aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2021-67-1-89-99aari-341Research ArticleГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКАGEOLOGY AND GEOPHYSICSКорректировка шкал локальных K-индексов для высокоширотных магнитных станцийLocal K-index scales correction for the high-latitude magnetic stationsФранк-КаменецкийА. В.Frank-KamenetskyA. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

al_frank@aari.ruНиколаеваВ. Д.NikolaevaV. D.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

СтепановН. А.StepanovN. A.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

КалишинА. С.KalishinA. S.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research InstituteRussian Federation2021230320216718999Copyright © Франк-Каменецкий А.В., Николаева В.Д., Степанов Н.А., Калишин А.С., 20212021Франк-Каменецкий А.В., Николаева В.Д., Степанов Н.А., Калишин А.С.Frank-Kamenetsky A.V., Nikolaeva V.D., Stepanov N.A., Kalishin A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/341

Для оценки уровня геомагнитной возмущенности в каждом пункте магнитных наблюдений рассчитывается собственный K-индекс. Нижняя граница балла K = 9 — это значение амплитуды вариации горизонтальной компоненты магнитного поля, при превышении которой К-индексу присваивается максимальное значение, равное 9. Эта граница подбирается индивидуально для каждой станции в зависимости от ее геомагнитной широты. Последний раз шкалы К-индексов для российских станций были установлены в середине прошлого века и с тех пор не корректировались. Существенное расхождение K-индексов, вычисленных по этим шкалам, с планетарным Kp-индексом показывает, что они нуждаются в уточнении, а в некоторых случаях их необходимо определять заново. Составлена таблица шкал локальных K-индексов для пунктов магнитных наблюдений в Российской Арктике, и получена зависимость нижнего значения балла K = 9 от геомагнитной широты пункта наблюдений. Новые шкалы К-индексов могут быть использованы при оперативной работе на сети высокоширотных станций магнитных наблюдений Росгидромета.

To assess the magnetic activity, various indices (numerical characteristics of the planetary and local disturbance of the Earth’s magnetic field) are used. Most widely used for various purposes are the planetary Kp-index and the local K-index, proposed by Bartels. The K-index characterizes the Earth’s magnetic field disturbance in a 3-hour interval (0–3, 3–6, etc. UTC) and is defined in a range from 0 to 9 by the amplitude of the horizontal component deviation from the quiet level. K = 0 indicates the absence of geomagnetic activity, and K = 9 corresponds to a strong geomagnetic storm. The lower limit of K = 9 is the amplitude of magnetic field horizontal component variation above which the K-index is assigned the maximum value of 9. This limit is selected individually for each station, depending on its geomagnetic latitude. The latest scales of the K-indices boundaries for the Russian Arctic stations were determined in the middle of the last century and have not been corrected since then. The significant discrepancy between the K-indices calculated using these scales and the planetary Kp-index shows that they had to be refined, and in some cases, they must be re-selected. The local indices lower boundaries (K = 9) for stations in the Arctic Russian sector were determined. K-indices lower boundaries were received for the strong magnetic storm according to the IAGA procedure. It is shown that for different magnetic field horizontal component variation values K-indices for different observation points practically coincide with the Kp-index. The lower value K = 9 dependence on the observation point geomagnetic latitude is presented. This relation can be used to obtain the lower boundary of K = 9 for any magnetic station. A table with local K-index scales for Russian Arctic magnetic stations has been compiled.

