Вариации K-индекса геомагнитной активности в Московском регионе

ISSN: 1811-0045, eISSN: 2311-9578, https://elibrary.ru/title_about.asp?id=10234; http://gpb.ifz.ru/

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОСФЕРА. 2017. T. 16, № 4. С. 28−36. DOI: 10.21455/GPB2017.4-3

ВАРИАЦИИ K-ИНДЕКСА ГЕОМАГНИТНОЙ АКТИВНОСТИ
В МОСКОВСКОМ РЕГИОНЕ

Институт динамики геосфер РАН, г. Москва, Россия

Приводятся результаты статистического анализа геомагнитной активности на расположенной в Московской области (центральная часть Восточно-Европейской платформы) Геофизической обсерватории «Михнево» Института динамики геосфер Российской академии наук (54.960° с.ш.; 37.774° в.д.) и исследования ее связи
с солнечной активностью. В качестве характеристики геомагнитной активности используется станционный геомагнитный K-индекс. При вычислении K-индекса методом адаптивного сглаживания привлекаются результаты инструментальных наблюдений за геомагнитным полем, выполненных на Геофизической обсерватории «Михнево» за период с 2009 г. по 2015 г. Геофизическая обстановка Московского региона характеризуется значительным количеством дней с возмущенным состоянием геомагнитного поля (за анализируемый период в 181 случаях регистрировались магнитные бури и в 333 случаях отмечалась возмущенная геомагнитная обстановка). При этом наблюдается тенденция к увеличению геомагнитной активности со временем: с 2009 г. по 2015 г. количество дней с возмущенной геомагнитной обстановкой увеличилось практически в 8 раз. В повторяемости геомагнитных возмущений по индексу K наблюдаются четко выраженные двухнедельная, 27-суточная, 60-суточная, полугодовая и годовая периодичности. Суммарная продолжительность геомагнитных возмущений, характеризующихся K ≥ 4, существенно изменяется со временем. Оценка корреляционной связи между суммарным за месяц количеством геомагнитных возмущений, характеризующихся величиной K ≥ 3, и параметром, определяющим интенсивность (плотность потока) радиоизлучения Солнца на частоте 2800 МГц (10.7 см) F 10.7, свидетельствует о значимой корреляции между количеством геомагнитных возмущений и солнечной активностью.

Ключевые слова: среда обитания, мегаполис, инструментальные наблюдения, магнитное поле, K-индекс, индекс F 10.7.

Цитируйте эту статью как: Рябова С.А., Спивак А.А. Вариации K-индекса геомагнитной активности в Mосковском регионе // Геофизические процессы и биосфера. 2017. Т. 16, № 4. С. 28–36. DOI: 10.21455/GPB2017.4-3.

Адушкин В.В., Спивак А.А., Харламов В.А. Особенности геомагнитных вариаций в центральной части Восточно-Европейской платформы // Физика Земли. 2014. № 2–3. С. 66–72.

Адушкин В.В., Овчинников В.М., Санина И.А., Ризниченко О.Ю. «Михнево»: от сейсмостанции № 1 до современной геофизической обсерватории // Физика Земли. 2016. № 1. С. 108−119.

Афанасьева В.И., Шевнин А.Д. Некоторые статистические характеристики магнитной активности // Геомагнитная активность и ее прогноз. М.: Наука, 1978. С. 5–33.

Белишева Н.К., Попов А.Н., Петухова Н.В. Качественная и количественная оценка воздействия вариаций геомагнитного поля на функциональное состояние мозга человека // Биофизика. 1995. Вып. 5. С. 1005–1012.

Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Науч. мир, 2009. 680 с.

Бинги В.Н., Савин А.В. Физические проблемы действия слабых магнитных полей на биологические системы // Усп. физ. наук. 2003. Т. 173, № 3. С. 265–300.

Бондарь Т.Н., Головков В.П., Яковлева С.В. Вековая вариация геомагнитного поля на интервале 1980–2000 гг. // Геомагнетизм и аэрономия. 2003. Т. 43, № 6. С. 854–857.

Бреус Т.К., Гурфинкель Ю.И., Зенченко Т.А., Ожередов В.А. Сравнительный анализ чувствительности различных показателей сосудистого тонуса к метеорологическим и геомагнитным факторам // Геофизические процессы и биосфера. 2010. Т. 9, № 2. С. 23–36.

Водяников В.В., Гордиенко Г.И., Нечаев С.А., Соколова О.И., Хомутов С.Ю., Яковец А.Ф. Наведенные токи в линиях электропередач по данным геомагнитных вариаций // Геомагнетизм и аэрономия. 2006. Т. 46, № 6. С. 853–858.

