Важнейшие научные результаты Института космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН - Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр

1. Оценка состава космических лучей сверхвысоких энергий методом мюонной корреляции по данным Якутской установки ШАЛ

Авторы: Глушков А.В. (ИКФИА СО РАН, glushkov@ikfia.ysn.ru, 84112390456), Ксенофонтов Л.Т. (ИКФИА СО РАН, ksenofon@ikfia.ysn.ru, 84112390468,), Лебедев К.Г. (ИКФИА СО РАН, 84112390447, LebedevKG@ikfia.ysn.ru), Сабуров А.В. (+77760021376, vs.tema@gmail.com).

Предложен новый метод оценки массового состава космических лучей в отдельно взятых событиях с энергией выше 1.25×10¹⁹ эВ. Этот метод основан на совместном анализе экспериментально измеренных и вычисленных по модели QGSjet-II.04 данных мюонов в ливнях с зенитными углами меньше 60 градусов (рисунок 1а). Были использованы многолетние данные наблюдений наземными и подземными сцинтилляционными детекторами Якутской установки ШАЛ. Обнаружены отдельные группы ядер и других первичных частиц (рисунок 1б).

Рисунок 1. а) Корреляции плотностей откликов мюонных детекторов в 127 ливнях с log₁₀E ≥ 19.1 эВ и θ ≤ 60^◦ , измеренных экспериментально и вычисленных по модели QGSjet-II.04 для первичных протонов (сплошная линия), ядер железа (штриховая линия) и ШАЛ с аномально высоким содержанием мюонов (точечная линия). б) Отклонения индивидуальных пар мюонных плотностей от корреляционных линий

Публикация: Glushkov A.V., Ksenofontov L.T., Lebedev K.G., Saburov A.V. Estimation of the Composition of Ultra-High Energy Cosmic Rays Using the Muon Correlation Method Based on Yakutsk EAS Array Data // JETP Letters. 2024. V. 120. Pp. 396-403. DOI: 10.1134/S002136402460188X.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, тема № FWRS-2021-0011.

Направление ПФНИ 2021-2030 гг.: 1.3.3.4. Физика космических лучей.

2. Мезосферный бор в серебристых облаках

Авторы: Николашкин С.В. (ИКФИА СО РАН, nikolashkin@ikfia.ysn.ru, 84112390467), Колтовской И.И. (ИКФИА СО РАН, koltik@ikfia.ysn.ru, 84112390476), Аммосова А.М. (ИКФИА СО РАН, ammosovaam@mail.ru, +79841163125).

По результатам фотографических наблюдений впервые обнаружено проявление мезосферного бора в серебристых облаках, представляющей собой выделяющуюся одиночную волну, распространяющуюся вдоль образовавшегося мезосферного инверсионного слоя в результате усиления атмосферных гравитационных волн (рисунок 2). Пространственное расположение бора совпадает с положением хребта Черского и указывает на его формирование в результате воздействия на верхнюю атмосферу горизонтального вихревого возмущения от натекающего на горы потока ветра, которое может воздействовать на тепловой режим и состав на всех уровнях атмосферы. Высота бора, измеренная триангуляционным способом по синхронным фотосъемкам из двух пунктов (г. Якутск, с. Октемцы, базис 45 км), составила 79 км.

Рисунок 2. Кадры синхронной регистрации мезосферного бора от 28.07.2002 г. в пунктах: г. Якутск и с. Октемцы, расположенных на расстоянии 45 км друг от друга в направлении с севера на юг (север в центре кадра)

Публикация: Nikolashkin S.V., Koltovskoi I.I., Ammosova A.M. Features of the Wave Structure of the Mesosphere from Observations of Noctilucent Clouds // Atmospheric and Oceanic Optics. 2024. Vol. 37. No. 4. Рр. 502–507. DOI: 10.1134/S1024856024700672.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, тема № FWRS-2021-0010.

Направление ПФНИ 2021-2030 гг.: 1.5.9.1. Состав, структура и динамика атмосферы (включая ионосферу и магнитосферу); изучение атмосферных процессов и явлений, в том числе экстремальных.

3. Связь антициклонической активности с быстрым ростом площади лесных пожаров в Восточной Сибири

Авторы: Томшин О.А. (ИКФИА СО РАН, otomshin@ikfia.ysn.ru, 84112390482), Соловьев В.С. (ИКФИА СО РАН, solovyev@ikfia.ysn.ru, 84112390480).

По данным многолетних спутниковых наблюдений (2001–2022 гг.) и данным реанализа ERA5 проведён анализ пространственно-временных вариаций параметров атмосферы во время событий быстрого роста площади лесных пожаров (БРП) в Западной Сибири (ЗС), Восточной Сибири (ВС) и Дальнем Востоке (ДВ). Показано, что наиболее сильная связь БРП с характерными метеорологическими условиями – положительные аномалии давления на геопотенциальной высоте 500 гПа (h), положительные аномалии температуры приземного воздуха (Т), отрицательные аномалии количества осадков (осад.), отрицательные аномалии облачности (обл.), повышение индекса пожароопасности (пож. инд.) – наблюдается в Восточной Сибири. Картина динамики атмосферных параметров соответствует антициклонической циркуляции. Установлено, что атмосферные параметры начинают нарастать/снижаться относительно среднемноголетних значений за 4-8 дней до начала событий, достигают максимума/минимума в день события и постепенно возвращаются к среднемноголетним значениям. Это обстоятельство может быть использовано при краткосрочном прогнозировании возникновения событий БРП.

Рисунок 3. Временные вариации метеопараметров над БРП относительно дня события («нулевой» день): а) – высоты геопотенциали 500 гПа, м; б) – облачного покрова; в) – приземной температуры °C; г) – количества осадков, мм; д) – индекса пожароопасности. е) – излучательная мощность очага пожара (МВт). Синие кривые – З. Сибирь, красные – В. Сибирь, зелёные – Д. Восток; затенённые области указывают 95% t-теста Стьюдента.

Публикация: Tomshin O., Solovyev V. Synoptic weather patterns during fire spread events in Siberia // Science of The Total Environment. 2024. Vol. 921. P. 171205. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.171205.