Вычисление K-индексов геомагнитной активности в режиме реального времени

Вычисление K-индексов геомагнитной активности
в режиме реального времени
Номер: 13 Год: 2015 Страницы: 62-72

УДК: 550.386.6

EDN: VZEEZP

Автор(ы):

Анисимов Сергей Васильевич¹, e-mail: director@borok.yar.ru Дмитриев Эльдар Михайлович¹, e-mail: eldar@borok.yar.ru

Гурьев Алексей Владимирович¹, e-mail: sodar@borok.yar.ru Филиппов Василий Андреевич¹, e-mail: invite@borok.yar.ru

Учреждения:
1 - ГО "Борок" Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия

Аннотация:
Разработка методов вычисления индексов геомагнитной активности в режиме реального времени является актуальной задачей, в частности, в связи с развитием мониторинга и прогноза космической погоды. В работе дано краткое описание существующих методов компьютерного вычисления K-индексов геомагнитной активности и показано, что они не могут быть непосредственно применены для вычисления K-индексов в режиме реального времени. Рассмотрен метод вычисления K-индексов по данным геомагнитных наблюдений в режиме реального времени, используемый на Геофизической обсерватории "Борок" ИФЗ РАН. Метод воспроизводит оригинальную методику Бартельса с вычислением суточной солнечно-спокойной вариации по магнитоспокойным дням, которые определяются по K-индексам, рассчитанным ранее. Результаты применения данного метода сравниваются с K-индексами, полученными с помощью наиболее распространенных в настоящее время компьютерных методов их вычисления.

Ключевые слова: K-индекс, геомагнитная активность, компьютерные вычисления, реальное время

