Вестник КРАУНЦ.Физ.-мат. науки. 2021. Т. 37. №4. C. 171-182. ISSN 2079-6641

Содержание выпуска/Contents of this issue

УДК 523.9

Научная статья

О точности определяемых видимых границ полярных сияний в модели OVATION Prime (PC)

А. В. Николаев, С. А. Долгачёва, С. А. Черняева

Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, 199397, г. Санкт-Петербург, ул. Беринга, 38

E-mail: demosfen.spb@gmail.com

Оценка положения экваториальных границ аврорального овала при разных магнитосферных условиях, несёт в себе информацию о формирующихся плазменных структурах, глубине их проникновения во внутреннюю магнитосферу, движении внутренней границы плазменного слоя и т.д. Развитие алгоритмов определения положения видимой экваториальной границы аврорального овала является важной частью исследований, связанных с разработкой моделей химического состава ионосферы, моделей авроральных высыпаний частиц и оценки точности этих моделей. Немаловажную роль исследования полярных сияний (прогноз, интенсивность, положение) играют и для развития туристического сегмента в Арктике и информационных ресурсов служб мониторинга и прогноза космической погоды. В рамках исследования оценки точности положения видимых границ овала сияний в моделях авроральных высыпаний частиц была выбрана наземная наблюдательная сеть оптических камер всего неба проекта THEMIS, запущенная в 2008 г., и модифицированная модель OVATION Prime (PC), разработанная в отделе Геофизики ФГБУ «ААНИИ использующая в качестве входного параметра наземный индекс полярной шапки (PC-индекс).

Ключевые слова: авроральные высыпания частиц, модель высыпаний частиц, границы овала, высокоширотная ионосфера, оценка точности, камеры всего неба.

DOI: 10.26117/2079-6641-2021-37-4-171-182

Поступила в редакцию: 23.10.2021

В окончательном варианте: 26.11.2021

Для цитирования. Николаев А. В., Долгачёва С. А., Черняева С. А. О точности определяемых видимых границ полярных сияний в модели OVATION Prime (PC) // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2021. Т. 37. № 4. C. 171-182. DOI: 10.26117/2079-6641-2021-37-4-171-182

Конкурирующие интересы. Авторы заявляют, что конфликтов интересов в отношении авторства и публикации нет.

Авторский вклад и ответсвенность. Все авторы участвовали в написании статьи и полностью несут ответственность за предоставление окончательной версии статьи в печать. Окончательная версия рукописи была одобрена всеми авторами.

Контент публикуется на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International
(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)

© Николаев А. В., Долгачёва С. А., Черняева С. А., 2021

Финансирование. Работа выполнена в рамках научно-исследовательских работ Росгидромета по теме 6.1 «Развитие и модернизация технологий мониторинга геофизической обстановки над территорией Российской Федерации и Арктики».

 

MSC 86-10

Research Article

On the accuracy of aurora visible boundaries in the OVATION Prime (PC) model

A. V. Nikolaev, S. A. Dolgachyova, S. A. Chernyaeva

Arctic and antarctic research institute, 199397, Saint-Petersburg, Beringa st., 38, Russia

E-mail: demosfen.spb@gmail.com

The location of the equatorial boundaries of the auroral oval under different magnetospheric conditions contains information about the forming plasma structures, the depth of their penetration into the inner magnetosphere, the motion of the inner boundary of the plasma layer, etc. The development of methods and algorithms for determining the position of the visible equatorial boundary of the auroral oval is an important part of research related to the development of models of the chemical composition of the ionosphere, models of auroral particle precipitation, and assessment of the accuracy of these models. Research of aurora borealis (forecast, intensity, position) also plays an important role for the development of the tourist segment in the Arctic and information resources of space weather monitoring and forecasting services.

Keywords: auroral precipitations, auroral precipitation model, auroral oval boundaries, free product, highlatitude ionosphere, all-sky cameras.

DOI: 10.26117/2079-6641-2021-37-4-171-182

Original article submitted: 23.10.2021

Revision submitted: 26.11.2021

For citation. Nikolaev A.V., Dolgachyova S. A., Chernyaeva S. A. On the accuracy of aurora visible boundaries in the OVATION Prime (PC) model. Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2021, 37: 4, 171-182. DOI: 10.26117/2079-6641-2021-37-4-171-182

Competing interests. The authors declare that there are no conflicts of interest regarding authorship and publication.

