Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки最新文献

{"title":"Solution of the Inverse Problem of Identifying the Order of the Fractional Derivative in a Mathematical Model of the Dynamics of Solar Activitythe at Rising Phase","authors":"Д.А. Твёрдый, Р.И. Паровик","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-36-51","DOIUrl":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-36-51","url":null,"abstract":"В статье проводится уточнение математической модели динамики солнечной активности методом решения обратной задачи. В качестве дополнительной информации используются экспериментальные данные по наблюдению за значениями числа Вольфа. Этот параметр солнечной активности отражает число пятен на поверхности солнца, и считается индикатором его активности. Данный процесс характеризуется наблюдаемой цикличностью, периодами роста и спада. Проводится анализ и обработка исходных данных, с целью выделения из временных рядов участков соответствующих росту солнечной активности. Для описания данного динамического процесса используется ранее предложенная математическая модель описания 23 и 24 циклов. Модель представляет собой задачу Коши для дробного аналога нелинейного уравнения Риккати, где производная первого порядка замещается оператором дробного дифференцирования Герасимова-Капуто с порядком от 0 до 1. Порядок дробной производной связывается с интенсивностью течения процесса. Данное модельное уравнение решается численно с помощью нелокальной неявной конечно-разностной схемы. Для уточнения значений порядка дробной производной была решена задача одномерной оптимизации с помощью итерационного метода Левенберга-Марквардта второго порядка, на основе обработанный экспериментальных данных. Показано, что можно уточнить порядок дробной производной в модели солнечной активности за счет решения соответствующей обратной задачи, а полученные результаты лучше согласуются с данными.\u0000 The article refines the mathematical model of solar activity dynamics by solving the inverse problem. Experimental data on the observation of Wolf number values are used as additional information. This parameter of solar activity reflects the number of spots on the surface of the sun, and is considered an indicator of its activity. This process is characterized by observable cyclicality, periods of growth and decline. The analysis and processing of the initial data is carried out in order to isolate from the time series areas corresponding to an increase in solar activity. To describe this dynamic process, a previously proposed mathematical model for describing cycles 23 and 24 is used. The model is a Cauchy problem for a fractional analogue of the nonlinear Riccati equation, where the first-order derivative is replaced by the Gerasimov-Caputo fractional differentiation operator with an order from 0 to 1. The order of the fractional derivative is associated with the intensity of the process. This model equation is solved numerically using a nonlocal implicit finite-difference scheme. To clarify the values of the order of the fractional derivative, the one-dimensional optimization problem was solved using the second-order Levenberg-Marquardt iterative method, based on processed experimental data. It is shown that it is possible to refine the order of the fractional derivative in the solar activity model by solving the corresponding inverse problem, and the results obtained are in better agreeme","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"26 3","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138967687","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Seismicity of the Anatolian Plate (Turkey) and Earthquakes of February 6, 2023","authors":"Н.А. Сычева","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-122-146","DOIUrl":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-122-146","url":null,"abstract":"Выполнен анализ сейсмичности Анатолийской плиты (Турция) на основе каталога землетрясений (375951 событие за 1900-2023 гг.) в связи с землетрясениями 6 февраля 2023 года. Построен график повторяемости землетрясений и распределение Гутенберга- Рихтера и определена представительная часть каталога землетрясений. Представительная выборка включает события с M≥2.5. Определены некоторые статистические характеристики каталога. Сейсмические события имеют глубину 0-170 км. Основная часть событий происходит на глубине 0-40 км. Глубокофокусные события характерны для крайней западной и прибрежной юго-западной части Турции. Построены зависимости количества землетрясений от времени для западной (до 35∘ в.д.) и восточной (после 35∘ в.