Сведения об источниках финансирования: -

Скачать текст Ссылка на цитирование Ссылка на Elibrary

1. Яновский Б.М. Земной магнетизм: учеб. пособие. 4-е изд., перераб. и доп. / под ред. В.В. Металловой. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1978. 592 с. 2. Паркинсон У. Введение в геомагнетизм / пер. с англ. М.: Мир, 1986. 528 с. 3. Bartels J. Potsdamer erdmagnetische Kennziffern // Zeitschrift für Geophysik. 1938. Vol. 14. P. 68–78, 699–718. 4. Bartels J., Heck N.H., Johnson H.F. The three-hour-range index measuring geomagnetic activity // Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity. 1939. Vol. 44. P. 411–454. 5. Заболотная Н.А. Индексы геомагнитной активности: справочное пособие. 2-е изд. М.: Изд-во ЛКИ, 2007. 88 с. 6. Mayaud P.N. Atlas des indices K // IAGA Bulletin. 1967. No. 21. IUGG. Paris. 113 pp. 7. Takahashi K., Toth B.A., Olson J.V. An automated procedure for near-real-time Kp estimates // Journal of Geophysical Research. 2001. Vol. 106. P. 21017–21032. 8. Нечаев С.А. Руководство для стационарных геомагнитных наблюдений. Иркутск: Ин-т географии СО РАН, 2006. 140 с. ISBN 5-94797-093-7. 9. Дмитриев Э.М., Филиппов В.А. Алгоритм расчета индексов геомагнитной активности // V международная конференция «Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений». Петропавловск-Камчатский: ИКИР ДВО РАН, 2010. С. 110–113. 10. Мандрикова О.В., Смирнов С.Э., Соловьев И.С. Метод определения индекса геомагнитной активности на основе вейвлет-пакетов // Геомагнетизм и аэрономия. 2012. Т. 52. № 1. С. 117–127. 11. Hopgood P.A. On the computer generation of geomagnetic K-indices from digital data // Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 1986. Vol. 38. No. 9. P. 861–871. 12. Jankowski J.A., Ernst T., Sucksdorff C., Pirjola R., Ryno J. Experiences of a filter method and a standard curve method for determining K-indices // Annales Geophysicae. 1988. Vol. 6. No. 6. P. 589–594. 13. Головков В.П., Папиташвили В.О., Папиташвили Н.Е. Автоматизированное вычисление K-индексов с использованием метода естественных ортогональных составляющих // Геомагнетизм и аэрономия. 1989. Т. 29. № 4. С. 667–670. 14. Pirjola R., Ryno J., Sucksdorff C. Computer production of K-indices by a simple method based on linear elimination // Proc. International Workshop on Observatory Data Acquisition and Processing / ed. K. Kauristie, C. Sucksdorff, H. Nevanlinna. Geophysical Publications No. 15. Finnish Meteorological Institute, Helsinki, 1990. P. 136–146. 15. Sucksdorff C., Pirjola R., Häkkinen L. Computer production of K-indices based on linear elimination // Geophysical Transactions. 1991. Vol. 36. No. 3–4. P. 335–345. 16. Nowozynski K., Ernst T., Jankowski J.A. Adaptive smoothing method for computer derivation of K-indices // Geophysical Journal International. 1991. Vol. 104. P. 85–93. 17. Stankov S., Stegen K., Warnant R. K-type geomagnetic index nowcast with data quality control // Annals of Geophysics. 2011. Vol. 54. No. 3. P. 285–295. 18. Van Wijk A.M., Nagtegaal D. K measurements by computer // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. 1977. Vol. 39. P. 1447–1450. 19. Riddick J.C., Stuart W.F. The generation of K-indices from digitally recorded magnetic data // Geophysical Surveys. 1984. Vol. 6. No. 3–4. P. 439–456. 20. Wilson L.R. An evaluation of digitally derived K-indices // Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 1987. Vol. 39. P. 97–109. 21. Menvielle M., Papitashvili N., Hakkinen L., Sucksdorff C. Computer production of K indices: review and comparison of methods // Geophysical Journal International. 1995. Vol. 123. No. 3. P. 866–886. 22. Della-Rose D.J., Sojka J.J., Zhu L. Resolving geomagnetic disturbances using «K-like» geomagnetic indices with variable time intervals // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 1999. Vol. 61. P. 1179–1194. 23. Andonov B., Muhtarov P., Kutiev I. Analogue model relating Kp index to solar wind parameters // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2004. Vol. 66. No. 11. P. 927–932. 24. Wing S., Johnson J.R., Jen J., Meng C.-I., Cibeck D.G., Bechtold K., Freeman J., Costello K., Balikhin M., Takahashi K. Kp forecast models // Journal of Geophysical Research. 2005. Vol. 110. A04203. doi:10.1029/2004JA010500. 25. Viljanen A., Pulkkinen A., Pirjola R. Prediction of the geomagnetic K index based on its previous value // Geophysica. 2008. Vol. 44. No. 1–2. P. 3–14. 26. Du D., Xu W.Y., Zhao M.X., Chen B., Lu J.Y., Yang G.L. A sensitive geomagnetic activity index for space weather operation // Space Weather. 2010. Vol. 8. S12006. doi:10.1029/2010SW000609. 27. Bitterly M., Menvielle M., Bitterly J., Berthelier A. A Comparison Between Computer Derived (FMI Method) and Hand Scaled K Indices at Port aux Francais and Port Alfred French Observatories // Proc. VI-th International Workshop on geomagnetic observatory instruments, data acquisition and processing. Dourbes, Belgium, 1994. P. 144–147. 28. Anisimov S.V., Chulliat A., Dmitriev E.M. Information-measuring complex and database of mid-latitude Borok Geophysical Observatory // Russian Journal of Earth Sciences. 2008. Vol. 10. doi:10.2205/2007ES000227. 29. Анисимов С.В., Дмитриев Э.М. Геоинформационные технологии геомагнитных наблюдений на Геофизической обсерватории «Борок» // Российский журнал наук о Земле. 2009. Т. 11. doi:10.2205/2009ES000401.

Ссылка на XML

Calculations of geomagnetic activity K-indices in real time
Number: 13 Year: 2015 Pages: 62-72

Anisimov Sergey Vasilyevich¹, e-mail: director@borok.yar.ru Dmitriev Eldar Mikhailovich¹, e-mail: eldar@borok.yar.ru

Guryev Alexey Vladimirovich¹, e-mail: sodar@borok.yar.ru

Filippov Vasily Andreevich¹, e-mail: invite@borok.yar.ru

Institutions:
1 - GO "Borok" Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Abstract
Development of methods to calculate geomagnetic activity indices in real time is an actual problem especially in space weather monitoring and forecast. In the paper the short description of the existing methods of computer calcula-tion of geomagnetic activity K-indices is given. It is shown that they can't be directly applied to calculation of K-indices in real time. The method of K-indices calculation in real time used in Borok geophysical observatory is considered. The method reproduces an original technique of Bartels to calculate of a daily regular variation by non-disturbed days which are determined by the earlier calculated K-indices. Results of this method are compared to the K-indices obtained by the most prevalent computer methods.

Keywords: K-index, geomagnetic activity, computer calculations, real time

Information about sources of financing: -