Вариации под воздействием всплесков солнечного излучения.

Солнечная вспышка сопровождается мощным всплеском рентеновского излучения, за которым следует выброс массы солнечного вещества. Всплеск рентгеновсого излучения, достигая ионосферы, на короткое время повышает степень ионизации слоя D, тем самым повышая его проводимость и понижая его нижнюю границу на освещенной стороне. Вследствие этого наблюдается кратковременное повышение пиковой частоты резонанса.

Если солнечное вещество выброса содержит большое количество высокоэнергетических протонов, то такая вспышка называется «солнечным протонным событием» - SPE (Solar Proton Event). Достигая ионосферы, высокоэнергетические протоны смещают зону высокой проводимости слоя D вверх (физика процесса здесь не рассматривается), что понижает частоту резонанса, после чего происходит затухание переходного процесса с переходом к значениям, определяемым текущим состоянием ионосферы (см. рис.3.12).

Рис. 3.12. Вариация частоты резонанса Шумана при солнечном протонном событии

Источники иллюстрации:
1. V.C.Roldugin, Ye.P.Maltsev, A.N.Vasiljev, E.V.Vashenyuk. Changes of the 1st Schumann resonance frequency during relativistic solar proton precipitation in the 6 November 1997 event.
2. Minu Sanfui and Debasish Biswas. On the Variation of the First Mode Schumann Resonance Frequency During a Solar Proton Event.

Вариации под воздействием гамма-всплесков галактического излучения.

Данный вид вариаций резонанса Шумана носит более теоретический, чем практический характер, т.к. мощность достигающего Земли излучения большинства регистрируемых гамма-всплесков не в состоянии вызвать ощутимых изменений в ионосфере. Единственный за всю историю наблюдений поток энергии гамма-всплеска, имеющий достаточную для ощутимого воздействия мощность, был зарегистрирован 27 декабря 2004 года. Его «след» в параметрах резонанса Шумана был обнаружен в архивных данных японской станции мониторинга Moshiri (см. рис.3.13).

Рис. 3.12. Вариация частоты резонанса Шумана при солнечном протонном событии
(слева - диаграммы параметров во временной области, справа - спектрограмма магнитной компоненты «север-юг»)

Источник иллюстрации: A.P.Nickolaenko, I.G.Kudintseva, O.Pechony, M.Hayakawa, Y.Hobara, Y.T.Tanaka. The effect of a gamma ray flare on Schumann resonances.

Как видно, эффект воздействия заметен и во временной, и в частотной области. Однако он носит весьма кратковременный характер в силу кратковременного характера всплеска. Предполагается, что такой гамма всплеск не столько изменяет параметры резонанса за счет воздействия на ионосферу, сколько сам является источником электромагнитного импульса (см. А.П.Николаенко. Параметрический источник всплесков СНЧ-излучения).

О механизмах вариаций

[наверх]

Несмотря на большое число исследований по вопросам вариаций параметров резонанса Шумана, на сегодняшний день отсутствует детальное и полное понимание их физической природы. Упомянутое в начале настоящей главы представление о том, что на частоты преимущественно влияет высота границ слоя D ионосферы, а на амплитуды - активность глобальных грозовых центров, является упрощенным. В данных мониторинга выявляются и другие достаточно значимые корреляции. Например, изменение высоты нижней границы слоя D в 11-летнем цикле солнечной активности коррелирует с вариациями амплитуд (см. рис.3.11), а сезонное смещение центров грозовой активности по широте коррелирует с сезонными вариациями частот. Такая ситуация приводит к появлению различных моделей и гипотез, зачастую альтернативных.

Углубление в проблематику физической природы и математических моделей вариаций резонанса Шумана выходит за рамки настоящего обзора. Необходимую дополнительную информацию интересующиеся читатели могут получить из публикаций, ссылки на которые приведены как в данной главе, так и в других главах настоящего обзора.

* * *