КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 15-12-20001

НазваниеИсследования солнечной активности на основе данных наблюдений многоволновых синоптических комплексов.

РуководительТлатов Андрей Георгиевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова", Республика Калмыкия

Период выполнения при поддержке РНФ

2018 г. - 2019 г.

Конкурс Конкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований в небольших группах под руководством ведущих российских и зарубежных ученых».

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе, 02-703 - Солнце и Солнечная система

Ключевые словаСолнце, Солнечная активность, Служба Солнца, прогноз, солнечные вспышки, корональные выбросы

Код ГРНТИ41.21.29

СтатусУспешно завершен

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В настоящее время одной из наиболее актуальных задач в исследовании солнечно-земных связей являются изучение и прогнозирование параметров космической погоды (КП), вызываемой солнечной активностью (СА). Космическая погода может достаточно сильно влияет на многие стороны жизнедеятельности человека как на Земле, так и в околоземном пространстве. Примерами могут являться: повреждения электроники и датчиков космических аппаратов, деградация солнечных батарей, потеря орбиты и ориентации искусственных спутников Земли, возможность поражения объектов наземной инфраструктуры при падении на Землю элементов космического мусора, радиационная опасность космических полетов и трансполярных авиаперелетов, наведенные токи в линиях электропередачи, подводных кабелях и в трубопроводах и т.д. Наиболее сильные ее проявления локализованы в полярных регионах. Причинами такого воздействия является то, что из солнечной короны непрерывно истекает корпускулярный поток в виде солнечного ветра (СВ). Кроме того, Солнце является источником излучения в рентгеновском, ультрафиолетовом и радио диапазонах. Оценка этих потоков, а также прогноз их интенсивности с различной степенью упреждения является предметом службы КП (См., напр., [Гайдаш и др., 2016, Петрукович и др. 2016]). Служба КП должна опираться на непрерывные наблюдения солнечной активности, а также включать в себя оперативный процесс первичного анализа данных, формирования индексов активности и прогноза основных параметров космической погоды. Данные наблюдений задаются в качестве граничных условий в моделях распространения солнечного ветра и корональных выбросов массы (КВМ) через межпланетную среду. Параллельно с этим в прогноз параметров КП должны включаться методики оценки геоэффективности солнечных вспышек и КВМ. На первом этапе выполнения проекта 2015-2017 гг. были спроектированы, изготовлены и запущены в эксплуатацию два патрульных солнечных телескопа-спектрографа, создана обсерватория в Калмыцком Государственном Университете (КалмГУ), разработаны основы системы прогноза параметров космической погоды по данным отечественных наземных наблюдений, создан задел для разработки моделей различных типов солнечной активности. Созданы патрульные автоматизированные телескопы для непрерывного наблюдения за Солнцем, которые выполняют наблюдения в центре и крыльях спектральных линий, а также континууме. Это позволяет проводить наблюдения солнечных вспышек и корональных выбросов массы, определять их параметры, в том числе и восстанавливать полный вектор скорости КВМ и выполнять оценку потоков жесткого излучения. При поддержке проекта один из патрульных телескопов установлен в 2016 г. на наблюдательной площадке ГАС ГАО, около Кисловодска, другой в 2017 г. в созданной обсерватории КалмГУ, Элиста. Для реализации прогноза рекуррентных событий в ходе выполнения проекта 2015-2017 гг. были разработаны модели, адаптированные к данным регулярных наблюдений крупномасштабного поля Солнца на телескопе-магнитографе оперативного прогноза СТОП (http://solarstation.ru/sun-service/forecast). Разработаны методы детектирования КВМ на основе данных патрульных телескопов и созданы каталоги свойств КВМ (Tlatov et al. 2017). Для оценки потоков жесткого излучения, а также для регистрации эруптивных событий и оценки их геоэффективности могут использоваться данные патрульных оптических телескопов-спектрографов (Tlatov et al., 2015, 2016, 2017). Патрульные телескопы работают в автоматическом режиме, обеспечивая регистрацию процессов со скважностью около 1 минуты. Для детектирования эруптивных процессов предложен достаточно уникальный метод, основанный на разности интенсивности в крыльях хромосферных спектральных линиях. В ходе текущего проекта, мы планируем создать и внедрить систему прогноза космической погоды, основанную на оперативных данных наблюдений и моделях, описывающих прохождение возмущений в гелиосфере от Солнца до орбиты Земли. В основе прогноза лежат наблюдения телескопа-магнитографа СТОП и расчеты параметров солнечного ветра гелиосфере в 3-х мерном приближении. Эти данные являются начальными условиями для моделей распространения КВМ. Параметры КВМ на небольших расстояниях от Солнца детектируются и отслеживаются наблюдениями патрульных солнечных телескопах. Моделирование распространения КВМ в гелиосфере будет осуществляться как на основе упрощенных моделей, основанных на эффекте взаимодействия СВ с КВМ, так и полных 3-d МГД моделей. Это позволит впервые создать в нашей стране аналог системы моделирования WSA-ENLIL. В этом проекте мы также планируем, создание еще одного автоматизированного патрульного телескопа с возможным размещением в восточной части страны для создания расширенной наблюдательной сети за солнечной активностью и драйверами космической погоды. В проекте мы ставим задачу объединить лучшие наработки отечественных центров прогноза КП таких организаций как ИЗМИРАН, ИКИ и др., а также предложить методики анализа и прогноза, основанные на данных наблюдений Российских обсерваторий. Таким образом, задачами проекта являются: 1. Создание и развитие системы прогнозирования КП на основе непрерывных данных наземных наблюдений. Разработка методик и программного обеспечения (ПО) центров прогноза КП, в основе которых лежат национальные наблюдения. 2. Развитие и дооснащение пунктов мониторинга солнечной активности и космической погоды. 3. Создание условий для широкого использования нового вида наблюдательных данных, основанных на непрерывных наблюдениях полного диска Солнца в центре и крыльях основных хромосферных линий, с временным разрешением, соизмеримым с данными космической обсерватории SDO. Помимо интенсивности эти наблюдения дают уникальную информацию о продольной скорости в хромосфере. 4. Разработка новых методов анализа больших объемов оперативных данных о солнечной активности и космической погоде. Продолжение долговременных синоптических наблюдательных программ с использованием новых систем наблюдений. Использование методов “big data” и методов машинного обучения для обработки архивных и оперативных данных для выявления новых связей в динамике солнечной активности.