д.) части Турции для периода 1900-2022 гг. Отмечена активизация сейсмичности в восточной части Турции с конца 90-х годов. Построены карты распределения количества событий в год до (1900-2022 гг.) и после землетрясения 6 февраля 2023 года (январь-июль 2023 года). Наблюдается активный афтершоковый процесс и активизация сейсмичности по всей Восточно-Анатолийской зоне разломов. Рассчитано значение параметра Тсаллиса для всего каталога (q=1.52). Построены карты распределения параметра Тсаллиса до (данные 1900-2022 гг.) и после землетрясения (данные январь-июль 2023 г.). До февраля 2023 года в зоне будущих землетрясений параметр Тсаллиса q=1.44, после землетрясения 6 февраля q=1.596. Повышение параметра Тсаллиса свидетельствует об активной разрядке напряжений в этой зоне. В качестве характеристики выделившейся энергии после землетрясения 6 февраля 2023 года использована интенсивность сейсмотектонических деформаций (СТД) и построена карта интенсивности СТД. В очаговой области интенсивность СТД составляет 10^(−5) год^(−1).\u0000 An analysis of the seismicity of the Anatolian plate (Turkey) was performed based on the earthquake catalog (375951 events for 1900-2023) in connection with the earthquakes of February 6, 2023. A graph of earthquake recurrence and Gutenberg-Richter distribution were constructed and a representative part of the earthquake catalog was determined. The representative sample includes events with M≥2.5. Some statistical characteristics of the catalog have been determined. Seismic events have a depth of 0-170 km. The main part of the events occurs at a depth of 0-40 km. Deep-focus events are characteristic of extreme western and coastal southwestern Turkey. The dependence of the number of earthquakes on time was plotted for the western (up to 35∘ E) and eastern (after 35∘E) parts of Turkey for the period 1900-2022. An increase in seismicity has been noted in the eastern part of Turkey since at the end of the 90s. Maps of the distribution of the number of events per year were constructed before (1900-2022) and after the earthquake on February 6, 2023 (January-July 2023). An active aftershock process and increased seismicity are observed throughout the East Anatolian fault zone. The value of the Tsallis parameter was calculated f","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"55 9","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138995655","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Studies of Focal Mechanisms and Seismotectonic Deformations of the Anatolian Plate (Turkiye)","authors":"Н.А. Сычева","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-147-165","DOIUrl":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-147-165","url":null,"abstract":"В работе исследованы фокальные механизмы и сейсмотектонические деформации земной коры Турции, тектоника которой обусловлена относительными движениями Африканской, Эгейской, Аравийской, Анатолийской, Черноморской и Евразийской плит. Данные о фокальных механизмах собраны из различных источников и содержат информацию о 847 землетрясениях, произошедших с 1976 по 2023 гг. Для исследуемой территории характерно разнообразие механизмо очагов. Рассмотрены некоторые характеристики фокальных механизмов для трех выборок: все события, западная и восточная часть Турции. Расчет СТД выполнен на основе подходов, предложенных в работах Ю.В. Ризниченко и С.Л. Юнга. Исследования направленности СТД основаны на данных о фокальных механизмах очагов 847 землетрясений. Землетрясения на территории Турции происходят до глубин 170 км. Основная часть землетрясений происходит до глубин 40 км. Для двух диапазонов глубин – 0-40 км и глубже 40 км построены карты СТД и распределение коэффициента Лоде – Надаи. По картам СТД определено изменение направления осей укорочения, которое меняется от субмеридианального на востоке до субширотного на западе Турции, и отмечено разнообразия деформационных обстановок на территории исследования. Большей частью на территории Турции преобладает режим горизонтального сдвига (восточная и центральная часть). Режим растяжения проявляется в юго-западной части. Для западной части Турции и южной части Восточно-Анатолийской зоны разломов характерен режим транстенсии. Область расположения оз. Ван характеризуется режимом транспрессии. По данным распределения коэффициента Лоде-Надаи значительная часть территории характеризуется деформацией простого сдвига, западная часть Турции испытывает деформацию с преобладанием простого растяжения, в окрестности озера Ван – деформация с преобладанием простого сжатия.