В данной работе сообщается о разработанных нашей группой в ИКФИА СО РАН методах прогноза негативных проявлений космической погоды на основе наземных измерений космических лучей. Такие проявления регистрируются на Земле в виде понижений галактических космических лучей, известных под названием эффекты Форбуша, различного типа геомагнитных и ионосферных возмущений, а также полярных сияний. Причем последние являются единственным, видимым непосредственно невооруженным глазом человека проявлением космической погоды, а остальные регистрируются только с помощью различных приборов. Все эти явления обусловлены прохождением через орбиту Земли, например, значительных потоков заряженных частиц солнечного и межпланетного происхождения, межпланетных ударных волн, выбросов корональной массы вещества Солнца и высокоскоростных потоков солнечного ветра, которые обусловлены уровнем вспышечной и корональной активности Солнца. Их наличие определяет состояние космической погоды в окрестностях Земли. Для мониторинга состояния околоземного космического пространства мы не только используем данные наземных станций космических лучей, но и привлекаем несколько методов анализа этих измерений. С другой стороны, для верификации событий мы также используем информацию о Dst-индексе состояния геомагнитного поля, а также данные прямых измерений параметров межпланетной среды на космических аппаратах ACE, WIND, SOHO и DSCOVR, находящихся в точке либрации L1. В результате мы создали методы краткосрочного (до 1-3 суток) прогноза наземных проявлений космической погоды. Полученные нами результаты указывают на возможность осуществления в режиме реального времени прогноза начала сильных геомагнитных бурь на основе использования только данных наземных измерений станций космических лучей.
This work reports on the methods developed by our group at ShICRA SB RAS to forecast negative manifestations of space weather from ground-based measurements of cosmic rays. Such manifestations are registered on the Earth in the form of decreases in galactic cosmic rays known as the Forbush effects, various types of geomagnetic and ionospheric disturbances, as well as auroras. Only the latters are directly visible to the naked eye, while the rest can only be detected with the help of various instruments. These occurrences are all caused by passage through the Earth’s orbit, such as the substantial influxes of charged particles from both solar and interplanetary sources, interplanetary shock waves, ejections of solar material and high-speed solar wind streams, all of which are attributed to the level of solar flares and coronal activity. The state of near-Earth space weather is determined by their presence. To monitor this state, we use data collected from ground-based cosmic ray stations and employ multiple methods to analyse these measurements. Additionally, we incorporate data from the Dst-index of the geomagnetic field and measurements of the interplanetary environmental parameters gathered by ACE, WIND, SOHO and DSCOVR spacecraft at the L1 libration point to confirm events. This has led to the development of techniques for predicting terrestrial effects of space weather in the short-term (1-3 days). Our findings suggest that it is feasible to predict the occurrence of severe geomagnetic storms in real-time through the utilisation of solely ground-based measurements from cosmic ray stations.

Приводятся результаты монито-ринга космических лучей и геомагнитного поля вдоль 210 магнитного меридиана на территории Якутии в первой половине сентября 2017 г. Сооб-щается об установлении энергетического спектра наземного возрастания космических лучей 10 сен-тября J=3027E–1.99exp(–E/729 МэВ). Приводятся результаты прогноза и комплексного анализа маг-нитной бури 7–9 сентября 2017 г. с Dst=–124 нТл. Заблаговременность прогноза составила около су-ток. Рассмотрено ее влияние на изменения элек-трического потенциала и распространение сигналов радиостанций радионавигационной системы РСДН-20 в ОНЧ-диапазоне. Во время магнитной бури 8 сен-тября 2017 г. с 12 до 20 UT в широком диапазоне периодов наблюдались иррегулярные пульсации от Pi3 до Pi1. При этом они сопровождались вариациями величин естественных потенциалов электротеллу-рического и геомагнитного полей с коэффициентом корреляции между ними ρ(Е, Н)=0.5÷0.9. Эффекты магнитной бури проявились в виде повышения затухания и уменьшения фазовой задержки ОНЧ-ра-диосигналов.
We report the results of monitoring of cosmic rays and geomagnetic field along 210 magnetic meridians in Yakutia in the first half of September 2017. The energy spectrum of solar cosmic rays during Ground Level Enhancement in September 10, 2017 is estimated as J=3027E–1.99exp(–E/729 MeV). We present the results of the forecast and complex analysis of the magnetic storm on September 7–9, 2017 with Dst=–124 nT. The forecast lead time is about one day. We examine how the storm affected the electric poten-tial and VLF signal propagation from RSDN-20 radio navigation stations. Irregular Pi3–Pi1 pulsations oc-curred during the September 8, 2017 magnetic storm from 12 to 20 UT. The pulsations were accompanied by variations in electrotelluric potentials and geomag-netic fields with the correlation coefficient between them ρ(E, H)=0.5÷0.9. The effects of the magnetic storm manifested themselves as an increase in the atten-uation and a decrease in the phase delay of VLF radio signals.

Проведено экспериментальное исследование связи кратковременных всплесков нейтронов вблизи уровня моря с атмосферным электрическим и геомагнитным полями во время гроз в 2009-2011 гг. К анализу привлечены данные спектрографа космических лучей им. Кузьмина, электростатического флюкс-метра и трехкомпонентного феррозондового магнитометра, установленных в г. Якутске. Показано, что кратковременные (не более 4 мин) всплески нейтронов обусловлены отрицательными молниевыми разрядами. Всплески регистрируются на уровне земли на 1-3 км ниже грозовых облаков. При этом поток нейтронов составляет величину и 4-10-3 см-2-с-1. Минимальная энергия нейтронов, которые эффективно регистрируются монитором, составляет около 10 МэВ. Установлено, что кратковременные всплески нейтронов регистрируются при достижении пороговой напряженности электрического поля - 16кВ-м-1.