Ожидаемые результаты
В последнее десятилетие самым существенным достижением cолнечной физики (по мнению зарубежных коллег см. напр. Sheeley Jr, 2017 ) явилось создание системы прогноза Космической погоды. В настоящее время Центр прогноза Космической погоды (Space Weather Prediction Center) является подразделением Национального управления океанических и атмосферных исследований ( National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA) NOAA/SWPC. В свою очередь NOAA занимается различными видами метеорологических и геодезических исследований и прогнозов, изучением мирового океана и атмосферы (т.е. аналог нашего РоскомГидроМет). Нет сомнений, что служба прогноза космической погоды будет создана и в нашей стране. Фактически она ранее была создана согласно Постановлению Совет Министров СССР от 12 ноября 1973 г. № 836-277 “О развитии работ по изучении и прогнозированию радиационной обстановки в космическом пространстве, состоянии ионосферы и магнитного поля Земли и обеспечении радиационной безопасности экипажей космических кораблей”. Основой для работы службы прогноза космической погоды являются непрерывные наблюдения за солнечной активностью и комплекс анализа и моделирования. В основе прогнозирования космической погоды является прогнозирование скорости фонового солнечного ветра межпланетного магнитного поля. Самой успешной моделью для прогноза параметров солнечного ветра на протяжении уже более 25 лет остается полуэмпирическая модель Wang–Sheeley–Arge (WSA). Одной из наших целей является создание аналога системы прогноза космической погоды NOAA/SWPC в нашей стране, опирающейся на национальные наблюдения. Заметим, что проблема прогноза КП для нашей страны стоит не менее, а возможно и более остро, чем для США, поскольку технологии разработки радиационностойкой микроэлектроники у нас не до конца решены. На Кисловодской Горной астрономической станции ГАО РАН (ГАС ГАО РАН) вблизи г. Кисловодска выполняются регулярные наблюдения крупномасштабных магнитных полней Солнца. Измерения выполняются на Солнечном Телескопе Оперативных Прогнозов (СТОП). Создание и запуск магнитографа СТОП и патрульных солнечных телескопов позволяют получать независимые наблюдательные данные. Оригинальная схема телескопа-магнитографа СТОП с использованием полуволновой пластины для калибровки инструментальной поляризации позволила обеспечить прогноз рекуррентных потоков солнечного ветра, лучше, чем по данным зарубежных аналогов, таких как GONG, SOLIS, WSO [Tlatov, 2017]. Эксплуатация патрульных солнечных телескопов в Кисловодске и Элисте для непрерывного наблюдения за Солнцем в центре и крыльях хромосферных линиях позволяет наблюдать, детектировать и определять параметры КВМ, в том числе и в центре солнечного диска, которые плохо наблюдаются орбитальными коронографами на орбитах вблизи Земли. Также наземные патрульные телескопы позволяют вести мониторинг солнечных вспышек и других быстропротекающих событий, и выполнять оценку потоков жестокого излучения. В ходе проекта будет обобщен опыт центров прогноза КП, адаптированы методики прогноза к данным наблюдений национальных обсерваторий, предложены методические решения и программное обеспечение для оперативного прогноза КП. Будет создан еще один автоматический патрульный солнечный телескоп для установки в восточной части страны. Будут развиты методы анализа и прогноза солнечной активности, основанные на передовых теоретических и численных методах, получены новые фундаментальные и прикладные результаты в солнечной и космической физике.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
1. Впервые выполнено выделение структур для ежедневных синоптических наблюдений солнечной активности с использованием элементов искусственного интеллекта. Для отождествления корональных дыр использован метод сверточных нейронных сетей типа U-net. То позволило выполнить анализ свойств КД в 24-м цикле активности и найти связь между их параметрами и параметрами солнечного ветра. (Illarionov, ; Tlatov, MNRAS, V481, p.5014, 2018). 2. Создана теоретическая модель солнечных факелов. В модели решена стационарная задача МГД и получены аналитические формулы для расчета давления, плотности, температуры и числа Альфвена Маха в изученной конфигурации из соответствующей структуры магнитного поля (Solov'ev, Kirichek, V. 482, MNRAS, 2018). 