В работе представлены результаты нейросетевой классификации изолированных событий суббурь, обусловленных воздействием потоков плазмы солнечного ветра на магнитосферу Земли с учетом признаков, характеризующих особенности условий генерации различных фаз суббурь. Для этого выбраны следующие классификационные признаки: продолжительность фазы зарождения, длительность фазы развития, фазы восстановления и всей суббури, а также особенности поведения компоненты Bz межпланетного магнитного поля (ММП). Под последним признаком подразумевается поворот компоненты Bz ММП к югу, который определяет начало фазы зарождения суббури. Эти признаки приняты в качестве входных рядов для создаваемых самообучающихся классификационных нейросетевых моделей. В процессе работы нейросети сформированы наборы графических образов указанных классификационных признаков. В результате каждый образ содержит информацию о продолжительности фаз рассматриваемых суббурь. Выполненные классификационные нейросетевые эксперименты над рассматриваемыми суббурями позволяют разделить суббури на пять классов. Физические особенности выделенных классов заключаются в причинно-следственных связях продолжительности суббуревых фаз с параметрами солнечного ветра и особенностями ММП.

Проведен анализ наземных оптически наблюдений на обс. Баренцбург (арх. Шпицберген) 22 декабря 2003 г. в период регистрации спутником DMSP F16 дневного полярного каспа. Характеристики высыпающихся частиц, наблюдаемые спутником F16, позволили определить широтное положение приполюсной и экваториальной границ каспа и широтную структуру авроральных высыпаний в полуденном секторе. Данные OMNI Web показывают, что Bz-компонента ММП повернулась на север примерно за 12 мин до пролета спутника и оставалась северной примерно в течение 30 мин. Наземные оптические наблюдения показывают, что ионосферная проекция дневного каспа совпадает с областью свечения в эмиссии 630.0 нм с максимумом интенсивности в приполюсной части каспа. С приполюсной стороны касп окаймляет лучистая дуга (RA), положение которой совпадает с максимумом потока энергии электронных высыпаний. Средняя энергия высыпающихся электронов в каспе составляла ~ 0.13 кэВ, а в RA ~ 0.24 keV со спектральным пиком на энергиях около 0.4 кэВ. Яркость RA при северной ориентации ММП изменялась в пределах 1-2 кР в хорошем соответствии с вариациями AL-индекса магнитной активности.

Представлено описание новой версии эмпирической модели высыпаний электронов и протонов для северного полушария APM_GEO, в которой границы зон высыпаний, а также средние энергии и плотности потока энергии высыпающихся электронов и протонов рассчитываются как в исправленных геомагнитных координатах, так и в географических на сетке, регулярной по долготе и с фиксированным числом точек по широте в зонах высыпаний. Входными параметрами модели являются дата, время по UT и значения геомагнитных индексов Dst и AL. По сравнению с ранее опубликованными версиями модели, в которых в географических координатах рассчитывались только границы зон высыпаний, добавлено вычисление в этих зонах распределений средней энергии и плотности потока энергии высыпающихся электронов в географических координатах, а также добавлено вычисление распределений средней энергии и плотности потока энергии высыпающихся протонов как в исправленных геомагнитных координатах, так и в географических координатах. Кроме того, внутри области аврорального овала улучшено описание границ зоны ускоренных электронных высыпаний между дневным и ночным секторами. Модель реализована в виде комплекса программ на языке FORTRAN, в котором применяются параллельные вычисления и используется созданная Н.А. Цыганенко программа RECALC-08, а также используется перепрограммированная для применения параллельных вычислений программа модели IGRF.

В исследовании рассмотрены особенности генерации высокоширотных геомагнитных возмущений, вызываемых оболочками магнитных облаков (МО) солнечного ветра представляющих собой горячую и плотную турбулентную плазму с сильными флуктуациями компонент межпланетного магнитного поля. Для этих целей выполнены нейросетевые классификационные эксперименты по сопоставлению динамики параметров оболочек магнитных облаков с динамикой аврорального AL-индекса еще до развития глобального геомагнитного возмущения. Результаты, полученные искусственным интеллектом, согласуются с физическими представлениями о процессах развития высокоширотной геомагнитной активности под действием турбулентной среды оболочек магнитных облаков на земную магнитосферу.

Данные спутников серии DMSP использованы для исследования ионного давления в ночном секторе авроральной зоны в магнитоспокойные периоды при экстремальных значениях динамического давления солнечного ветра (Psw). Показано, что при экстремально высоких уровнях динамического давления солнечного ветра давление ионов на границе изотропизации (ГИ) увеличивается с ростом Psw и может достигать уровня 4-6 нПа при Psw = 20-22 нПа. Получены широтные профили ионного давления при средних уровнях динамического давления равных 0.5 нПа, 2.1 нПа и 16.3 нПа, указывающие на то, что увеличение Psw сопровождается не только ростом давления плазмы в авроральной зоне, но и расширением области авроральных высыпаний, главным образом за счет смещения ГИ в более низкие широты. Проведено проецирование широтного профиля ионного давления на экваториальную плоскость магнитосферы при Psw~2.0 нПа.

В работе представлены результаты развития метода классификации образов причинно-следственной связи суббуревой активности по индексу AL с параметрами солнечного ветра и межпланетного магнитного поля для солнечных потоков типа магнитное облако (МО). Классификация выполнялась искусственными нейросетями типа слоя Кохонена. Успешность выявления конкретных причинно-следственных классов, содержащих совместные параметры причин суббуревой активности и ее развития, указывает на нелинейные характеристики связи динамики AL индекса с параметрами в теле МО. Важным является то обстоятельство, что результаты нейросетевой классификации вполне согласуются с физическими представлениями о процессах развития суббурь.

Исследована зависимость высоты HmF2 и критической частоты foF2 слоя F2 среднеширотной ионосферы от магнитной активности и динамического давления солнечного ветра в период изолированной магнитной бури 22-23 июня 2015 г. Использованы данные, полученные в результате автоматической обработки 15-минутных ионограмм DPS-4 (Москва), данные спутника DMSP F16 и модель авроральных высыпаний. Показано, что во время главной фазы магнитной бури Москва находилась в районе высыпаний аврорального овала. Регистрируемые в это время параметры слоя F2 отличны от регистрируемых в предбуревой период и на фазе восстановления бури, когда Москва находится вне зоны авроральных высыпаний. Представлены зависимости параметров слоя F2 от индексов магнитной активности и динамического давления солнечного ветра в периоды различных фаз магнитной бури.

По данным низкоорбитальных спутников F6 и F7 исследовано давление высыпающихся ионов в областях ионосферных проекций низкоширотного граничного слоя (LLBL)и структурированных высыпаний аврорального овала (АОР) при низком уровне магнитной активностиAL> -200 нТл. Показано, что как в LLBL, так и в АОРдавление ионов увеличивается с ростом динамического давления солнечного ветра. Средний уровень давления в LLBL = 0.27 ± 0.07 нПа, а в области АОРсоставляет в среднем ~0.5 от этого уровня. Распределение давления в LLBLпо местному геомагнитному времени (MLT) демонстрирует ярко выраженное локальное увеличение давления в полуденном секторе ~11-14 MLT, в то время как в области АОРдавление по MLTраспределено достаточно равномерно. В результате этого в полуденном секторе существует значительная разность давлений между областями LLBLи АОР.