\u0000 The work investigated the focal mechanisms and seismotectonic deformations of the Turkish crust, the tectonics of which is determined by the relative movements of the African, Aegean, Arabian, Anatolian, Black Sea and Eurasian plates. Data on focal mechanisms are collected from various sources and contain information on 847 earthquakes that occurred from 1976 to 2023. The study area is characterized by a variety of focal mechanisms. Some characteristics of focal mechanisms for three samples are considered: all events, western and eastern parts of Turkey. The calculation of the STD was carried out on the basis of the approaches proposed in the works of Yu.V. Riznichenko and S.L. Yunga. Studies of the direction of STD are based on data on the focal mechanisms of the 847 earthquakes. Earthquakes in Turkey occur to depths of 170 km. The majority of earthquakes occur to depths of 40 km. For two depth ranges – 0-40 km and deeper than 40 km, STD maps and the distribution of the Lode–Nadai coefficient were constructed. Using STD maps, the change in the direction of the shortening axes was determined, which varies from submeridian in the east to sublatitudinal in t","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"33 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138967873","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Local Variations of the Total Electron Content (TEC) of the Ionosphere as Measured in the North Caucasus Mountains","authors":"Н.С. Хаердинов, А.Н. Куреня, А.С. Лидванский, Владимир Петков, М.Н. Хаердинов","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-166-189","DOIUrl":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-166-189","url":null,"abstract":"Состояние ионосферы является важным параметром характеризующим динамику Солнечно – Земных связей. Полное электронное содержание ионосферы (ПЭС) является одним из основных параметров её диагностики. Он измеряется по задержке радиосигналов со спутников системы ГНСС на пути до приёмников. Солнечное влияние на ионосферу имеет глобальный характер. Влияние Земли, в силу сложного рельефа поверхности и погодных условий (например грозы), во многом имеет локальную составляющую, меняющуюся во времени и в пространстве. При изучении такого рода возмущений из полного спектра вариаций ПЭС нужно, корректным способом, исключать глобальные, то есть, приходится изучать отличие местных задержек радиосигналов от расчётных глобальных. Это возможно делать в режиме «on — line», используя спутниковые часы. В работе описывается метод измерения локальных вариаций ПЭС в зоне установки «Ковёр» БНО ИЯИ РАН (43.3N, 42.7E) используя стандартные 6-и канальные спутниковые одночастотные часы GPS170PCI. На материале информации с 29.07.2019 по 06.09.2019 производится статистическая оценка коэффициентов связи измеряемого времени исполнения команды, для получения точного времени от часов GPS170PCI, с вариациями ПЭС, определёнными по глобальным картам ионосферы. Выводы сравниваются с результатом калибровки при эффекте от магнитной бури. Отмечается наличие значительных вариаций, коррелирующих с мюонной интенсивностью, регистрируемой на уровне земли. В событии 02.09.2019 имело место троекратное локальное возрастание ПЭС ( 15 мин), начало которого совпало с подземным электрическим разрядом. Форма возмущения ПЭС коррелирует с вариацией электрического тока, протекавшего в реке, рядом с установкой. Анализируются причинно– следственные связи обнаруженных эффектов.\u0000 The state of the Earth’s ionosphere is an important factor characterizing dynamics of the solarterrestrial relations. The total electron content (TEC) of the ionosphere is one of the basic parameters for its diagnostics. It can be measured using the delays of radio signals from satellites of a GNSS on their ways to receivers. The solar influence on the ionosphere is of a global character. As for the Earth, its contribution, due to complex topography and weather conditions (for example, thunderstorms) can have local components, variable in time and space. When studying such disturbances, one should correctly exclude from the full spectrum of TEC variations the global part, i.e., we have to investigate the difference between local delays of radio signals and predicted global delays. It is possible to do this on-line with the use of satellite clocks. We describe a method of measuring the local variations of the total electron content (TEC) in the region of the Carpet air shower array of the Baksan Neutrino Observatory (43.3°N, 42.7°E). The standard 6-channel one-frequency satellite clock GPS170PCI is used. The period from 29.07.2019 to 06.09.2019 is analyzed to make statistical estimates of the coupling coefficients between command ex","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"59 45","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138968057","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Qualitative Analysis of Selkov’s Fractional Dynamical System with Variable Memory Using a Modified Test 0-1 Algorithm","authors":"Р.