3. Разработана новая теоретическая модель сильной солнечной вспышки по данным ГАС ГАО и РАТАН-600. Развитие вспышки такого типа связано со сближением/расхождением магнитных центров (солнечных пятен) и формированием интенсивного межпятенного радиоисточника в сантиметровом диапазоне, что представляет большой прогностический интерес (Solov’ev et al., Astronomical and Astrophysical Transactions 2018). 4. Выполнен анализ колебаний Солнца как звезды по вариациям Total Solar Irradiance, по данным SOHO, SDO, SORCE,VIRGO, а также по отраженному от планет (Марс, Юпитер) солнечному свету, показал наличие в спектре Солнца устойчивой колебательной моды с периодом 9 дней. Найденная мода не является субгармоникой 27-дневной моды вращения Солнца, период которой варьирует в широких пределах (от 25 до 33 дней), т.е. имеет большую дисперсию (3.66 дней), в то время как 9-ти дневный период определяется с дисперсией всего 0.12 дня. Это указывает на независимый характер 9-ти дневной моды. ( Parfinenko et al., Geomagnetism and Aeronomy. 2018, vol. 58, №7. PP. 982-988. DOI: 10.1134/S0016793218070162; Efremov et al., Astrophys and Space Science. 2018). 5. Продолжена разработка системы прогноза параметров космической погоды (КП), на основе наземных национальных средств наблюдений солнечной активности. Космическая погода - это общий термин, используемый для описания ряда обусловленных Солнцем процессов, способных оказать негативное влияние на популяции и технологические системы. Район высоких широт (включая Арктику) является наиболее уязвимым к проявлениям КП. Рассмотрены возможности наблюдательного комплекса Кисловодской Горной астрономической станции ГАО РАН, а также комплекс математических моделей для прогнозирования параметров солнечного ветра и геомагнитных возмущений (Тлатов, Тертышников, Труды конф. «Гелиогеофизические исследования в Арктике», 2018, Tlatov Space Weather of the Heliosphere: Processes and Forecasts Proceedings IAU Symposium No. 335, 2018.). 6. Выполнен анализ свойств магнитных биполей в 15-24 циклах активности. Показано, что углы наклона биполей (тиль углы) не монотонно зависят от гелиографической широты и имеют максимум значений на широтах ~30o (tilt= (0.20±0.08) sin(2.80·phi) + (-0.00±0.06)). Также найдены регулярные разнонаправленные отклонения значений тильт углов в четных и нечетных циклах вблизи экватора (Tilt of Sunspot Bipoles in Solar Cycles 15 to 24, Tlatova et al.,. Solar Physics, V. 293, pp, 2018; Tlatova K.A. et al., Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 58, No. 7, pp. 959–965, , 2018). 7. Проведен комплекс работ по исследованию солнечно-земных связей. В частности уникальная база данных транзиентных явлений в космических лучах и межпланетной среде (Абунин и др. 2018). Проведены исследования особенности поведения высокоэнергичных магнитосферных электронов (с энергиями более 2 МэВ) во время межпланетных возмущений, вызванных корональными выбросами плазмы и высокоскоростными потоками солнечного ветра из корональных дыр (Abunin et al., 2018). Изучено Воздействие различных типов возмущений межпланетной среды на высокоэнергичные электроны на геостационарных орбитах (Абунин и др. 2018).Выполнен анализ возмущений космической погоды от мощных эруптивных вспышек сентября 2017 г. (Абунин и др. 2018) 8. Выполнены работы по исследованию солнечной активности по данным столетних наблюдений ведущих мировых обсерваторий. Данные содержат информацию о солнечных пятнах c 1918, ядрах пятен c 1917, флоккулах c 1907, спектральной короны c 1939. Особое внимание в работе уделено описанию оцифровки протуберанцев по наблюдениям в CaIIK линии за период 1910-1954 гг. и солнечных волокон по данным наблюдений в линии Н-альфа за период 1912-2002 гг. обсерватории Кодайканал. Выполнен анализ долговременных изменений солнечной активности (Tlatova et al. IAU 335; IAU340; G&A; Solar.Phys. 2018). 9. В течение года проводились ежедневные наблюдений солнечной активности и осуществлялся ежедневный прогноз параметров космической погоды, в частности скорости солнечного ветра и полярности межпланетного магнитного поля (http://solarstation.ru/sun-service/forecast; http://158.250.29.123:8000/web/Stop/).