Гвишиани А.Д., Лукьянова Р.Ю. Геоинформатика и наблюдения магнитного поля Земли: Российский фрагмент // Физика Земли. 2015. № 2. С. 3–20.

Головков В.П., Зверева Т.И., Чернова Т.А. Годовая вариация магнитного поля Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44, № 1. С. 129–134.

Гордина В.М., Тихоцкий С.А., Щур Д.Ю. О восстановлении гармонического компонента аномалий модуля магнитного поля // Физика Земли. 2006. № 4. С. 69–79.

Гульельми А.В. Ультранизкочастотные электромагнитные волны в коре и в магнитосфере Земли // Усп. физ. наук. 2007. Т. 177, № 12. С. 1257–1276.

Дроздов А.В., Нагорская Т.П., Масюкевич С.В., Горшков Э.С. Квантово-механические аспекты эффектов слабых магнитных полей на биологические объекты // Биофизика. 2010. Т. 55, вып. 4. С. 740–749.

Зенченко Т.А., Цандеков П.А., Григорьев П.Е., Мерзлый А.М., Зенченко К.И., Хорсева Н.И., Григал П.П. Исследование характера связей физиологических и психофизиологических показателей организма с метеорологическими и геомагнитными факторами // Геофизические процессы и биосфера. 2008. Т. 7, № 3. С. 25–36.

Зенченко Т.А., Медведева А.А., Хорсева Н.И., Бреус Т.К. Синхронизация показателей сердечного ритма человека и вариаций геомагнитного поля в диапазоне частот 0.5–3.0 мГц // Геофизические исследования и биосфера. 2013. Т. 12, № 4. С. 73–83.

Лобычева И.Ю., Седых П.А. Исследование влияния геомагнитной активности на метеорологические процессы в нижней атмосфере // Физика геосфер. Владивосток: Дальнаука, 2015. С. 334–338.

Марков А.Л., Зенченко Т.А., Солонин Ю.Г., Бойко Е.Р. Чувствительность к атмосферным и геомагнитным факторам функциональных показателей здоровых мужчин – жителей Севера России // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2013. Т. 47, № 2. С. 29–32.

Мартынюк В.С., Темурьянц Н.А. Магнитные поля крайне низкой частоты как фактор модуляции и синхронизации инфрадианных биоритмов у животных // Геофизические процессы и биосфера. 2009. Т. 8, № 1. С. 36–50.

Мартынюк В.С., Владимирский Б.М., Темурьянц Н.А. Биологические ритмы и электромагнитные поля среды обитания // Геофизические процессы и биосфера. 2004. Т. 3, № 4. С. 91–97.

Мартынюк В.С., Цейслер Ю.В., Темурьянц Н.А. Интерференция механизмов влияния слабых электромагнитных полей крайне низких частот на организм человека и животных // Геофизические исследования и биосфера. 2012. Т. 11, № 2. С. 16–40.

Мороз Ю.Ф., Мороз Т.А., Смирнов С.Э. Результаты мониторинга вариаций геомагнитного поля на обсерваториях «Магадан» и «Паратунка» // Физика Земли. 2011. № 8. С. 49–61.

Обридко В.Н., Канониди Х.Д., Митрофанова Т.А., Шельтинг Б.Д. Солнечная активность и геомагнитные возмущения // Геомагнетизм и аэрономия. 2013. Т. 53, № 2. С. 157–166.

Ораевский В.Н., Бреус Т.К., Баевский Р.М., Рапопорт С.И., Петров В.М., Барсукова Ж.В., Гурфинкель Ю.И., Рогоза А.Т. Влияние геомагнитной активности на функциональное
состояние организма // Биофизика. 1998. Т. 43, вып. 5. С. 819–826.

Птицына Н.Г., Виллорези Дж., Дорман Л.И., Юччи Н., Тясто М.И. Естественные и техногенные низкочастотные магнитные поля как факторы, потенциально опасные для здоровья // Усп. физ. наук. 1998. Т. 168, № 7. С. 767–791.

Рябова С.А., Спивак А.А Особенности геомагнитных вариаций на средних широтах Восточно-Европейской платформы // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57, № 2. С. 217–225.

Светов Б.С., Каринский С.Д., Кукса Ю.И., Одинцов В.И. Магнитотеллурический мониторинг геодинамических процессов // Физика Земли. 1997. № 5. С. 36–46.

Сомсиков В.М., Андреев А.Б., Жумабаев Б.Т., Соколова О.И. Анализ суточной динамики спектра вариаций геомагнитного поля // Геомагнетизм и аэрономия. 2011. Т. 51, № 1. С. 68–72.

