Классификация изолированных суббурь при учете условий генерации и характеристик фаз

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Выполнена нейросетевая классификация изолированных суббурь, с учетом признаков, характеризующих особенности генерации различных суббуревых фаз. Для этого были выбраны следующие классификационные признаки: продолжительность фазы зарождения, фазы развития, фазы восстановления и длительность всей суббури в целом, а также особенности поведения компоненты Bz межпланетного магнитного поля (ММП). Под последним признаком подразумевается поворот компоненты Bz ММП к югу, который определяет начало фазы зарождения суббури. Эти признаки приняты в качестве входных рядов для создаваемых самообучающихся нейросетевых моделей. Результатом работы классификационных нейросетей является формирование графических образов набора указанных классификационных признаков, каждый из которых содержит информацию о продолжительности фаз рассматриваемых суббурь. Классификационные нейросетевые эксперименты позволяют разделить суббури на пять классов. Физические особенности выделенных классов заключаются в причинно-следственных связях продолжительности суббуревых фаз с параметрами солнечного ветра и особенностями ММП.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. А. Бархатов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение ВО Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина

Автор, ответственный за переписку.
Email: nbarkhatov@inbox.ru
Россия, Нижний Новгород

С. Е. Ревунов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение ВО Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина

Email: nbarkhatov@inbox.ru
Россия, Нижний Новгород

О. М. Бархатова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение ВО Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Email: nbarkhatov@inbox.ru
Россия, Нижний Новгород

Е. А. Ревунова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение ВО Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Email: nbarkhatov@inbox.ru
Россия, Нижний Новгород

В. Г. Воробьев

Полярный геофизический институт

Email: nbarkhatov@inbox.ru
Россия, Апатиты

О. И. Ягодкина

Полярный геофизический институт

Email: nbarkhatov@inbox.ru
Россия, Апатиты

Список литературы

  1. Бархатов Н.А., Воробьев В.Г., Ревунов С.Е., Ягодкина О.И. Проявление динамики параметров солнечного ветра на формирование суббуревой активности // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57. № 3. С. 273–279.
  2. Бархатов Н.А., Громова Л.И., Дремухина Л.А. и др. Учет энергетического бюджета магнитосферы в задаче классификации источников магнитосферной активности // Известия Российской Академии наук. Серия физическая. 2006. Т. 70. № 10. C. 1535–1537.
  3. Воробьев В.Г., Ягодкина О.И., Антонова Е.Е., Зверев В.Л. Влияние параметров плазмы солнечного ветра на интенсивность изолированных магнитосферных суббурь // Геомагнетизм и аэрономия. 2018. Т. 58. № 3. С. 311–323.
  4. Vorobjev V.G., Antonova E.E., Yagodkina O.I. How the intensity of isolated substorms is controlled by the solar wind parameters // Earth, Planets and Space. 2018. V. 70. Iss. 148. https://doi.org/10.1186/s40623-018-0922-5
  5. Lynch B., Zurbuchen T., Fisk L. et al. Internal structure of magnetic clouds: Plasma and composition // J. Geophys. Res. 2002. V 08. Iss. A6. Art.ID. 1239.
  6. Newell P.T., Sotirelis T., Liou K. et al. A nearly universal solar wind-magnetosphere coupling function inferred from 10 magnetospheric state variables // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. Art.ID. A01206.
  7. Crooker N.U., Kahler S.W., Gosling J.T. et al. Evidence in magnetic clouds for systematic open flux transport on the Sun // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. Art.ID. A12107. https://doi.org/10.1029/2008JA013628
  8. Kilpua E.K.J., Li Y., Luhmann J.G. et al. On the relationship between magnetic cloud field polarity and geoeffectiveness // Ann. Geophys. 2012. V. 30. P. 1037–1050. https://doi.org/10.5194/angeo-30-1037-2012
  9. Бархатов Н.А., Воробьев В.Г., Ревунов С.Е. и др. Суббуревая активность и ориентация фронта ударной волны межпланетного магнитного облака // Геомагнетизм и аэрономия. 2019. Т. 59. № 4. С. 427–436.
  10. Бархатов Н.А., Ревунов С.Е. Нейросетевая классификация разрывов параметров космической плазмы // Солнечно-земная физика. 2010. Вып. 14(127). С. 42–51.
  11. Barkhatov N.A., Vorobjev V.G., Revunov S.E. et al. Neural network classification of substorm geomagnetic activity caused by solar wind magnetic clouds // J. Atmospheric and Solar–Terrestrial Physics. 2020. V. 205. Art.ID. 105301.
  12. Бархатов Н.А., Воробьев В.Г., Ревунов С.Е. и др. Нейросетевая классификация причинно-следственной связи суббуревой активности со структурными элементами магнитных облаков солнечного ветра // Известия Российской Академии наук. Серия физическая. 2022. Т. 86. № 3. С. 329–334.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Архитектура ИНС типа слой Кохонена

Скачать (143KB)
3. Рис. 2. Примеры визуализации комбинаций параметров

Скачать (65KB)
4. Рис. 3. Визуализация комбинаций классификационных параметров. Демонстрируются относительные величины параметров: длительность фазы зарождения (параметр Р1), фазы развития (параметр Р2), фазы восстановления (параметр Р3) и длительность всей суббури в целом (параметр Р4). В данном примере текущее значение параметра Р2 совпадает с максимально возможным P2 max в рассматриваемой выборке суббуревых событий

Скачать (81KB)
5. Рис. 4. Класс 1

Скачать (566KB)
6. Рис. 5. Класс 2

Скачать (464KB)
7. Рис. 6. Класс 3

Скачать (399KB)
8. Рис. 7. Класс 4

Скачать (445KB)
9. Рис. 8. Класс 5

Скачать (376KB)

© Российская академия наук, 2025