Публикации

1. Абрамов-Максимов В.Е., Боровик В.Н., Опейкина Л.В., Тлатов А.Г. Эволюция активной области солнца 12673 по данным РАТАН-600 и SDO Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 15-18 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-15-18

2. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Гайдаш С.П., Ерошенко Е.А., Уникальная база данных транзиентных явлений в космических лучах и межпланетной среде Астрономия-2018, Т. 2., С. 7-10 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31361/eaas.2018-2.001

3. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Гайдаш С.П., Ерошенко Е.А., Крякунова О.Н., Николаевский Н.Ф., Прямушкина И.И., Янке В.Г. Возмущения межпланетной среды и поведение высокоэнергичных магнитосферных электронов Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 19-22 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-19-22

4. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Гайдаш С.П., Ерошенко Е.А., Прямушкина И.И., Янке В.Г. Возможности базы данных для изучения Форбуш-эффектов и межпланетных возмущений Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 23-26 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-23-26

5. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Гайдаш С.П., Крякунова О.Н., Воздействие различных типов возмущений межпланетной среды на высокоэнергичные электроны на геостационарных орбитах Астрономия-2018, Т. 2., С. 11-14 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31361/eaas.2018-2.002

6. Абунин А.А., Белов А.В., Черток И.М. Анализ возмущений космической погоды от мощных эруптивных вспышек сентября 2017 г. Астрономия-2018, Т. 2. ,С. 15-18. (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31361/eaas.2018-2.003

7. Арабаджян Д.K., Пащенко М.П., Тлатов А.Г. Моделирование распространения корональных выбросов массы и прогноз геомагнитной активности по данным наземных патрульных наблюдений Солнечная и солнечно-земная физика – 2018,Санкт-Петербург, с. 35-38 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-35-38

8. Ефремов В.И., Парфиненко Л.Д., Соловьев А.А. 9-дневные вариации TSI – отражение глубинных процессов вблизи солнечного ядра? Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 161-164 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-161-164

9. Ефремов В.И., Парфиненко Л.Д., Соловьев А.А. Долгопериодические колебания солнечных пор на стадии их диссипации Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 165-168 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-165-168

10. Ефремов В.И., Соловьев А.А., Парфинеко Л.Д. и др. Long-term oscillations of sunspots and a special class of artifacts in SOHO/MDI and SDO/HMI data Astrophysics and Space Science, Volume 363, Issue 3, article id. 61, 14 pp (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1007/s10509-018-3284-3

11. Живанович И., Риехокайнен А., Ефремов В.И., Соловьев А.А. Квазипериодические колебания мелкомасштабных факельных магнитных структур и специальный метод измерения дифференциального вращения Солнца Солнечно-земная физика, - (год публикации - 2018)

12. Живанович И., Соловьев А.А. Особенности медленной диссипации солнечных пятен Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 169-172 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-169-172

13. Илларионов Е.А., Тлатов А.Г. Segmentation of coronal holes in solar disk images with a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 481, Issue 4 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1093/mnras/sty2628

14. Илларионов Е.А., Тлатов А.Г. Создание атласа солнечной активности Известия Крымской Астрофизической обсерватории, т. 114, № 1, с. 118–122 (год публикации - 2018)

15. Королькова О.А., Соловьев А.А. Large-scale magnetostatic structures in solar corona and model of polar coronal hole Geomagnetism and Aeronomy, vol. 58, №7.PP.953-958 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1134/S0016793218070101

16. Королькова О.А., Соловьев А.А. Строение протуберанцев нормальной и обратной полярности Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 239-242 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-239-243

17. Нага Варун Е., Пащенко М.П., Тлатов А.Г., Агеев С.С., Пахленко Д. А. A method to forecast solar flares using the Kislovodsk’s solar patrol optical telescope-(SPOT) Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, pp. 303-306 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-303-306

18. Парфиненко Л.Д., Ефремов В.И., Соловьев А.А. Global Oscillations of the Sun according to SOHO/LASCO C3 Coronograph DATA Geomagnetism and Aeronomy, vol. 58, №7. PP. 982-988 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1134/S0016793218070162

19. Соловьев А.А. Новая концепция солнечного цикла Издательство Уральского ФУ, - (год публикации - 2018)

20. Соловьев А.А., Абрамов-Максимов В.Е., Боровик В.Н., Опейкина Л.В., Тлатов А.Г. Features of evolution of the magnetic field gradient in solar active region before a strong flare Astronomical and Astrophysical Transactions, Vol.31, no 2 (год публикации - 2018)

21. Соловьев А.А., Киричек Е. А. Flare energy release in magnetic flux rope compressed by the convergent sunspots Astronomy-2018. Volume 2. Solar-terrestrial Physics – the current state and prospects, Pp. 230-233 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31361/eaas.2018-2.058

22. Соловьев А.А., Киричек Е. А. Structure of solar faculae Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 482, Issue 4, Pages 5290–5301 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1093/mnras/sty3050

23. Соловьев А.А., Киричек Е.А. Тонкая структура факельных магнитных полей в солнечной хромосфере Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 351-356 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-351-356

24. Тлатов А. Г., Абрамов-Максимов В.Е., Боровик В.Н., Опейкина Л.В. Evolution of Solar Active Regions Before Large Flares: Overview of the Events of 2010–2017 Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 58, No. 8, pp. 1081-1086 (год публикации - 2018)

25. Тлатов А. Г., Тлатова К. А. Influence of Supergranulation on the Properties of Sunspot Bipoles Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 58, No. 7, pp. 959-965 (год публикации - 2018)

26. Тлатов А.Г. Evolution of structures with an open magnetic flux over a hundred years Long-Term Datasets for the Understanding of Solar and Stellar Magnetic Cycles Proceedings IAU Symposium No. 340, 2018, pp. 141-144 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1017/S1743921318001862

