EXTREME MAGNETIC STORM OF MAY 10–19, 2024: COUPLING BETWEEN NEUTRAL AND CHARGED COMPONENTS OF THE UPPER ATMOSPHERE AND THE EFFECT ON RADIO SYSTEMS

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Active exploration of space for communication, navigation, and Earth remote sensing in recent decades has drawn increased attention to the study of the Sun’s impact on the Earth and requires creating effective models for space weather forecast. Magnetic storms that produce disturbances in the ionosphere and atmosphere are the strongest manifestation of space weather. Among such events is the magnetic storm that started on May 10, 2024, during which the auroral oval reached 19° N. Over the past 20 years since the last magnetic storm of similar intensity was observed, new scientific facilities have been put into operation as part of the National Heliogeophysical Complex of the Russian Academy of Sciences. A huge decrease in the electron density (by a factor of five relative to the background level) and record-breaking airglow of the upper atmosphere (the atomic oxygen red line airglow exceeded 25 kR) compared to the strongest storms in solar cycle 23 were recorded. The combined optical and radio-physical measurements in Eastern Siberia, supported by data from global networks, demonstrated the correlation between the temperature increase in the upper atmosphere and a strong decrease in the ionospheric electron density at mid-latitudes due to increased recombination during the storm. Combined measurements from ionosonde and high-frequency radar networks have shown a significant deterioration in the conditions of radio wave propagation. The complementarity of the currently deployed scientific instruments opens up new opportunities for monitoring the state of the near-Earth space, as well as for studying and modeling dynamic processes during such extreme phenomena with unprecedented detail.

Sobre autores

Y. Yasyukevich

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: yasukevich@iszf.irk.ru
Irkutsk, Russia

R. Vasiliev

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

A. Rubtsov

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

S. Alsatkin

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

M. Artamonov

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

A. Beletsky

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

A. Belinskaya

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Novosibirsk, Russia

O. Berngardt

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

A. Vesnin

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

D. Ganitsky

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

Y. Egorov

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

G. Zherebtsov

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

N. Zolotukhina

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

V. Ivanova

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

V. Ivonin

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

E. Isaeva

Irkutsk state university

Irkutsk, Russia

A. Kim

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

M. Kravtsova

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

V. Kurkin

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

D. Kushnarev

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

V. Lebedev

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

R. Marchuk

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

A. Medvedev

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

A. Mikhalev

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

A. Oinats

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

S. Olemskoy

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

A. Podlesny

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

S. Podlesny

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

S. Ponomarchuk

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

K. Ratovsky

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

V. Sdobnov

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

A. Setov

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

T. Syrenova

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

V. Tashlykov

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

I. Tkachev

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

V. Fainshtein

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

M. Cedric

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

S. Yazev

Institute of solar-terrestrial physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Irkutsk state university