Спивак А.А., Локтев Д.Н., Рыбнов Ю.С., Соловьев С.П., Харламов В.А. Геофизические поля
мегаполиса // Геофизические процессы и биосфера. 2016. Т. 15, № 2. С. 39–54.

Таликина М.Г., Изюмов Ю.Г., Крылов В.В. Реакция животных и растительных клеток на действие типичной магнитной бури // Геофизические процессы и биосфера. 2013. Т. 12, № 1. С. 14–21.

Троицкая В.А., Гульельми А.В. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы // Усп. физ. наук. 1969. Т. 97, вып. 3. С. 453–464.

Bartels J. Potsdamer erdmagnetische Kennziffern, Mitteilung // Zeitschrift für Geophysik. 1938. V. 14. P. 699–718.

Bistolfi F. Extremely low-frequency pulsed magnetic field sand multiplesclerosis: Effects on neuro transmission one oral soon immunomodulation? Building a working hypothes // Neuroradiol. J. 2007. N 20. P. 676–693.

Delouis H., Mayaud P.N. Spectral analysis of the geomagnetic activity index aa over a 103-year interval // J. Geophys. Res. 1975. V. 80, N 34. P. 4681–4688.

Fraser-Smith A.C. Spectrum of the geomagnetic activity index Ap // J. Geophys. Res. 1972. V. 77. P. 4209–4220.

Kotzé P.B. Spectrum analysis of short-period K index behavior at high- and mid-latitudes // Ann. Geophys. 2015. V. 33. P. 31–37.

Liboff A.R. Why are living things sensitive to weak magnetic fields? // Electromagn. Biol. Med. 2013. Aug. P. 1–5. DOI 10.3109/15368378.2013.809579.

Menvielle M., Berthelier A. The K-derived planetary indexes – description and availability // Rev. of Geoph. 1991. V. 29. P. 415–432.

Nowożyński K., Ernst T., Jankowski J. Adaptive smoothing method for computer derivation of K indixes // Geophys. J. Int. 1991. V. 104. P. 85–93.

Ogg A. Periodicity of geomagnetic activity // Terrest. Magnet. and Atmosph. Electr. 1946. V. 51, N 4. P. 543–546.

Shapiro R., Ward F.W. Three peaks near 27 days in a high-resolution spectrum of the international magnetic character figure // J. Geophys. Res. 1966. V. 71, N 2385.

Stoupel E. Effect of geomagnetic activity on cardiovascular parameters // J. of Clinic. and Basic Cardiol. 1999. N 2. P. 34–40.

РЯБОВА Светлана Александровна – аспирант, Институт динамики геосфер РАН. 119334,
г. Москва, Ленинский просп., д. 38, корп. 1. Тел.: +7 (495) 939-75-73. E-mail:
ryabovasa@mail.ru

СПИВАК Александр Александрович – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией, Институт динамики геосфер РАН. 119334, г. Москва, Ленинский просп., д. 38, корп. 1. Тел.: +7 (495) 939-75-91. E-mail: spivak@idg.chph.ras.ru

Abstract. The results of statistical analysis of geomagnetic activity in the Moscow region (central part of the Eastern European Platform) at Geophysical observatory «Mikhnevo» of Institute of Geosphere Dynamics of Russian Academy of Sciences (54.960º N; 37.774º E) and its relation to solar activity are presented. As a characteristic of geomagnetic activity we used the station geomagnetic K-index. When calculating the K-index by the method of adaptive smoothing, the results of instrumental observations of the geomagnetic field carried out at the Geophysical observatory «Mikhnevo» from 2009 to 2015 are involved. The geophysical situation of the Moscow region is characterized by a considerable number of days with a disturbed state of the geomagnetic field (for the analyzed period, magnetic storms were recorded in 181 cases and a disturbed geomagnetic situation was identified in 333 cases). At the same time, there is a tendency to increase geomagnetic activity with time: from 2009 to 2015,
the number of days with disturbed geomagnetic conditions increased almost 8 times. Repeatability of geomagnetic disturbances is characterized by clearly pronounced periodicity with characteristic periods of about 14, 27, 60, 182 and 365 days. The total duration of geomagnetic disturbances, characterized by K ≥ 4, varies significantly with time. The evaluation of the correlation between the total number of geomagnetic disturbances characterized by the value of K ≥ 3 and 10.7 cm solar radio flux (F 10.7) which is a measurement of the intensity of solar radio emissions with a wavelength
of 10.7 cm (a frequency of 2800 MHz) indicates a significant correlation between the number of geomagnetic disturbances and solar activity.

Keywords: biotope, megalopolis, instrumental observations, magnetic field, K-index, F 10.7 index.

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОСФЕРА 2017 Т. 16 № 4