27. Тлатов А.Г. The Forecast of Space Weather According to Space Weather of the Heliosphere: Processes and Forecasts Proceedings IAU Symposium No. 335, 2017, - (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1017/S174392131700881X

28. Тлатов А.Г., Скорбеж Н.Н. Характеристики пятен и пор в 24-м цикле активности Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 361-364 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-361-364

29. Тлатов А.Г., Тертышников А.В. Прогнозирование параметров космической погоды на основе данных наземных наблюдений солнечной активности «Гелиогеофизические исследования в Арктике». Труды второй всероссийской конференции, Мурманск, с. 95-98 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.25702/KSC.978-5-91137-381-8.94-97

30. Тлатов А.Г.,Тлатова К.А. Полярная активность солнца и продолженные циклы активности Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 365-368 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-365-368

31. Тлатова К. А., Васильева В.В., Скорбеж Н.Н., Илларионов Е. А., Тлатов А. Г. Reconstruction of Centennial Series of Solar Activity Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 58, No. 8, pp. 1021-1028 (год публикации - 2018)

32. Тлатова К., Тлатов А. Г., Певцов А. , Мурсула К. Tilt of Sunspot Bipoles in Solar Cycles 15 to 24 Solar Physics, Volume 293, Issue 8, article id. 118, 12 pp (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1007/s11207-018-1337-y

33. Тлатова К.А., Васильева В.В., Скорбеж Н.Н., Тлатов А.Г. Создание и анализ 100-летних рядов солнечной активности Известия Крымской Астрофизической обсерватории, 114, № 2, 15–20 (год публикации - 2018)

34. Тлатова К.А., Васильева В.В., Тлатов А.Г. Reconstruction of the Filament Properties, Based on Centenarian Daily Observations of the Sun in Hα Line Space Weather of the Heliosphere: Processes and Forecasts Proceedings IAU Symposium No. 335, p. 187-190 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1017/S1743921317008195

35. Тлатова К.А., Васильева В.В., Тлатов А.Г. Reconstruction of solar activity according to the data of centenary observations Long-Term Datasets for the Understanding of Solar and Stellar Magnetic Cycles, Proceedings IAU Symposium No. 340, 2018, pp. 137-140 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1017/S1743921318001473

36. Тлатова К.А., Васильева В.В., Тлатов А.Г. Дрейф полярных протуберанцев в 13–24 циклах активности Солнечная и солнечно-земная физика – 2018, Санкт-Петербург, с. 369-372 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2018-369-372

37. Тлатова К.А., Тлатов А., Васильева В.В. Migration of polar prominences in 13-24 cycles of activity Long-Term Datasets for the Understanding of Solar and Stellar Magnetic Cycles, Proceedings IAU Symposium No. 340, 2018, pp. 189-190 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1017/S1743921318001102

38. Черток И.М., Белов А.В., Абунин А.А. Solar Eruptions, Forbush Decreases, and Geomagnetic Disturbances From Outstanding Active Region 12673 Space Weather, Volume 16, Issue 10, pp. 1549-1560 (год публикации - 2018) https://doi.org/10.1029/2018SW001899

39. Илларионов Е.А., Тлатов А. Г. Оперативные наблюдательные данные как основа прогноза космической погоды "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, Москва, с. 199 (год публикации - 2018)

40. Соловьев А.А. Model of solar faculae The XIV Finnish-Russian radio astronomy symposium, - (год публикации - 2018)

41. Тлатов А. Г. Реконструкция структур с открытым потоком магнитного поля солнца по данным наблюдений в линии Н-альфа за период 130 лет "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, Москва, с. 250 (год публикации - 2018)

42. Тлатов А. Г., Арабаджян Д.K., Пащенко М.П. Прогноз параметров солнечного ветра, геоэффективности корональных выбросов и геомагнитной активности по данным наземных патрульных наблюдений "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, Москва, с. 217 (год публикации - 2018)

43. Тлатов А.Г., Илларионов Е.А., Риехокайнен А. Analysis of the properties of coronal holes in the 24-th cycle of THE XIV FINNISH-RUSSIAN RADIO ASTRONOMY SYMPOSIUM, Abstract, p.36 (год публикации - 2018)

44. Тлатова К. А., Тлатов А. Г., Pevtsov A.A., Васильева В. В. Угол наклона солнечных пятен в 15-24-х циклах активности "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, Москва, с. 348 (год публикации - 2018)

45. Тлатова К. А., Тлатов А. Г., Васильева В. В., Скорбеж Н. Н. Создание 100-летних атласов солнечной активности "Физика плазмы в солнечной системе", ИКИ РАН, Москва, с. 347 (год публикации - 2018)

46. Дормидонтов Д. В., Тлатов А. Г. Наблюдения долгопериодических колебаний активных областей солнца в видимом и УФ диапазонах спектра «Инновационные методы и средства исследований в области физики атмосферы, гидрометеорологии, экологии и изменения климата» Ставрополь, Третья международная научная конференция с элементами научной школы, - (год публикации - 2018)

47. Тлатов А.Г. Прогноз параметров солнечного ветра, геоэффективности корональных выбросов и геомагнитной активности по данным наземных патрульных наблюдений «Инновационные методы и средства исследований в области физики атмосферы, гидрометеорологии, экологии и изменения климата» Ставрополь, Третья международная научная конференция с элементами научной школы, - (год публикации - 2018)