авроральная зонагеомагнитные возмущениягеофизические наблюденияK-индексмагнитное полеauroral zonegeomagnetic disturbancesgeophysical observationsK-indexmagnetic fieldРабота выполнена в рамках плана научно-исследовательских и технологических работ НИУ Росгидромета, п. 6.1. «Развитие и модернизация технологий мониторинга геофизической обстановки над территорией Российской Федерации и Арктики».The work was performed within the framework of the RI Roshydromet research and technological working plan, p. 6.1. “Development and modernization of technologies for the geophysical situation monitoring over the Russian Federation and the Arctic territory”.ReferencesInternational Association of Geomagnetism and Aeronomy. URL: http://www.iaga-aiga.org (дата обращения 18.12.2020).International Association of Geomagnetism and Aeronomy. Available at: http://www.iaga-aiga.org/. (accessed 18.12.2020).Bartels J., Heck N.H., Johnston H.F. The three-hour-range index measuring geomagnetic activity // J. Geophys. Res. 1939. V. 44. Iss. 4. P. 411–454. doi:10.1029/TE044i004p00411.Bartels J., Heck N.H., Johnston H.F. The three-hour-range index measuring geomagnetic activity. J. Geophys. Res. 1939, 44 (4): 411–454. doi:10.1029/TE044i004p00411.Bartels J. The standardized index Ks, and the planetary index Kp // IATME Bull. 1949. № 12b. P. 97–120.Bartels J. The standardized index Ks, and the planetary index Kp. IATME Bull. 1949, 12b: 97–120.Заболотная Н.А. Индексы геомагнитной активности. М.: Гидрометеоиздат, 1977. 59 с.Zabolotnaia N.A. Indeksy geomagnitnoi aktivnosti. Geomagnetic activity indices. Moscow: Gidrometeoizdat, 1977: 59 p. [In Russian].Rourke G.F. K Index of magnetic activity in the Antarctic // Geomagnetism and Aeronomy: Studies in the Ionosphere, Geomagnetism and Atmospheric Radio Noise, A. H. Waynick (Ed.). 1965. V. 4. P. 123–157. doi:10.1029/AR004p0123.Rourke G.F. K Index of magnetic activity in the Antarctic. Geomagnetism and Aeronomy: Studies in the Ionosphere, Geomagnetism and Atmospheric Radio Noise, A.H. Waynick (Ed.). 1965, 4: 123–157. doi:10.1029/AR004p0123.Hardy D. A., Gussenhoven M. S., Holeman E. A statistical model of auroral electron precipitation // J. Geophys. Res. 1985. V. 90. A5. P. 4229–4248. doi:10.1029/JA090iA05p04229.Hardy D.A., Gussenhoven M.S., Holeman E. A statistical model of auroral electron precipitation. J. Geophys. Res. 1985, 90, A5: 4229–4248. doi:10.1029/JA090iA05p04229.Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., Aikin A.C. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. A12. P. 1468. doi: 10.1029/2002JA009430.Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., Aikin A.C. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues. J. Geophys. Res. 2002, 107, A12: 1468. doi: 10.1029/2002JA009430.Bilitza D., Altadill D., Truhlik V., Shubin V., Galkin I., Reinisch B., Huang X. International Reference Ionosphere 2016: From ionospheric climate to real-time weather predictions // Space Weather. 2017. V. 15. P. 418–429. doi:10.1002/2016SW001593.Bilitza D., Altadill D., Truhlik V., Shubin V., Galkin I., Reinisch B., Huang X. International Reference Ionosphere 2016: From ionospheric climate to real-time weather predictions. Space Weather. 2017, 15: 418–429. doi:10.1002/2016SW001593.Справочник по переменному магнитному полю СССР / Под ред. В.И. Афанасьевой. Л.: Гидрометеоиздат, 1954. 258 с.Spravochnik po peremennomu magnitnomu polju SSSR. Pod red. V.I. Afanas’evoj. Reference book on the alternating magnetic field of the USSR. Edited by V.I. Afanas’evа. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1954: 258 p. [In Russian].Яновский Б.М. Земной магнетизм. Л.: Изд-во ЛГУ, 1978. 592 с.Janovskij B.M. Zemnoj magnetizm. Terrestrial magnetism. Leningrad: Leningrad State University, 1978: 592 p. [In Russian].Петров В.Г. Индексы геомагнитной активности и их роль в исследовании солнечно-земных связей. Астрономия-2018. Т. 2: Солнечно-земная физика — современное состояние и перспективы / Под ред. В.Н. Обридко. М., 2018. С. 186–189. doi: 10.31361/eaas.2018-2.047.Petrov V.G. Indeksy geomagnitnoj aktivnosti i ih rol’ v issledovanii solnechno-zemnyh svjazej. Astronomy-2018. T. 2: Solar-Terrestrial Physics - Current State and Prospects / Ed. V.N. Obridko. M., 2018: 186–189. doi: 10.31361/eaas.2018-2.047. [In Russian].Пересчет координат AAGGM-v2. URL: http://sdnet.thayer.dartmouth.edu/aacgm/aacgm_calc.php#AACGM (дата обращения 18.12.2020)AACGM-v2 Coordinate Transformations. Available at: URL: http://sdnet.thayer.dartmouth.edu/aacgm/aacgm_calc.php#AACGM (accessed 18.12.2020).Janzhura A.S., Troshichev O.A. Determination of the running quite daily geomagnetic variation // J. Atmos. Sol-Terr. Phys. 2008. V. 70. P. 962–972. doi:10.1016/j.jastp.2007.11004.Janzhura A.S., Troshichev O.A. Determination of the running quite daily geomagnetic variation. J. Atmos. Soil-Terr. Phys. 2008, 70: 962–972. doi:10.1016/j.jastp.2007.11004.Cleveland W. S. Robust locally weighted regression and smoothing scatterplots // J. Amer. Statist. Assoc. 1979. V. 74. Iss. 368. P. 829–836. doi: 10.1080/01621459.1979.10481038.Cleveland W.S. Robust locally weighted regression and smoothing scatterplots. J. Amer. Statist. Assoc., 1979, 74 (368): 829–836. doi: 10.1080/01621459.1979.10481038.Список обсерваторий геомагнитного индекса Kp. URL: https://www.gfz-potsdam.de/en/kpindex/ (дата обращения 18.12.2020).List of geomagnetic Kp Index observatories. Available at: URL: https://www.gfz-potsdam.de/en/kp-index/ (accessed 18.12.2020).Kotikov A.L., Bolotynskaya B.D., Gizler. V.A., Troshichev O.A., Pashin A.B., Tagirov V.R. Structure of auroral zone phenomena from the data of meridional chains of stations: magnetic disturbances in the nighttime auroral zone and auroras // J. of Atm. and Terr. Phys. 1991. V. 53. Iss. 3–4. P. 265–274. doi:10.1016/0021-9169(91)90110-S.Kotikov A.L., Bolotynskaya B.D., Gizler. V.A., Troshichev O.A., Pashin A.B., Tagirov V.R. Structure of auroral zone phenomena from the data of meridional chains of stations: magnetic disturbances in the nighttime auroral zone and auroras. J. of Atm. and Terr. Phys. 1991, 53, 3–4: 265–274. doi:10.1016/0021-9169(91)90110-S.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.