И. Паровик","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-9-23","DOIUrl":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-9-23","url":null,"abstract":"В работе исследуется хаотические и регулярные режимы дробной динамической системы Селькова с переменной памятью. Сначала проводится численный анализ с помощью метода Адамса-Башфорта-Мултона. Далее над полученным решением проводится предварительная обработка (модификация), которая заключается в отборе из данных значений, соответствующих локальным экстремумам. Далее прореженный таким образом набор значений поступает на вход алгоритма Тест 0-1. Основная идея алгоритма Тест 0-1 заключается в вычислении статистических характеристик дискретного временного ряда: стандартного среднеквадратического отклонения, а также его асимптотической скорости роста через корреляцию (ковариацию и вариацию) между соответствующими векторами. В итоге после многократного вычисления коэффициента корреляции выбирается ее медианное значение, которое является основным критерием выбора сценария динамического режима. Если медианное значение достаточно близко к единице, то мы имеем дело с хаотическим режимом, а если к нулю, то с регулярным режимом. Численный алгоритм Адамса-Башфорта-Мултона и модифицированный алгоритм Тест 0-1 были реализованы в системе компьютерной математики MATLAB, а также была проведена визуализация результатов моделирования с помощью бифуркационных диаграмм. В работе было показано с помощью модифицированного алгоритма Тест 0-1, что дробная динамическая система с переменной памятью может обладать хаотическими режимами. Это очень важно знать в силу того, что дробная динамическая система Селькова описывает автоколебательный режим, который, например, можно использовать для описания взаимодействия микросейсм. В этом случае хаотические режимы необходимо исключить путем выбора соответствующих значений параметров системы.\u0000 The article examines chaotic and regular modes of a fractional dynamic Selkov system with variable memory. First, a numerical analysis is carried out using the Adams-Bashforth-Moulton method. Next, preliminary processing (modification) is carried out on the resulting solution, which consists of selecting from the given values the values corresponding to local extrema. Next, the set of values thinned out in this way is fed to the input of the Test 0-1 algorithm. The main idea of the Test 0-1 algorithm is to calculate the statistical characteristics of a discrete time series: the standard standard deviation, as well as its asymptotic growth rate through the correlation (covariance and variation) between the corresponding vectors. As a result, after repeatedly calculating the correlation coefficient, its median value is selected, which is the main criterion for choosing a dynamic mode scenario. If the median value is close enough to one, then we are dealing with a chaotic regime, and if it is close to zero, then with a regular regime. The Adams-Bashforth-Moulton numerical algorithm and the modified Test 0-1 algorithm were implemented in the computer mathematics system MATLAB, and the simulation results were visualized using bifurcation diagrams. In t","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"153 10‐12","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138966892","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Method for Estimation of Near-Surface Sedimentary Rock State Based on the Results of Observations of Geoacoustic Emission Dynamic Characteristics","authors":"Ю.И. Сенкевич, Михаил Андреевич Мищенко","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-109-121","DOIUrl":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-109-121","url":null,"abstract":"В ИКИР ДВО РАН проводится мониторинг состояния приверхностных осадочных пород по результатам обработки и анализа сигнала геоакустической эмиссии (ГАЭ). Рассматривается изменение во времени характеристик сигнала ГАЭ, таких как длительность импульсов и разнообразие их амплитудно-фазовой модуляции в скользящем временном окне различной ширины. Ранее была обнаружена связь между степенью напряженно-деформированного состояния осадочных пород и интенсивностью импульсного потока в сигнале геоакустической эмиссии. На данном этапе проведенных исследований представлена вероятностная модель формирования сигнала ГАЭ, которая позволяет описать изменения состояния приповерхностных осадочных пород на основе динамики распределений амплитуды и длительности геоакустических импульсов. Таким образом, изменение динамических характеристик сигнала ГАЭ можно рассматривать в качестве индикатора активизации деформационных процессов в пункте наблюдений. Представление характеристик сигнала ГАЭ в виде трехмерных изображений статистических распределений амплитуды и длительности импульсов, размещаемых на графике через установленные временные интервалы, позволяет выделять аномальные участки сигнала и проводить их классификацию. Конечной целью проводимых исследований является разработка методов анализа наблюдаемых аномалий характеристик сигнала ГАЭ в интересах обнаружения их связи с вероятностью возникновения землетрясений. В перспективе это позволит осуществлять привязку обнаруживаемых аномалий с определенными сейсмическими событиями, а также отличать их от аномалий, возникающих под воздействием климатических и сезонных факторов.