48. - #новости_грантополучателей Сайт РНФ, https://vk.com/wall-107824202_1447 (год публикации - )

49. - «Золотой сайт» — ключевой и старейший конкурс интернет-проектов в Рунете «Золотой сайт», Результаты конкурса. Золотая медаль в номинации Образовательный портал, научно-популярный сайт, блог (год публикации - )

50. - Победители 2018 г. Всероссийский конкурс сайтов и мобильных приложений, Результаты конкурса. Серебряная медаль в номинации Сервисы. (год публикации - )

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
При поддержке проекта завершено оснащение обсерватории и учебного центра в КалмГУ, Элиста. Центр состоит из обсерватории, оснащенной патрульным солнечным телескопом; аудиторией для проведения занятий, оборудованной оргтехникой, компьютерами для студентов, компьютером высокой производительности для выполнения расчетов МГД моделирования и обработкой изображений и др. Также при поддержке проекта осуществлялись регулярные наблюдения на Кисловодской Горной астрономической станции ГАО РАН и обсерватории КалмГУ. В частности наблюдения магнитных полей на телескопе СТОП в Кисловодске и патрульных телескопах в спектральных линиях CaIIK и Н-альфа в Кисловодске и Элисте. На основе наблюдений крупномасштабного магнитного поля на телескопе СТОП выполняется прогнозирование параметров солнечного ветра и геомагнитной активности. В 2019 г. выполнена оптимизация системы прогноза параметров солнечного ветра (СВ). В результате удалось значительно улучшить точность прогноза. На сайте обсерватории http://solarstation.ru/sun-service/forecast регулярно выкладываются 3-х и 7-ми дневные прогнозы скорости СВ и направления магнитного поля, а также сопоставление с прогноза данными прямых измерений со спутника ACE. Для сравнения там же представлены данные прогноза SWPC/NOAA, по данным сети американских магнитографов. В большинстве случаях наш прогноз, основанный на данных наших наблюдений, оказывается значительно точнее прогноза SWPC. Основные научные результаты выполнения проекта опубликованы в реферируемых изданиях. Было опубликовано 38 работ. 2 из них в журналах категории Q1. В том числе: 1) Была разработана модель распространения корональных выбросов массы (КВМ) основанную на взаимодействии КВМ с солнечным ветром через аэродинамическое сопротивление. Расчет параметров солнечного ветра осуществляется по данным наблюдения магнитографа СТОП. Параметры КВМ, а именно вектор скорости и оценка плотности на начальном этапе распространения могут определяться по данным патрульных телескопов. 2) Выполнен сравнительный анализ размеров пятен в солнечных группах. Показано, что двухвершинный характер распределения площадей является следствием существованием пор и пятен с развивающимися ядрами, а не следствием существования пятен различных популяций. 3) Обобщены результаты оцифровки исторических измерений магнитного поля поля солнечных пятен (силы и полярности), выполненных в обсерватории Маунт-Уилсон. Систематические наблюдения начались в 1917 году и продолжаются до настоящего времени с несколькими краткими перерывами. Эти ручные измерения представляют собой самые ранние наблюдения магнитных полей на Солнце. На основе этих данных установлены новые свойства магнитных полей Солнца и солнечных биполей. 4) Построена 3D стационарная аналитическая модель факельного магнитного узла на Солнце, которая успешно описывает его основные наблюдаемые свойства. 5) Выявлено три основных типа нелинейных долгопериодических колебаний магнитного поля факельных структур и солнечных пор по данным SDO. 6) Исследованы эффекты межпланетных возмущений, вызванных выбросами корональной плазмы и высокоскоростным солнечным ветром из корональных дыр, на высокоэнергетические (E> 2 МэВ) магнитосферные электроны.

Публикации

1. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Гайдаш С.П., и др. Database capabilities for studying Forbush-effects and interplanetary disturbances J. Phys. Conf. Series, - (год публикации - 2019)

2. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Гайдаш С.П., и др. Impact of Different Types of Interplanetary Medium Disturbances of High-Energy Electrons on the Geostationary Orbit. Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 59, No. 7, pp. 878–884 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219070041

3. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Гайдаш С.П., Крякунова О.Н., Николаевский Н.Ф., Прямушкина И.И., Трефилова Л.А. Высокоэнергичные магнитосферные электроны и различные типы возмущения межпланетной среды Известия РАН: Серия физическая, Т. 83, №5, С. 638-640, (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S036767651905003X

4. Березин И.А., Тлатов А.Г. Сравнительный анализ наземных и спутниковых наблюдений фотосферного магнитного поля в приложении к моделированию параметров корональных дыр и солнечного ветра Труды XXIII Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца солнечная и солнечно-земная физика – 2019, с. 39-42 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2019-39-42

5. Дертеев С.Б., Михаляев Б.Б., Джимбеева Л.Н. Модель КВМ с винтовым магнитным полем Труды XXIII Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца солнечная и солнечно-земная физика – 2019, с. 145-148 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2019-145-148

6. Ефремов В.И., Парфиненко Л.Д, Соловьев А.А. Non-harmonic oscillations of solar pores on the stage of their dissipation Geomagnetism and Aeronomy, vol.59 issue 7, pp. 904-907 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219070132

