Spatio-temporal disturbances of the Earth’s magnetic field along the Struve Geodetic Arc
In 1816-1855, astronomer Friedrich Georg Wilhelm von Struve made the first topographic measurements along a 2822 km long segment of the meridian stretching from northern Norway (70°40′N) to southern Odesa Region (45°19′N) to determine the exact size and shape of the planet. This segment of the merid...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/323184 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Репозитарії
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543654919798784 |
|---|---|
| author | Orlyuk, M.I. Romenets, A.O. Marchenko, A.V. Orlyuk, I.M. |
| author_facet | Orlyuk, M.I. Romenets, A.O. Marchenko, A.V. Orlyuk, I.M. |
| author_sort | Orlyuk, M.I. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-06-09T11:23:56Z |
| description | In 1816-1855, astronomer Friedrich Georg Wilhelm von Struve made the first topographic measurements along a 2822 km long segment of the meridian stretching from northern Norway (70°40′N) to southern Odesa Region (45°19′N) to determine the exact size and shape of the planet. This segment of the meridian is a good testing ground for studying the geomagnetic aspect of solar-terrestrial interactions, as both the main magnetic field of the Earth and the anomalous magnetic field at surface and ionospheric heights change significantly within its boundaries. The article presents the results of a study of the nature of the magnetic storm on May 10-13, 2024, depending on the module and anomalies of the geomagnetic field induction module along the Struve Geodesic Arc. To characterize the Earth's internal magnetic field, digital maps of the induction module and anomalies at heights of 5 and 100 km were developed, and to characterize the magnetic storm, the results of observations of variations in the northern, eastern, and vertical components of the geomagnetic field induction module in 7 magnetic observatories were used. For each observatory, we calculated the induction modulus of the internal magnetic field Bi, the modulus of the main magnetic field (core field) BIGRF, the amplitude and mean value of the geomagnetic field variation, as well as the variation of the parameter ΔD, which reflects the ratio of the anomaly of the geomagnetic field induction modulus to the BIGRF field. According to the results of statistical analysis, the dependence of the amplitude of the external geomagnetic field variations and their average values on the modulus of the main magnetic field of the Earth BIGRF was revealed (R2AõB/BIGPH = 0.96 and R2õB_average/BIGPH = 0.7, respectively). A slightly lower correlation dependence was observed for the Bx component of the geomagnetic field and BIGRF (R2Bx/BIGRF=0.89). The amplitude of variation of the spatio-temporal perturbation of the geomagnetic field δ(ΔD) is also characterized by a high correlation dependence on the BIGRF module (R2Aδ(ΔD)/BIGPH= 0.96) and naturally increases depending on the latitude of the observatory, from 273 nT at the SUA observatory to 2240 nT at the SOD observatory. The revealed regularity is confirmed by a stronger manifestation of the magnetic storm on May 10-13, 2024 and a shift of its maximum disturbances by 4 degrees to the south compared to the magnetic storm of November 29-31, 2003, during which the BIGRF field induction module for the northern part of the STRUVE GEODETIC ARC increased by 830÷930 nT. The connection between the maximum manifestation of the geomagnetic storm and regional magnetic anomalies on the Earth's surface and their superposition at an altitude of 100 km was revealed. The connection between the maximum manifestation of the geomagnetic storm and regional magnetic anomalies on the Earth's surface and their superposition at an altitude of 100 km is revealed. The maximum magnitude of the magnetic disturbance is recorded at the Pello station, which is located in the region of the maximum anomalous magnetic field (more than 90 nT at an altitude of 100 km), in contrast to the Mikkelvik station ‒ in the zone of the minimum geomagnetic field, which is partially confirmed by the variation of ΔB anomalies due to the magnetization of their sources by the variation of the external field. The most probable reason for the connection between the amplitude of external field variations and the modulus of the main magnetic field of the BIGRF and the anomalous magnetic field ΔB is their effect on the formation of ionospheric currents. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:15:24Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-323184 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | English |