\u0000 The technology of observations of the near-surface sedimentary rock state is developed and realized in IKIR FEB RAS since 2003. It is based on the results of geoacoustic emission signal processing and analysis. The relation between the degree of stress-strain state of sedimentary rocks and pulse flux intensity in geoacoustic emission signal has been discovered before. Continuous measurements of geoacoustic emission pulse flux intensity, pulse form and their distributions are carried out. The final aim of the investigations is the development of methods for analysis of the observed anomalies of geoacoutic emission signal characteristics to detect their relation with the probability of earthquake occurrences. At the current stage of the research, a probabilistic model of GAE signal formation in the near-surface sedimentary rocks at the reception site is presented. The model makes it possible to describe the changes in the nearsurface sedimentary rocks state based on the results of estimations of the changeability of pulse duration distribution pattern and that of their amplitudes taking into account the update of the model for signal formation at the receiving device input. The results of computational experiments with natural signals of geoacoustic emission, confirming the changes made in the model of GAE signal formation. Implementation of the research ","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"145 1‐2","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138966928","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Reconstruction of Regional Distributions of Electron Density in the Ionosphere from Heterogeneous Remote Sensing Data","authors":"И.А. Павлов, А.М. Падохин","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-95-108","DOIUrl":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-95-108","url":null,"abstract":"В работе разработан новый итерационный алгоритм для решения задачи реконструкции региональных, двумерных, высотно-широтных распределений электронной концентрации в ионосфере на основе разнородных данных низкоорбитального спутникового радиопросвечивания на паре когерентных частот VHF/UHF диапазонов и УФ спектрометрии собственного свечения верхней атмосферы на длине волны 135.6 нм. Это дает возможность использовать взаимно дополняющие геометрии зондирования. Каждая итерация алгоритма расщепляется на две, в которых последовательно решаются задачи относительно электронной концентрации (задача радиопросвечивания) и ее квадрата (задача УФ спектрометрии) с диффузионным сглаживанием между шагами. Помимо этого в алгоритме реализована возможность учета поглощения собственного УФ излучения термосферы молекулярным кислородом, что дает возможность включить в рассмотрение низкоперигейные лучи, поглощение на которых играет существенную роль. Разработанный алгоритм протестирован на данных синтетических наблюдений, полученных на основе моделей NRLMSISE00 и NeQuick2, для реальных режимов работы аппаратуры CERTO и SSUSI/SSULI. Показано, что предложенный алгоритм дает лучшее пространственное разрешение по сравнению с традиционным радиотомографическим (РТ) подходом, а также снимает проблему корректного задания начального приближения, характерную для задач РТ ионосферы, за счет присутствия квазигоризонтальных лучей в геометрии зондирования.\u0000 A new iterative algorithm has been developed for solving the problem of reconstructing regional distributions of electron density in the ionosphere based on heterogeneous data from low-orbit satellite radio sounding at a pair of coherent frequencies VHF/UHF and UV spectrometry of the upper atmosphere’s airglow at 135.6 nm. It allows us to use complementary probing geometries. Each iteration of the algorithm is split into two, in which problems concerning the electron concentration and its square are sequentially solved with diffusion smoothing between steps. In addition, the algorithm implements the possibility of taking into account the absorption of the intrinsic UV radiation of the thermosphere by molecular oxygen, which makes it possible to include low perigee rays, the absorption of which plays a significant role, into consideration. The developed algorithm was tested on synthetic observational data obtained on the basis of the NRLMSISE00 and NeQuick2 models for real operation modes of the CERTO and SSUSI/SSULI equipment. It is shown that the proposed algorithm provides better spatial resolution compared to the traditional RT approach, and also removes the problem of correctly specifying the initial approximation, due to the presence of quasi-horizontal rays in the sounding geometry.","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"44 3","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138967027","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Possible Railway Effects in Magnetic Measurements at Geophysical Observatory Novosibirsk","authors":"С.