Physics of auroral phenomena : proceedings of the 37th Annual seminar, Apatity, 25 - 28 February, 2014 / [ed. board: A. G. Yahnin, N. V. Semenova]. - Апатиты : Изд-во Кольского научного центра РАН, 2014. - 125 с. : ил., табл.

ПРИМЕНЕНИЕ ДИСКРЕТНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОМАГНИТНЫХ ПУЛЬСАЦИЙ Н.Р. Зелинский1, Н.Г. Клейменова1, С.М. Агаян2, JI.M. Лабунцова2 'Институт физики Земли РАН (ИФЗ РАН), г. Москва, e-mail: hello_nikita@mail. ru 2Геофизический центр РАН (ГЦ РАН), г. Москва Аннотация. Ввиду огромного объема хранящихся геомагнитных данных и тенденции к росту скорости увеличения этих данных, остро стоит задача их одновременной обработки. В этой работе представлено применение нескольких методов Дискретного Математического Анализа (ДМА) для исследования характеристик различных типов геомагнитных пульсаций. На первом этапе с помощью "гравитационного сглаживания" ликвидируются пропуски в данных, затем данные фильтруются фильтром Баттерворта 6-го порядка в выделенных частотных диапазонах, соответствующих различным типам пульсаций. В глобальном масштабе широт (от полярных до экваториальных) исследовались характеристики трех типов геомагнитных пульсаций: дневные длиннопериодные пульсации Рс5 (f=2-5 мГц), ночные нерегулярные пульсации Pi2 (f=8-20 мГц), и дневные короткопериодные пульсации РсЗ (f=20-50 мГц). Затем вычислялись собственные значения матрицы ковариации компонент геомагнитных данных в скользящем окне. Для корреляции одновременных геомагнитных пульсаций на различных широтах вычислялась обобщенная дисперсия собственных значений матрицы ковариации. Введение Пульсации геомагнитного поля имеют большое значение для изучения процессов в магнитной оболочке Земли, как сейсмические волны для изучения строения земной коры. Возбуждение геомагнитных пульсаций сопровождает многие геофизические явления, такие, как магнитные бури и суббури, полярные сияния, взрывы, ураганы, землетрясения. В настоящее время на земной поверхности имеется более 300 станций, где производится цифровая регистрация переменного магнитного поля Земли с дискретизацией 1 мин, что позволяет исследовать геомагнитные пульсации с периодами несколько минут, т.е. типа Рс5 и Pi3 (Т~150— 600 с, f~ 1.5-7.0 мГц). Быстрые вариации геомагнитного поля, т.е. геомагнитные пульсации, разделяются на два основных класса - устойчивые (pulsations continuous - Рс), наблюдающиеся днем, и импульсные, иррегулярные (pulsations irregular - Pi), наблюдающиеся ночью. Одной из первых работ в области изучения геомагнитных пульсаций явилась работа [В.А. Троицкая, 1953], заложившей основы этого направления исследований. Основные морфологические характеристики геомагнитных пульсаций были установлены в 60-70-х годах прошлого столетия на основании анализа аналоговой регистрации на бумажных самописцах [например, обзоры Троицкая и Гулъельми, 1969; Пудовкин и др., 1976; Filipenko, 1990; Клейменова, 2007]. Геомагнитные пульсации являются не только важной компонентой магнитного поля Земли, но и широко используются как для изучения физических процессов в плазменной оболочке Земли - магнитосфере, так и при проведении магнитотеллурических зондирований земной коры. Для изучения геомагнитных пульсаций важно выделить те участки магнитограмм, на которых эти пульсации проявляются. Однако, в связи с тем, что объем доступных цифровых данных геомагнитных наблюдений ежегодно резко возрастает, на первом этапе изучения пульсаций встает задача "quick look" - выделения интересующих случаев (дат) на массиве данных. Целью данной работы является разработка и опробование на различных типах геомагнитных пульсаций алгоритма, основанного на принципах ДМА - концепции анализа геофизической информации на базе нечеткой логики, созданного коллективом ученых ГЦ РАН под руководством академика АД . Гвишиани [.Гвишиани и др. 2008, 2010], решающего эту задачу. Другими словами, алгоритм должен позволять выделить отдельные волновые пакеты пульсаций и при необходимости затем их кластеризовать. Наблюдения В этой работе более подробно рассмотрены два типа пульсаций: • Рс5 (f=2-5 мГц). В анализе использованы 1-минутные данные базы спутниковой информации OMNI (Вх, By, Bz, Vx, Pd), данные скандинавского профиля станций IMAGE (станции HOR, LYR, SOR, BJN, SOD, KEV,) с шагом дискретизации 10 с., 1-минутные данные среднеширотных и экваториальных станций (LVV, BOX и ААЕ, МВО, PHU, РРТ соответственно) сети ИНТЕРМАГНЕТ. Для детального “Physics o f Auroral Phenomena ”, Proc. XXXVII Annual Seminar, Apatity, pp. 67-70, 2014 © Kola Science Centre, Russian Academy of Science, 2014 Polar Geophysical Institute 67