7. Живанович И., . Соловьев А.А. Features of the slow dissipation of sunspots. Geomagnetism and Aeronomy, vol. 59, issue 8, pp.1055-1061 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219080279

8. Королькова О.А., Соловьев А.А. The structure of prominences of normal and inverse polarity Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 59 issue 7, pp.858-863 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219070193

9. Михаляев Б.Б., Манкаева Г.А., E. Naga Varun Modulation Instability of Radial Oscillations of Coronal Loops. Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 59, No. 8, pp. 1108–1113 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219080139

10. Певцов А.А,, Тлатова К.А., Певцов А.А., Тлатов А.Г. и др. Reconstructing solar magnetic fields from historical observations. V. Sunspot magnetic field measurements at Mount Wilson Observatory Astronomy & Astrophysics, Vol. 628, id.A103, 14 pp (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1051/0004-6361/201834985

11. Риехокайнен А., Стрекалова П.В., ., Соловьев А.А., Смирнова В.В., Живанович И., Москалева А., Нага Варун Long quasi-periodic oscillations of the faculae and pores. Astronomy and Astrophysics, Vol. 627, id.A10, 7 pp (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1051/0004-6361/201935629

12. Соловьев А.А., Кирийчек Е.А., ., Королькова О.А., Парфиненко Л.Д. The Thin Magnetic Structure of Flare Areas and the Influence of Scale Transformations on the Temperature Profiles of Flares Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 59, No. 8, pp. 1009–1015 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219080206

13. Соловьев А.А., Кирийчек Е.А., Королькова О.А., Парфиненко Л.Д. Fine structure of facular regions and influence of scale transformations on the temperature profiles of faculae. Geomagnetism and Aeronomy, vol. 59 issue 8, pp.1009-1015 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219080206

14. Соловьев А.А., Киричек Е.А. Модификация модели факельного элемента Труды XXIII Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца солнечная и солнечно-земная физика – 2019, с. 363-368 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2019-363-368

15. Соловьев А.А., Парфиненко Л.Д. и др. Structure of photosphere under high resolution: gra-nules, faculae, micropores, intergranular lanes Astrophysics and Space Science, - (год публикации - 2020)

16. Соловьев А.А., Смирнова В.В., Стрекалова П.В. Долгопериодические колебания солнечных факельных узлов Астрофизический бюллетень, - (год публикации - 2020)

17. Соловьев А.А., Смирнова В.В., Стрекалова П.В., Риехокайнен А. Eigen oscillations of facular knots Astrophys and Space Science, Vol. 364, Issue 2, article id. 29, 8 pp. (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1007/s10509-019-3515-2

18. Тлатов А.Г., Березин И.А., Стрелков М.А. Simulation of Coronal Mass Ejection Propagation Based on Data from Ground-Based Patrol Observations Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 59, No. 7, pp. 843–845 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219070247

19. Тлатов А.Г., Васильева В.В., Сапешко В.И., Скорбеж Н.Н., Тлатова К.А., Илларионов Е.А. Создание рядов свойств отдельных солнечных пятен Труды XXIII Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца солнечная и солнечно-земная физика – 2019, с. 381-386 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2019-381-386

20. Тлатов А.Г., Риехокайнен А.,Тлатова К.А. The Characteristic Sizes of the Sunspots and Pores in Solar Cycle 24. Solar Physics, Vol 294, Issue 4, article id. 45, 9 pp. (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1007/s11207-019-1439-1

21. Тлатов А.Г., Скорбеж Н.Н., Сапешко В.И., Тлатова К.А. Comparative Analysis of the Catalog of Individual Sunspots Based on Data from Kislovodsk Mountain Astronomical Station Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 59, No. 7, pp. 793–798 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219070235

22. Тлатов А.Г., Тлатова К.А. Polar Activity of the Sun and Latitudinal Activity Drifts in Cycles 15–24. Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 59, No. 8, pp. 1016–1021 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219080218

23. Тлатов А.Г., Тлатова К.А. Activity cycles and properties of sunspot bipoles Astronomical and Astrophysical Transactions, 2019, Vol. 31, Issue 2, pp. 117-124 (год публикации - 2019)

24. Тлатов А.Г., Тлатова К.А. Полярные и низкоширотные факелы в 23–24 циклах активности Труды XXIII Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца солнечная и солнечно-земная физика – 2019, с. 387-390 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2019-387-390

25. Тлатов А.Г., Тлатова К.А., Илларионов Е.А. Темные точки, наблюдаемые на фотосфере солнца, и подсчет индекса солнечных пятен Труды XXIII Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца солнечная и солнечно-земная физика – 2019, с. 391-394 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2019-391-394

26. Тлатова К.А., Васильева В.В., Тлатов А.Г. Solar activity according to the data of 100-year series of observations Astronomical and Astrophysical Transactions, Vol. 31, Issue 2, pp. 109{116, (год публикации - 2019)

27. Тлатова К.А., Васильева В.В., Тлатов А.Г. Drift of Polar Prominences in Solar Cycles 13–24. Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 59, No. 8, pp. 1022-1028. (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S001679321908022X