Ю. Хомутов, Александр Алексеевич Ковалев, А.Ю. Гвоздарев, Н.Н. Семаков","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-201-228","DOIUrl":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-201-228","url":null,"abstract":"После перехода Геофизической обсерватории «Новосибирск» (NVS) на цифровые магнитометры в результатах измерений проявились помехи в виде кратковременных скачков и выбросов амплитудой до нескольких нТл, которые ранее не были видны на аналоговой фотозаписи. Основной эффект наблюдается в вертикальной составляющей и в значениях модуля. В качестве возможного источника этих помех рассматривается железная дорога на постоянном токе, проходящая в 10 км к западу от обсерватории. В 2006-2012 гг. были выполнены маршрутные съёмки модуля F по двум профилям различной протяженности, примерно перпендикулярные железной дороге. Показано, что амплитуда помех падает с расстоянием R как 1/R. Сопоставление суточного распределения мощности шума в вертикальной составляющей вариаций поля на обсерватории с расписанием движения поездов (пригородных и пассажирских) также показало, что вероятным источником является железная дорога. Сделан обзор работ последних лет по проблеме влияния железных дорог и метро на результаты магнитных измерений на обсерваториях, при полевых измерениях и МТЗ. В рамках простой модели распределения токов утечки, учитывающей наличие высокоомного фундамента в геоэлектрическом разрезе в районе обсерватории, вычислены магнитные эффекты в вертикальной и горизонтальной составляющих поля. Модель дает только частичное объяснение наблюдаемых зависимостей. Отмечена тенденция снижения в последние годы интенсивности помех.\u0000 After renewing the Geophysical Observatory Novosibirsk (NVS) from analog photorecording to digital magnetometers, noise in the form of spikes and short jumps of records with an amplitude of up to several nT, which were not previously visible, appeared in the measurement results. The main effect was observed in the vertical intensity Z and total field intensity F. A direct current railway running 12 km west of the observatory was considered as a possible source of these disturbances. In 2006-2012, route surveys of F were carried out along two profiles of different lengths, approximately perpendicular to the railway. It has been shown that the noise amplitude decreases linearly with the distance from the source. An attempts were made to identify the noise origin, linking them with the schedule of trains. A review of recent work on the problem of the railways and subways effects on the results of magnetic measurements at observatories, field measurements and magnetotelluric sounding is made. Magnetic effects in the vertical and horizontal components of the field are calculated within the framework of a simple leakage current distribution model that takes into account the presence of a high-resistance foundation in the geoelectric section in the observatory area. The model provides only a partial explanation of the observed effects. There has been a tendency to decrease the intensity of interference in recent years.","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"6 s2","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138968048","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Лидарные исследования термического режима средней атмосферы над Томском в 2022 г.","authors":"V.N. Marichev, D.A. Bochkovsky","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-81-87","DOIUrl":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-81-87","url":null,"abstract":"The paper presents the results of lidar studies of the behavior of the thermal regime of the middle atmosphere over Tomsk in the period for 2022. Note that such studies in the monitoring mode at the Institute of Atmospheric Optics SB RAS began in 1994 and are currently ongoing. Particular attention is paid to studying the manifestation of sudden disturbances in the stratosphere caused by winter stratospheric warming (SW). A description of lidar technology for studying the middle atmosphere and the results obtained on this topic in recent years can be found in works [1–8]. The indicated observation period covers periods of disturbed (SP winters 2021/22 and 2022/23), calm (summer) and transitional (spring, autumn) states of the middle atmosphere. Based on the accumulated experimental material, a number of features of the intra-annual dynamics of the thermal regime of the stratosphere for the region of Western Siberia have been established. Thus, winter stratospheric warming occurs annually from November to March, and for the long period of the year April – November, in the vast majority of cases, the vertical temperature distribution is in good agreement with the CIRA-86 model distribution. As primary information for analyzing the observation results for 2022, a data array of 93 total signals accumulated on individual nights was used. The interval of sounded heights extended from 10 to 70 km, the spatial resolution was 192 m. Reception of lidar signals was carried out in the photopulse counting mode with accumulation of 12×10412×104 launches of laser pulses (accumulation time – about two hours per night). Observations were carried out at night under cloudless sky conditions.