ИОНОСФЕРНАЯ БУРЯ 25/26 МАЯ 1967 Г. КАК МОДЕЛЬ ОТКЛИКА ИОНОСФЕРЫ НА ЭКСТРЕМАЛЬНОЕ ВОЗМУЩЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Представлены результаты исследования ионосферных эффектов экстремальной геомагнитной бури 25/26 мая 1967 г. (Dst = –387 nT), полученные с использованием ионосферных данных, измеренных на пяти ионосферных станциях, расположенных в регионе Средней Азии. Геомагнитная буря с начальной фазой продолжительностью примерно 9 часов, началась в ~20 UT 25 мая, что для рассматриваемого региона соответствует ночному времени (в 00:01 LT) 26 мая.

Отрицательное ионосферное возмущение продолжительностью порядка 28 часов, начавшееся на всех рассматриваемых станциях во время начала главной фазы геомагнитной бури, характеризовалось понижением критических частот слоя F2 ионосферы foF2 в 2,2 раза по сравнению с уровнем foF2 в спокойных геомагнитных условиях. Наблюдавшееся во время отрицательной фазы ионосферной бури «условие G», когда foF2 ≤ foF1, продолжалось порядка 11 часов и указывало на значительные изменения в параметрах термосферы, ответственных за формирование F-области в средних широтах.

Аномальное образование ночного E-слоя, наблюдаемое на всех ионосферных станциях, обсуждается в рамках физического механизма высыпания энергичных частиц на средних и низких широтах.

Повышенные значения и wave-like вариации критических частот foF2, наблюдаемые во время фазы восстановления геомагнитной бури, интерпретируются с точки зрения обусловленности их перемещающимися атмосферными возмущениями.

Событие black out, связанное с полным поглощением зондирующего сигнала, наблюдаемое на станциях в регионе Средней Азии и Дальнего Востока 28 мая, ассоциируется с воздействием на нижнюю ионосферу потока солнечных космических лучей высокой интенсивности, зарегистрированных в этот период.

Ионосферная буря 25/26 мая может служить моделью отклика ионосферы на экстремальное возмущение магнитного поля Земли.

1. Gopalswamy, N., Yashiro, S., Michalek, G., Xie, H., Lepping, R. P., and Howard, R. A. Solar source of the largest geomagnetic storm of cycle 23 // Geophys. Res. Lett. – 2005. – Vol. 32. – At. no. L12S09. https://doi.org/10.1029/2004GL021639

2. Daglis, I. A., Chang, L. C., Dasso, S., Gopalswamy, N., Khabarova, O. V., Kilpua, E., Lopez, R., Marsh, D., Matthes, K., Nandy, D., Seppälä, A., Shiokawa, K., Thiéblemont, R., and Zong, Q. Predictability of variable solar–terrestrial coupling // Ann. Geophys. – 2021. – Vol. 39. – P. 1013–1035. https://doi.org/10.5194/angeo-39-1013-2021

3. Lam, H.-L., Boteler, D. H., and Trichtchenko, L. Case studies of space weather events from their launching on the Sun to their impacts on power systems on the Earth // Annales Geophysicae. – 2002. – Vol. 20. – P. 1073–1079.

4. Lanzerotti, L. J., 2001. Space weather effects on technologies // Space Weather. – 2001. – Vol. 125. – 11.

5. Basu, Su., Basu, S., Makela, J. J., MacKenzie, E., Doherty, P., Wright, J. W., Rich, F., Keskinen, M. J., Sheehan, R. E., and Coster, A. J. Large magnetic storm-induced nighttime ionospheric flows at midlatitudes and their impacts on GPS-based navigation systems // J. Geophys. Res. – 2008. – Vol. 113. – Art. no. A00A06. https://doi.org/10.1029/2008JA013076

6. Afraimovich, E.L., Demyanov, V.V., Kondakova, T.N. Degradation of performance of the navigation GPS system in geomagnetically disturbed conditions // GPS Solutions. – 2003. – Vol. 7(2). – P. 109–119.

7. Bolduc, L. GIC observations and studies in the Hydro-Quebec power system // J Atmos. Sol. Terr. Phys. – 2002. – Vol. 64. – P. 1793–1802.

8. Gaunt, C. T., and Coetzee, G. Transformer failures in regions incorrectly considered to have low GIC-risk // In Power Tech, 2007 IEEE Lausanne, Switzerland. – P. 807–812.

9. Dang, T., Li, X., Luo, B., Li, R., Zhang, B., Pham, K., et al. Unveiling the space weather during the Starlink satellites destruction event on 4 February 2022 // Space Weather. – 2022. – Vol. 20, e2022SW003152. https://doi.org/10.1029/2022SW003152

10. Mike Wall, 2016. How a 1967 Solar Storm Nearly Led to Nuclear War, https://www.space.com/33687-solar-storm-cold-war-false-alarm.html.

11. Akasofu S.I. and Perreault P.D. The geomagnetic storm of May 25-26, 1967. // WDC-A, Upper Atmosphere Geophysics, ESSA, Boulder, Colorado. – P. 92–101.

