Обзор состояния космической погоды за ноябрь 2021 г.

1.12.21

Наблюдения за солнечно – земными параметрами в ноябре 2021 показывают, что Солнце продолжает постепенно выходить из состояния глубокого минимума. Знаменательным месяцем для развития 25 солнечного цикла стал июль 2021 года. Второй всплеск солнечной активности начался с 23 октября, достиг максимума 28 октября и в  начале ноября пошел на спад, к концу ноября параметры, характеризующие солнечно-земные связи, достигли  уровня фона.

В ноябре на поверхности нашей звезды продолжали появляться небольшие короткоживущие активные области с группами солнечных пятен различной сложности. И активные области, и пятна располагались на заметном удалении от экватора, что находится в согласии с теорией развития солнечных циклов. Таким образом, текущий 25 цикл солнечной активности начал активную деятельность в июле, через 18 месяцев после прохождения точки минимума, в конце октября и начале ноября, после августовского – сентябрьского затишья наблюдалось возрастание солнечной активности. Затем, со второй декады ноября, вновь наступил спад солнечной активности.

В связи с прохождением Солнца через минимум солнечного цикла, конфигурация его активных центров крайне упростилась. В 2019 — 2021 годах основным источником геомагнитных возмущений остаются небольшие корональные дыры, расположенные в нескольких десятках градусов друг от друга. В результате вращения Солнца, эти области появляются на востоке солнечного диска, затем проходят через центральный солнечный меридиан и снова уходят с видимой стороны Солнца на его западном крае. Как правило, такие СН вызывают небольшие магнитные бури или возмущенную обстановку. По мере роста активности 25 солнечного цикла, все большую роль в ее увеличении играют активные области, вызывающие солнечные вспышки, что и наблюдалось в октябре — ноябре.

Пятнообразовательная активность Солнца в начале ноября плавно уменьшалась с 53 до 22 солнечных пятен в день. После 7 ноября и до 26 ноября наблюдался период затишья. Количество активных областей на видимой стороне солнечного диска не превышало 1-3, затем, с 26 ноября, началось плавное возрастание количества солнечных пятен и 27 ноября опять было зарегистрировано 53. Следует отметить, что в последние три года большую часть времени солнечный диск оставался абсолютно пустым. Данные о пятнообразовательной активности Солнца – это хороший пример эволюционного развития вспышечно-спокойных активных областей.

Вспышечная активность Солнца в первой декаде ноября, по сравнению с октябрем, возросла. 1 ноября активная область 12887 произвела вспышку класса M1.5 и несколько класса C, при этом наблюдались два крупных выброса корональной массы, в утренние и вечерни часы. Эти выбросы не были направлены непосредственно к Земле, но могли задеть магнитосферу скользящим ударом. Через несколько часов, 2 ноября в 4UT, благодаря солнечной вспышке класса M1.7 произошедшей в активной области AО12891, расположенной немного севернее центра солнечного диска, было зарегистрировано полное гало (Рисунок 1). Совместный эффект этих трех событий 3 ноября привел к большой магнитной буре, второй по мощности в новом 25 солнечном цикле.

Рисунок 1 – Распространение потока раскаленной плазмы после вспышки М1.7 из активной области 12891 2 ноября 2021 года  по данным

обсерватории солнечной динамики НАСА (SOHO)

В 2021  году было зарегистрировано несколько частичных гало, расположенных далеко от центра солнечного диска. Такие выбросы задевали магнитосферу Земли слабыми скользящими ударами и вызывали только возмущенные периоды. Резкое возрастание солнечной активности, зарегистрированное в конце октября, в первой декаде ноября плавно уменьшалось и с 10 по 30 ноября вернулось к спокойному уровню. Всего в ноябре было зарегистрировано: 3 вспышки класса М, 16 вспышки класса С и 169 вспышек класса В. Таким образом, солнечная активность растёт пока главным образом «вширь», то есть путём наращивания числа событий, без синхронного увеличения их мощности. В результате, хотя полная энергия солнечной активности увеличивается, мощность каждого отдельного события оказывается недостаточной, чтобы вызвать значительную магнитную бурю. Следует отметить, что последние большие солнечные вспышки были зарегистрированы в 2017 году: 4.09 – класса М5.0,  6.09 – Х2.2 и Х9.3, 7.09 – М7.3 и Х13, 9.09 – М8.1, 10.09–Х8.2, все эти вспышки произошли в АО12673. Первые большие солнечные вспышки в 25 солнечном цикле впервые были зафиксированы: 3 июля – Х1.5 в АО 12838 и 28 октября – Х1.0 – в АО 12887.