Irkutsk, Russia; Irkutsk, Russia

Bibliografia

  1. Pilipenko V. Space weather impact on ground-based technological systems // Sol.-Terr. Phys. 2021. V. 7. № 3. P. 68–104. https://doi.org/10.12737/stp-73202106
  2. Meng X., Tsurutani B.T., Mannucci A.J. The Solar and Interplanetary Causes of Superstorms (Minimum Dst ≤ −250 nT) During the Space Age // J. Geophys. Res. Space Phys. 2019. V. 124. № 6. P. 3926–3948. https://doi.org/10.1029/2018JA026425.
  3. Wang C., Xu J., Liu L. et al. Contribution of the Chinese Meridian Project to space environment research: Highlights and perspectives // Sci. China Earth Sci. 2023. V. 66. № 7. P. 1423–1438. https://doi.org/10.1007/s11430-022-1043-3
  4. Zherebtsov G. Complex of heliogeophysical instruments of new generation // Sol.-Terr. Phys. 2020. V. 6. № 2. P. 3–13. https://doi.org/10.12737/stp-62202001
  5. Gonzalez W.D., Joselyn J.A., Kamide Y. et al. What is a geomagnetic storm? // J. Geophys. Res. Space Phys. 1994. V. 99. № A4. P. 5771–5792. https://doi.org/10.1029/93JA02867
  6. Pi X., Mannucci A.J., Lindqwister U.J., Ho C.M. Monitoring of global ionospheric irregularities using the Worldwide GPS Network // Geophys. Res. Lett. 1997. V. 24. № 18. P. 2283–2286. https://doi.org/10.1029/97GL02273
  7. Jia H., Yang Z., Li B. ROTI-based statistical regression models for GNSS precise point positioning errors associated with ionospheric plasma irregularities // GPS Solut. 2024. V. 28. № 3. P. 105. https://doi.org/10.1007/s10291-024-01648-0
  8. Reinisch B.W., Galkin I.A. Global Ionospheric Radio Observatory (GIRO) // Earth Planets Space. 2011. V. 63. № 4. P. 377–381. https://doi.org/10.5047/eps.2011.03.001
  9. Vasilyev R., Artamonov M., Beletsky A. et al. Scientific goals of optical instruments of the National Heliogeophysical Complex // Sol.-Terr. Phys. 2020. V. 6. № 2. P. 84–97. https://doi.org/10.12737/stp-62202008
  10. Vasilyev R., Artamonov M., Beletsky A. et al. Registering upper atmosphere parameters in East Siberia with Fabry–Perot Interferometer KEO Scientific “Arinae” // Sol.-Terr. Phys. 2017. V. 3. № 3. P. 61–75. https://doi.org/10.12737/stp-33201707
  11. Ratovsky K.G., Medvedev A.V., Tolstikov M.V., Kushnarev D.S. Case studies of height structure of TID propagation characteristics using cross-correlation analysis of incoherent scatter radar and DPS-4 ionosonde data // Adv. Space Res. 2008. V. 41. № 9. P. 1454–1458. https://doi.org/10.1016/j.asr.2007.03.008
  12. Themens D.R., Elvidge S., McCaffrey A. et al. The High Latitude Ionospheric Response to the Major May 2024 Geomagnetic Storm: A Synoptic View // Geophys. Res. Lett. 2024. V. 51. № 19. e2024GL111677. https://doi.org/10.1029/2024GL111677
  13. Bilitza D., Pezzopane M., Truhlik V. et al. The International Reference Ionosphere Model: A Review and Description of an Ionospheric Benchmark // Rev. Geophys. 2022. V. 60. № 4. P. 1–11. https://doi.org/10.1029/2022RG000792
  14. Evans J.S., Correira J., Lumpe J.D. et al. GOLD Observations of the Thermospheric Response to the 10–12 May 2024 Gannon Superstorm // Geophys. Res. Lett. 2024. V. 51. № 16. e2024GL110506. https://doi.org/10.1029/2024GL110506
  15. Zherebtsov G.A., Tashchilin A.V., Perevalova N.P., Ratovsky K.G., Medvedeva I.V. Modeling the Influence of Changes in the Parameters of a Neutral Atmosphere on the Ionospheric Electron Density // Dokl. Earth Sci. 2024. V. 517. № 2. P. 1371–1376. https://doi.org/10.1134/S1028334X2460227X
  16. Подлесный А.В., Брынько И.Г., Березовский В.А., Киселёв А.М., Петухов Е.В. Многофункциональный ЛЧМ-ионозонд для мониторинга ионосферы // Гелиогеофизические Исследования. 2013. № 4. C. 24–31.
  17. Berngardt O., Kurkin V., Kushnarev D. et al. ISTP SB RAS decameter radars // Sol.-Terr. Phys. 2020. V. 6. № 2. P. 63–73. https://doi.org/10.12737/stp-62202006
  18. Bland E.C., Heino E., Kosch M.J., Partamies N. SuperDARN Radar-Derived HF Radio Attenuation During the September 2017 Solar Proton Events // Space Weather. 2018. V. 16. № 10. P. 1455–1469. https://doi.org/10.1029/2018SW001916
  19. Ratovsky K.G., Klimenko M.V., Vesnin A.M., Belyuchenko K.V., Yasyukevich Y.V. Comparative Analysis of Geomagnetic Events Identified According to Different Indices // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2024. V. 88. № 3. P. 296–302. https://doi.org/10.1134/S1062873823705433
  20. Mikhalev A.V., Beletsky A.B., Kostyleva N.V., Chernigovskaya M.A. Midlatitude auroras in the south of Eastern Siberia during strong geomagnetic storms on October 29-31, 2003 and November 20-21, 2003 // Cosm. Res. 2004. V. 42. № 6. P. 591–596. https://doi.org/10.1007/s10604-005-0006-8

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».