Contribution and Responsibility. All authors contributed to this article. Authors are solely responsible for providing the final version of the article in print. The final version of the manuscript was approved by all authors.

The content is published under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)

© Nikolaev A.V., Dolgachyova S. A., Chernyaeva S. A., 2021

Funding. The work was carried out as part of the research work of Roshydromet on topic 6.1 «Development and modernization of technologies for monitoring the geophysical situation over the territory of the Russian Federation and the Arctic».

Список литературы/References

  1. Angelopoulos V. The THEMIS Mission // Space Sci Rev, 2008. vol. 141, 5.
  2. Nikolaev A. V. On the Need to Reparametrize the OVATION Prime (2010) Auroral Precipitation Model // Russ. Meteorol. Hydrol., 2021. vol. 46, pp. 194–199.
  3. Ovodenko, V. B. et al. Spatial and temporal evolution of different-scale ionospheric irregularities in Central and East Siberia during the 27–28 May 2017 geomagnetic storm // Space Weather, 2020. vol. 18, e2019SW002378.
  4. Newell, P. T., T. Sotirelis, and S. Wing Seasonal variations in diffuse, monoenergetic, and broadband aurora // J. Geophys. Res., 2010. vol. 115, A03216.
  5. Troshichev O. A. Polar cap magnetic activity (PC index) and space weather monitoring: Editions Universitaires Europeennes, 2017. 140 pp. ISBN 978-3-8381-8012-0.
  6. Brittnacher, et al.Auroral observations by the Polar Ultraviolet Imager UVI //Advances in Space Research, 1997. vol. 20, pp. 1037–1042.
  7. Mende, S. B., et al. The THEMIS Array of Ground-based Observatories for the Study of Auroral Substorms // Space Sci Rev, 2008. vol. 141, 357.
  8. Гуров А. А., Порфирьева Н. Н. Обработка изображений на ЭВМ методами линейной фильтрации // Труды ГОИ им. C. И. Вавилова, 1982. Т. 185, С. 33–50. [Gurov A. A., Porfir’eva N. N. Obrabotka izobrazheniy na EVM metodami lineynoy fil’tratsii // Trudy GOI im. C. I. Vavilova, 1982. vol. 185, pp. 33–50 (In Russian)].
  9. Mende, S. B., et al. Substorm triggering by poleward boundary intensification and related equatorward propagation // J. Geophys. Res., 2011. vol. 116, A00I31.
  10. Hunten, D. M.; Roach, F. E.; Chamberlain, J. W.A photometric unit for the airglow and aurora // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics, 1956. vol. 18, pp. 345-346.
  11. Machol, J. L., et al. Evaluation of OVATION Prime as a forecast model for visible aurorae // Space Weather, 2012. vol. 10, S03005.

Николаев Александр Валерьевич – кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией ионосферных исследований, Федеральное государственное бюджетное учреждение Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ФГБУ «ААНИИ»), г. Санкт-Петербург, Россия, ORCID: 0000-0001-5558-9615.

Nikolaev Aleksandr Valer’evich – Ph.D. (Phys. & Math.), Head of ionospheric research laboratory Arctic and antarctic research institute, Saint-Petersburg, Russia, ORCID: 0000-0001-5558-9615.


Долгачева Светлана Александровна – младший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ФГБУ «ААНИИ»), г. Санкт-Петербург, Россия, ORCID: 0000-0003-3661-4197.

Dolgacheva Svetlana Aleksandrovna – Junior researcher Arctic and antarctic research institute, Saint-Petersburg, Russia, ORCID: 0000-0003-3661-4197.


Черняева Софья Александровна – ведущий инженер-геофизик Федеральное государственное бюджетное учреждение Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ФГБУ «ААНИИ»), г. Санкт-Петербург, Россия, ORCID: 0000-0002-6637-8204.

Chernyaeva Sonya Aleksandrovna – Leading engineer geophysicist Arctic and antarctic research institute, Saint-Petersburg, Russia, ORCID: 0000-0002-6637-8204.