28. Тлатова К.А.,Тлатов А.Г. Биполи, нарушающие законы Джоя и Хейла в 15–24-х циклах активности Труды XXIII Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца солнечная и солнечно-земная физика – 2019, с. 395-398 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31725/0552-5829-2019-395-398

29. Филиппов М.Ю., Абунин А.А., Ходатаев Н.А. Estimation of Solar Activity Based on VHF Radar Data Flares Geomagnetism and Aeronomy, Vol. 59, No. 7, pp. 950–95 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1134/S0016793219070144

30. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Гайдаш С.П., Прямушкина И.И., Трефилова Л.А. Корональные выбросы массы с различной структурой магнитного поля Четырнадцатая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе" , 11 по 15 февраля 2019 г. в ИКИ РАН, с. 101 (год публикации - 2019)

31. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Гайдаш С.П., Прямушкина И.И., Трефилова Л.А.,Черток И.М. Протонные возрастания и магнитный поток диммингов и постэруптивных аркад солнечных эрупций Четырнадцатая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе" , 11 по 15 февраля 2019 г. в ИКИ РАН, с. 100 (год публикации - 2019)

32. Абунин А.А., Абунина М.А., Белов А.В., Черток И.М. Солнечные эруптивные источники и специфические возмущения космической погоды 20-26 августа 2018 г. Четырнадцатая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе" , 11 по 15 февраля 2019 г. в ИКИ РАН, с. 79 (год публикации - 2019)

33. Илларионов Е.А., Тлатов А.Г. Как машинное обучение помогает анализировать наблюдения Солнца Четырнадцатая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе" , 11 по 15 февраля 2019 г. в ИКИ РАН, с. 15 (год публикации - 2019)

34. Нага Варун, Михаляев Б.Б. Modulational instability of fast sausage waves in coronal loops Четырнадцатая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе" , 11 по 15 февраля 2019 г. в ИКИ РАН, с. 57 (год публикации - 2019)

35. Тлатов А.Г., Riehokainen A., Тлатова К.А. Свойства пятен и пор в 24-м цикле активности Четырнадцатая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе" , 11 по 15 февраля 2019 г. в ИКИ РАН, с. 18 (год публикации - 2019)

36. Тлатов А.Г., Илларионов Е.А., Березин И.А. Формирование солнечного ветра и площадь корональных дыр в 24-м цикле активности Четырнадцатая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе" , 11 по 15 февраля 2019 г. в ИКИ РАН, с. 97 (год публикации - 2019)

37. Тлатов А.Г., Стрелков М.А. б Березин И.А. Моделирование распространения корональных выбросов массы по данным патрульных телескопов Четырнадцатая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе" , 11 по 15 февраля 2019 г. в ИКИ РАН, с. 229 (год публикации - 2019)

38. Тлатов А.Г., Тертышников А.В. Мониторинг параметров космической погоды на основе национальных данных наземных наблюдений солнечной активности VIII Всероссийская конференция по атмосферному электричеству, с. 124-125 (год публикации - 2019)

Возможность практического использования результатов
Космическая погода способна оказывать негативное влияние на живые организмы и технологические системы, расположенные на Земле, в ближнем и дальнем космосе, источником которых является Солнца. К таким процессам и явлениям можно отнести: • Потоки высокоскоростного солнечного ветра, которые формируются в областях с открытой конфигурацией магнитных полей, вызывая геомагнитные возмущения. • Солнечные вспышки, последствия, которые достигают Земли в течение от нескольких минут до нескольких часов и могут привести к появлению радиопомех и ошибок в навигационных системах; • Солнечные энергетические частицы, которые движутся несколько медленнее и вызывают солнечные радиационные штормы, потенциально нанося вред пилотируемой космонавтике; • Корональные выбросы массы (КВМ), которые достигают Землю в интервал до четырех дней, и взывают геомагнитные бури. • Потоки жесткого излучения УФ и рентгеновского излучения, формируемые в активных областях и во время солнечных вспышек. Повышенный уровень УФ излучения может проводить к расширению атмосферы Земли и появлению дополнительного торможения для низкоорбитальных спутников. Последствия этих событий могут включать: o отключения электроэнергии, потенциально приводящие к гибели людей и физическим/психологическим потерям; o потеря / нарушение глобальных навигационных спутниковых систем (например, GPS или ГЛОНАС); o нарушение основных услуг, в частности авиаперевозок, энергетики и связи; o увеличение дозы фонового излучения в атмосфере и в космосе. увеличение дозы фонового излучения в атмосфере и в космосе. o на Земле, район высоких широт (включая Арктику) является наиболее уязвимым к проявлениям КП. Реализация проекта позволила создать прототип национальной наблюдательной сети Службы Солнца на основе наземных автоматизированных телескопов для непрерывных синоптических наблюдений солнечной активности, а также разработка методик анализа и прогнозирования состояния космической погоды на основе получаемых данных. В частности реализация проекта позволила осуществлять следующие виды выдаваемых прогнозов состояния: -прогноз параметров фонового солнечного ветра на период до 7 дней на расстоянии до 1.3 а.е. от Солнца; -прогноз геоэффективности корональных выбросов массы с заблаговременностью 2-3 дня до прихода к Земле; -оценку уровня ультрафиолетового излучения во время солнечных вспышек и спокойные периоды;