12. Knipp, D. J., Ramsay, A.C., Beard, E. D. et al. The May 1967 great storm and radio disruption event: Extreme space weather and extraordinary responses // Space Weather. –2016. – Vol.14. – P. 614–633. https://doi.org/10.1002/2016SW001423

13. Report UAG-91 “Combined Catalog of Ionosphere Vertical Soundings”, World Data Centers for Solar-Terrestrial Physics, NGDC, Boulder, Colorado, December 1984.

14. Lauter, E. A., Entzian, G. Winter anomaly 1980/81 as an example of stratomesospheric coupling // Phys. Solariterr. – 1982. – Vol. 18. – P. 83–90.

15. Kokourov, V. D., 2003. Minimum frequency of reflections as a climatic characteristic of the upper atmosphere // Geomagnetism and Aeronomy. – 2003. – Vol. 43(2). – P. 274–276 (In Russ.).

16. Barta, V., Sátori, G., Berényi, K.A., Kis, Á. and Williams, E. Effects of solar flares on the ionosphere as shown by the dynamics of ionograms recorded in Europe and South Africa // Ann. Geophys. – 2019. – Vol. 37. – P. 747–761. https://doi.org/10.5194/angeo-37-747-2019

17. Bostrom, C. O., Kohl, J. W., Williams, D. J. and Arens, J. F., 1969. The solar cosmic ray events in May, 1967. Report UAG-5 “Data on Solar Event of May 23, 1967 and its Geophysical Effects”, WDC-A, Upper Atmosphere Geophysics, ESSA, Boulder, Colorado, 68–70.

18. Van Allen, J.A., 1969. Solar X-ray flares on 23 May 1967. Report UAG-5 “Data on Solar Event of May 23, 1967 and its Geophysical Effects”, WDC-A, Upper Atmosphere Geophysics, ESSA, Boulder, Colorado, 46–47.

19. Danilov, A.D. and Morozova, L.D. Ionospheric storms in the F2 region: Morphology and physics (Review) // Geomagn. Aeron. – 1985. – Vol. 25. – P. 593–605.

20. Buonsanto, M.J. Ionospheric Storms – A Review // Space Science Reviews. – 1099. – Vol. 88. – P. 563–601.

21. Mikhailov, A.V. Ionospheric F2-layer storms // Fisica de la Tierra. – 2000. – Vol. 12. – P. 223–262.

22. Echer, E., Gonzalez, W. D., and Tsurutani, B. T. Interplanetary conditions leading to superintense geomagnetic storms (Dst 250 nT) during solar cycle 23 // Geophysical Research Letters. – 2008. – Vol. 35. – L06S03. https://doi.org/10.1029/2007GL031755

23. Echer, E., Gonzalez, W.D., Tsurutani, B.T. Statistical studies of geomagnetic storms with peak Dst 50 nT from 1957 to 2008 // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. – 2011. – Vol. 73. – P. 1454–1459.

24. Paznukhov, V. V., Altadill. D., and Reinisch, B. W. Experimental evidence for the role of the neutral wind in the development of ionospheric storms in midlatitudes // J. Geophys. Res. – 2009. – Vol. 114. – A12319. https://doi.org/10.1029/2009JA014479

25. Danilov, A.D. Ionospheric F-region response to geomagnetic disturbances // Advances in Space Research. – 2013. – Vol. 52. – P. 343–366.

26. Perrone, L., Mikhailov, A.V., Sabbagh, D. Thermospheric Parameters during Ionospheric G-Conditions // Remote Sens. – 2021. – Vol. 13. – 3440. https://doi.org/10.3390/rs13173440.

27. Wakai, Noboru Quiet and Disturbed Structure and Variations of the Nighttime E Region // J. Geophys. Res. – 1967. – Vol. 72. – P. 4507–4517.

28. Lyons, L. R., and Richmond, A. D. Low-latitude E region ionization by energetic ring current particles // J. Geophys. Res. – 1978. – Vol. 83. – P. 2201– 2204.

29. Tinsley, B. A. Energetic neutral atom precipitation during magnetic storms: Optical emission, ionization, and energy deposition at low and middle latitudes // J. Geophys. Res. – 1979. – Vol. 84. – P. 1855–1864.

30. Gordienko, G. I. Mid-latitude ionospheric effects of the March 13, 1989 magnetic storm // Geomagnetism and Aeronomy. – 1997. – Vol. 37(5), – P. 180–183 (in Rus.).

31. Gordienko, G.I., Vodyannikov, V.V. and Yakovets A.F. Ionospheric disturbances over Alma-Ata during the October-November 2003 magnetic storms // Journal of Geophysical Research. – 2005. – Vol. 110, A09S35. – P. 1–13. https://doi.org/10.1029/2004JA010945

32. Gordienko, G.I., Vodyannikov, V.V., Yakovets A.F. Geomagnetic storm effects in the ionospheric E- and F-regions // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. – 2011. – Vol. 73. – P. 1818–1830.

33. Bauske, R., Noel, S. and Pro¨lss G. W., 1997. Ionospheric storm effects in the nighttime E region caused by neutralized ring current particles // Ann. Geophys. – 1997. – Vol. 15. – P. 300–305.