Разработка и валидация космического геомагнитного индекса KKos по данным магнитометра ФМ спутника «Электро‑Л» № 4
Номер: 50 Год: 2025 Страницы: 101-109
Номер: 50 Год: 2025 Страницы: 101-109
УДК: 550.387
EDN: EDERBW
Автор(ы):
Шклярук Алексей Дмитриевич1 e-mail: shklyaruk@ipg.geospace.ru
Арутюнян Давид Артурович1, e-mail: arutyunyan@ipg.geospace.ru
Брагина Анастасия Андреевна1
Учреждения:
1 - Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова (ИПГ), Москва, Россия
Аннотация:
В работе представлена новая методика расчета индекса геомагнитной активности Kkos по данным измерений магнитного поля с борта геостационарного спутника «Электро-Л» №4. В отличие от традиционных наземных индексов, основанных на горизонтальной компоненте поля, в качестве базового параметра использована высокочастотная составляющая компоненты Bz в геоцентрической солнечно-магнитосферной системе координат (GSM). На основе совместного анализа с эталонным наземным Kp-индексом (GFZ) за апрельсентябрь 2023 года разработана эмпирическая шкала перевода, позволяющая квантифицировать уровень возмущенности магнитосферы. Проведенная валидация показала хорошую корреляцию (коэффициент корреляции 0.65) между Kkos и Kp, особенно в периоды сильных бурь (Kp>3). Предложенный метод открывает перспективы для оперативного мониторинга космической погоды с использованием космических аппаратов и дополнения существующих наземных сетей. В статье также обсуждаются основные источники погрешностей и направления для дальнейшего совершенствования алгоритма.
Ключевые слова: : ГЕОМАГНИТНАЯ АКТИВНОСТЬ, КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА, ИНДЕКС KP, СПУТНИК «ЭЛЕКТРО-Л», МАГНИТОМЕТР, ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ВОЗМУЩЕНИЯ, BZ-КОМПОНЕНТА, ВАЛИДАЦИЯ.
Сведения об источниках финансирования: Работа выполнена в рамках НИТР Росгидромета 2025 г. (тема 6.1). Уникальный номер реестровой записи 720000Ф.99.1.БН62АА28000.
1 - Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова (ИПГ), Москва, Россия
Аннотация:
В работе представлена новая методика расчета индекса геомагнитной активности Kkos по данным измерений магнитного поля с борта геостационарного спутника «Электро-Л» №4. В отличие от традиционных наземных индексов, основанных на горизонтальной компоненте поля, в качестве базового параметра использована высокочастотная составляющая компоненты Bz в геоцентрической солнечно-магнитосферной системе координат (GSM). На основе совместного анализа с эталонным наземным Kp-индексом (GFZ) за апрельсентябрь 2023 года разработана эмпирическая шкала перевода, позволяющая квантифицировать уровень возмущенности магнитосферы. Проведенная валидация показала хорошую корреляцию (коэффициент корреляции 0.65) между Kkos и Kp, особенно в периоды сильных бурь (Kp>3). Предложенный метод открывает перспективы для оперативного мониторинга космической погоды с использованием космических аппаратов и дополнения существующих наземных сетей. В статье также обсуждаются основные источники погрешностей и направления для дальнейшего совершенствования алгоритма.
Ключевые слова: : ГЕОМАГНИТНАЯ АКТИВНОСТЬ, КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА, ИНДЕКС KP, СПУТНИК «ЭЛЕКТРО-Л», МАГНИТОМЕТР, ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ВОЗМУЩЕНИЯ, BZ-КОМПОНЕНТА, ВАЛИДАЦИЯ.
Сведения об источниках финансирования: Работа выполнена в рамках НИТР Росгидромета 2025 г. (тема 6.1). Уникальный номер реестровой записи 720000Ф.99.1.БН62АА28000.
Шклярук, А. Д. Разработка и валидация космического геомагнитного индекса Kkos по данным магнитометра ФМ спутника «Электро-л» №4 / А. Д. Шклярук, Д. А. Арутюнян, А. А. Брагина // Гелиогеофизические исследования. – 2025. – № 50. – С. 101-109. – EDN EDERBW.
Development and validation of the KKos space geomagnetic index from FM magnetometer data of the «Electro‑L» No. 4 satellite
Number: 50 Year: 2025 Pages: 101-109
Number: 50 Year: 2025 Pages: 101-109
Authors:
Shklyaruk Aleksey Dmitrievich1 e-mail: shklyaruk@ipg.geospace.ru
Arutyunyan David Arturovich1, e‑mail: arutyunyan@ipg.geospace.ru
Bragina Anastasia Andreevna1
Shklyaruk Aleksey Dmitrievich1 e-mail: shklyaruk@ipg.geospace.ru
Arutyunyan David Arturovich1, e‑mail: arutyunyan@ipg.geospace.ru
Bragina Anastasia Andreevna1
Institutions:
1 - Institute of Applied Geophysics named after Academician E.K. Fedorov (IPG), Moscow, Russia
Abstract
This paper presents a novel method for calculating the Kkos geomagnetic activity index based on magnetic field measurements from the geostationary satellite «Elektro-L» No. 4. In contrast to traditional ground-based indices relying on the horizontal component of the field, the high-frequency component of the Bz magnetic field vector in the Geocentric Solar Magnetospheric (GSM) coordinate system was used as the foundational parameter. Based on a joint analysis with the reference ground-based Kp index (GFZ) for the period April-September 2023, an empirical conversion scale was developed to quantify the level of magnetospheric disturbances. The performed validation showed a good correlation (correlation coefficient of 0.65) between Kkos and Kp, especially during periods of strong storms (Kp>3). The proposed method opens prospects for operational space weather monitoring using spacecraft and complementing existing groundbased networks. The paper also discusses the main sources of errors and directions for further algorithm improvement.
Keywords: : GEOMAGNETIC ACTIVITY, SPACE WEATHER, KP INDEX, «ELEKTRO-L» SATELLITE, MAGNETOMETER, HIGH-FREQUENCY DISTURBANCES, BZ COMPONENT, VALIDATION
Information about sources of financing: The work was carried out within the framework of the Russian Hydrometeorological Research Project 2025 (topic 6.1). Unique number registry entry 720000F.99.1.BN62AA28000.
1 - Institute of Applied Geophysics named after Academician E.K. Fedorov (IPG), Moscow, Russia
Abstract
This paper presents a novel method for calculating the Kkos geomagnetic activity index based on magnetic field measurements from the geostationary satellite «Elektro-L» No. 4. In contrast to traditional ground-based indices relying on the horizontal component of the field, the high-frequency component of the Bz magnetic field vector in the Geocentric Solar Magnetospheric (GSM) coordinate system was used as the foundational parameter. Based on a joint analysis with the reference ground-based Kp index (GFZ) for the period April-September 2023, an empirical conversion scale was developed to quantify the level of magnetospheric disturbances. The performed validation showed a good correlation (correlation coefficient of 0.65) between Kkos and Kp, especially during periods of strong storms (Kp>3). The proposed method opens prospects for operational space weather monitoring using spacecraft and complementing existing groundbased networks. The paper also discusses the main sources of errors and directions for further algorithm improvement.
Keywords: : GEOMAGNETIC ACTIVITY, SPACE WEATHER, KP INDEX, «ELEKTRO-L» SATELLITE, MAGNETOMETER, HIGH-FREQUENCY DISTURBANCES, BZ COMPONENT, VALIDATION
Information about sources of financing: The work was carried out within the framework of the Russian Hydrometeorological Research Project 2025 (topic 6.1). Unique number registry entry 720000F.99.1.BN62AA28000.