Значительных извержений солнечных волокон в ноябре не наблюдалось. Последняя, значительная эрупция была зарегистрирована 20.04.2018 в центральной части солнечного лимба.

Уровень потока радиоизлучения (F10.7) в ноябре колебался от 103 до 79. Наибольшая величина потока радиоизлучения зарегистрирована 1 ноября – 103, затем в середине месяца наблюдалось снижение уровня до 79 и новое возрастание с 25 ноября до 92.

3 ноября, в конце дня, началась одна из крупнейших магнитных бурь последних лет. В начале ноября после солнечных вспышек конца октября индекс геомагнитной активности медленно снижался. Затем, 4 ноября произошел резкий рост магнитной активности до уровня 7, что соответствует магнитной буре третьего уровня по 5-балльной шкале. Наблюдения космических аппаратов в это же время зафиксировали резкий рост скорости солнечного ветра — от 400 до более, чем 800 км/с и рост плотности межпланетной плазмы почти в 100 раз. Причиной бури стала вспышка уровня М1.7, зарегистрированная 2 ноября и сопровождавшаяся полным гало. До этого, за последние четыре года, на Земле зарегистрировано лишь четыре бури такого же уровня: 12 мая 2021 года, 14 мая 2019 года, 26 августа 2018 года и 28 сентября 2017 года. Ниже, на рисунке 2, приведены характеристики параметров межпланетной среды во время этой бури по данным АСЕ. 3 — 4 ноября наблюдался скачок скорости солнечного ветра — до 700km/s, магнитные параметры достигли: Bt– 18нТл, а Bz – ±17нТл.

Рисунок 2– Характеристики параметров межпланетной среды

по данным ACE c 26 октября по 5 ноября 2021 года

На рисунке 3 приведены данные геомагнитной обсерватории института ионосферы г. Алматы  во время магнитной бури 3–4  ноября. 3 ноября в конце дня зарегистрированы два периода умеренной магнитной бури, затем 4 ноября наблюдались два периода малой магнитной бури и два умеренной, 5 ноября уровень магнитного поля понизился до уровня фона.

Рисунок 3 – Изменение геомагнитной активности во время большой

магнитной бури 3-4 ноября 2021 года по данным геомагнитной

обсерватории института ионосферы г. Алматы

В остальные дни ноября геомагнитная обстановка оставалась низкой. Незначительное повышение магнитной активности зарегистрировано 1-2 ноября, в результате воздействия потока солнечного ветра из небольшой северной корональной дыры 1039, и 16-17 ноября от потока солнечного ветра небольшой южной корональной дыры 1041. В остальные дни ноября сохранялась спокойная или слабовозмущенная геомагнитная обстановка.

Солнечная вспышка 28 октября привела к первому с 2017 года протонному возрастанию, зарегистрированному не только на стационарных орбитах, но и на поверхности Земли (GLE), в начале ноября уровень потока протонов вернулся к фону. С 3 по 4 ноября, в результате выброса  от вспышки М1.7 наблюдалось слабое возрастание уровня потока протонов с энергиями: Pr>10 MeV: 03.11/1215 UT; max 03/2055 UT — 14 pfu; 04.11/1400 UTС. 5 ноября уровень потока опустился до уровня фона.

Уровень потока высокоэнергичных электронов с энергиями Е>2 MeV на геостационарных орбитах в ноябре оставался на уровне фона, очень слабое повышение отмечено 7, 8 ноября.

Магнитная буря, после солнечной вспышки класса М1.7 2 ноября вызвала первый в 25 солнечном цикле мощный форбуш-эффект, амплитудой на высокоширотных станциях до 12%, на среднеширотных до 6%. (Рисунок 4). Других значительных ФЭ в ноябре зарегистрировано не было.

Рисунок 4– Первый в 25 солнечном цикле форбуш-эффект по данным нейтронных мониторов станций, расположенных на различных широтах,  с 3 по 5 ноября 2021 года

Геофизическая обстановка в ноябре 2021 года оставалась в целом благоприятной.

Информация предоставлена ДТОО «Институт ионосферы».

Обзор составлен по экспериментальным измерениям на казахстанской системе мониторинга и прогноза космической погоды, а также открытых источников из сети Интернет, предоставляющих измерения различных параметров и изображения Солнца на спутниках и космических обсерваториях.