Vol. 161. — P. 127–133. — doi: 10.1016/j.jastp.2017.06.013.
  9. Chernyshov A. A., Mogilevsky M. M., Kozelov B. V. Use of fractal approach to investigate ionospheric conductivity in the auroral zone // Journal of Geophysical Research: Space Physics. — 2013. — Vol. 118, no. 7. — P. 4108–4118. — doi: 10.1002/jgra.50321.
  10. Feldstein Y. I., Starkov G. V. Dynamics of auroral belt and polar geomagnetic disturbances // Planetary and Space Science. — 1967. — Vol. 15, no. 2. — P. 209–229. — doi: 10.1016/0032-0633(67)90190-0.
  11. Hardy D. A., Gussenhoven M. S., Holeman E. A statistical model of auroral electron precipitation // Journal of Geophysical Research: Space Physics. — 1985. — Vol. 90, A5. — P. 4229–4248. — doi: 10.1029/ja090ia05p04229.
  12. Kozelov B. V. Fractal approach to description of the auroral structure // Annales Geophysicae. — 2003. — Vol. 21, no. 9. — P. 2011–2023. — doi: 10.5194/angeo-21-2011-2003.
  13. Kozelov B. V., Golovchanskaya I. V. Derivation of aurora scaling parameters from ground-based imaging observations: Numerical tests // Journal of Geophysical Research: Space Physics. — 2010. — Vol. 115, A2. — doi: 10.1029/2009ja014484.
  14. Kozelov B. V., Pilgaev S. V., Borovkov L. P., et al. Multi-scale auroral observations in Apatity: winter 2010-2011 // Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems. — 2012. — Vol. 1, no. 1. — P. 1–6. — doi: 10.5194/gi-1-1-2012.
  15. Kozelov B. V., Titova E. E. Conjunction Ground Triangulation of Auroras and Magnetospheric Processes Observed by the Van Allen Probe Satellite near 6 Re // Universe. — 2023. — Vol. 9, no. 8. — P. 353. — doi: 10.3390/universe9080353.
  16. Kozelov B. V., Uritsky V. M., Klimas A. J. Power law probability distributions of multiscale auroral dynamics from groundbased TV observations // Geophysical Research Letters. — 2004. — Vol. 31, no. 20. — doi: 10.1029/2004GL020962.
  17. Kozelov B. V., Vorobjev V. G., Titova E. E., et al. Diagnostics of the High-Latitude Ionosphere and Spatiotemporal Dynamics of Auroral Precipitations // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. — 2024. — Vol. 88, no. 3. — P. 394–399. — doi: 10.1134/S1062873823705573.
  18. Milan S. E., Evans T. A., Hubert B. Average auroral configuration parameterized by geomagnetic activity and solar wind conditions // Annales Geophysicae. — 2010. — Vol. 28, no. 4. — P. 1003–1012. — doi: 10.5194/angeo-28-1003-2010.
  19. Newell P. T., Liou K., Zhang Y., et al. OVATION Prime-2013: Extension of auroral precipitation model to higher disturbance levels // Space Weather. — 2014. — Vol. 12, no. 6. — P. 368–379. — doi: 10.1002/2014SW001056.
  20. Oguti T. Similarity between global auroral deformations in DAPP photographs and small scale deformations observed by a TV camera // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. — 1975. — Vol. 37, no. 11. — P. 1413–1418. — doi: 10.1016/0021-9169(75)90070-7.
  21. Vorobjev V. G., Yagodkina O. I., Katkalov Yu. V. Auroral Precipitation Model and its applications to ionospheric and magnetospheric studies // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. — 2013. — Vol. 102. — P. 157–171. — doi: 10.1016/j.jastp.2013.05.007.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Козелов Б.В., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).