\u0000 В работе представлены результаты лидарных исследований поведения термического режима средней атмосферы над Томском в период за 2022 г. Отметим, что такие исследования в мониторинговом режиме в институте оптики атмосферы СО РАН были начаты с 1994 года и продолжаются в настоящее время. Особое внимание уделяется изучению проявления внезапных возмущений в стратосфере, вызываемых зимними стратосферными потеплениями (СП). С описанием лидарной технологии по исследованию средней атмосферы и полученными по данной тематике результатами за последние годы можно ознакомиться в работах [1–8]. Указанный период наблюдений охватывает периоды возмущенного (СП зимы 2021/22 и 2022/23 гг.), спокойного (лето) и переходного (весна, осень) состояния средней атмосферы. На основании накопленного экспериментального материала установлен ряд особенностей внутригодовой динамики термического режима стратосферы для региона Западной Сибири. Так, зимнее стратосферное потепление происходит ежегодно с ноября по март, а для длительного периода года апрель — ноябрь в подавляющем большинстве случаев вертикальное распределение температуры хорошо согласуется с модельным распределением CIRA-86. В качестве первичной информации для анализа результатов наблюдений за 2022 г. использовался массив данных из 93 суммарных сиг","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"57 51","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138995481","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Хаотические режимы в маломодовой модели αΩ-динамо с эредитарным подавлением α-эффекта энергией поля","authors":"О.В. Шереметьева","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-52-66","DOIUrl":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-52-66","url":null,"abstract":"В статье исследуются условия, при которых возможно моделирование хаотического режима магнитного поля в крупномасштабной модели αΩ-динамо в маломодовом приближении. Интенсивность α— и Ω-генераторов регулируется силой Лоренца. Подавление α-эффекта определяется воздействием силы Лоренца через процесс с эредитарными свойствами (конечной «памятью»). Характер воздействия процесса определяется знакопеременным ядром с варьируемыми частотой затухания и коэффициентом затухания. Воздействие крупномасштабного и турбулентного генераторов на магнитогидродинамическую систему заложено в управляющих параметрах — числе Рейнольдса и мере α-эффекта, соответственно. В рамках данной работы решения магнитогидродинамической системы исследованы на устойчивость по Ляпунову в окрестности точки покоя в зависимости от заданных значений входящих параметров. По результатам численного эксперимента определены ограничения характеристики устойчивости и параметров системы, при которых возможно моделирование хаотического режима магнитного поля.\u0000 This article considers the conditions under which it is possible to simulate the chaotic regime of the magnetic field in a large-scale model αΩ-dynamo in a low-mode approximation. The intensity of the α– and Ω-generators is regulated by the Lorentz force. The quenching of the α-effect is determined by the action of the Lorentz force through a process with hereditarity properties (finite «memory»). The nature of the impact of the process is determined by an alternating kernel with variable damping frequency and damping coefficient. The effect of large-scale and turbulent generators on the magnetohydrodynamic system is embedded in the control parameters — the Reynolds number and the measure of the α-effect, respectively. Within the framework of this work, the solutions of the magnetohydrodynamic system are investigated for Lyapunov stability in the vicinity of the rest point, depending on the set values of the input parameters. Based on the results of the numerical experiment, the limitations of the stability characteristic and parameters of the system are determined, under which it is possible to simulate the chaotic regime of the magnetic field.","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"20 10","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138968002","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}