| last_indexed | 2025-09-17T09:26:51Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-3231842025-06-09T11:23:56Z Spatio-temporal disturbances of the Earth’s magnetic field along the Struve Geodetic Arc Просторово-часові збурення магнітного поля Землі вздовж Геодезичної дуги Струве Orlyuk, M.I. Romenets, A.O. Marchenko, A.V. Orlyuk, I.M. Earth’s internal magnetic field geomagnetic field variations Struve Geodetic Arc ionosphere внутрішнє магнітне поле Землі варіації геомагнітного поля Геодезична дуга Струве іоносфера In 1816-1855, astronomer Friedrich Georg Wilhelm von Struve made the first topographic measurements along a 2822 km long segment of the meridian stretching from northern Norway (70°40′N) to southern Odesa Region (45°19′N) to determine the exact size and shape of the planet. This segment of the meridian is a good testing ground for studying the geomagnetic aspect of solar-terrestrial interactions, as both the main magnetic field of the Earth and the anomalous magnetic field at surface and ionospheric heights change significantly within its boundaries. The article presents the results of a study of the nature of the magnetic storm on May 10-13, 2024, depending on the module and anomalies of the geomagnetic field induction module along the Struve Geodesic Arc. To characterize the Earth's internal magnetic field, digital maps of the induction module and anomalies at heights of 5 and 100 km were developed, and to characterize the magnetic storm, the results of observations of variations in the northern, eastern, and vertical components of the geomagnetic field induction module in 7 magnetic observatories were used. For each observatory, we calculated the induction modulus of the internal magnetic field Bi, the modulus of the main magnetic field (core field) BIGRF, the amplitude and mean value of the geomagnetic field variation, as well as the variation of the parameter ΔD, which reflects the ratio of the anomaly of the geomagnetic field induction modulus to the BIGRF field. According to the results of statistical analysis, the dependence of the amplitude of the external geomagnetic field variations and their average values on the modulus of the main magnetic field of the Earth BIGRF was revealed (R2AõB/BIGPH = 0.96 and R2õB_average/BIGPH = 0.7, respectively). A slightly lower correlation dependence was observed for the Bx component of the geomagnetic field and BIGRF (R2Bx/BIGRF=0.89). The amplitude of variation of the spatio-temporal perturbation of the geomagnetic field δ(ΔD) is also characterized by a high correlation dependence on the BIGRF module (R2Aδ(ΔD)/BIGPH= 0.96) and naturally increases depending on the latitude of the observatory, from 273 nT at the SUA observatory to 2240 nT at the SOD observatory. The revealed regularity is confirmed by a stronger manifestation of the magnetic storm on May 10-13, 2024 and a shift of its maximum disturbances by 4 degrees to the south compared to the magnetic storm of November 29-31, 2003, during which the BIGRF field induction module for the northern part of the STRUVE GEODETIC ARC increased by 830÷930 nT. The connection between the maximum manifestation of the geomagnetic storm and regional magnetic anomalies on the Earth's surface and their superposition at an altitude of 100 km was revealed. The connection between the maximum manifestation of the geomagnetic storm and regional magnetic anomalies on the Earth's surface and their superposition at an altitude of 100 km is revealed. The maximum magnitude of the magnetic disturbance is recorded at the Pello station, which is located in the region of the maximum anomalous magnetic field (more than 90 nT at an altitude of 100 km), in contrast to the Mikkelvik station ‒ in the zone of the minimum geomagnetic field, which is partially confirmed by the variation of ΔB anomalies due to the magnetization of their sources by the variation of the external field. The most probable reason for the connection between the amplitude of external field variations and the modulus of the main magnetic field of the BIGRF and the anomalous magnetic field ΔB is their effect on the formation of ionospheric currents. В 1816–1855рр астрономом Фрідріхом Георгом Вільгельмом Струве вздовж сегменту меридіану довжиною 2822 км, який простягається від півночі Норвегії (70°40'N) до півдня Одеської області (45°19'N) було виконано перші топографічні вимірювання з метою виявлення точного розміру і форму планети. Цей сегмент меридіану є добрим полігоном для дослідження геомагнітного аспекту сонячно-земних зв’язків, оскільки в його межах суттєво змінюється як головне магнітне поле Землі, так і аномальне магнітне поле на приземних та іоносферних висотах. В статті викладено результати дослідження характеру протікання магнітної бурі 10-13 травня 2024 року в залежності від модуля та аномалій модуля індукції геомагнітного поля вздовж “Геодезичної дуги Струве”. Для характеристики внутрішнього магнітного поля Землі було розроблено цифрові карти модуля та аномалій модуля індукції на висотах 5 та 100 км, а для характеристики магнітної бурі – результати спостережень варіацій північної, східної та вертикальної компонент модуля індукції геомагнітного поля в 7 магнітних обсерваторіях. Для кожної обсерваторії було розраховано модуль індукції внутрішнього магнітного поля Ві, модуль головного магнітного поля (поля ядра) BIGRF, амплітуду та середнє значення варіації геомагнітного поля, а також варіацію параметру ΔD, який відображає відношення аномалії модуля індукції геомагнітного поля до поля BIGRF. За результатами статистичного аналізу виявлено залежність амплітуди варіацій зовнішнього геомагнітного поля та їх середніх значень від модуля головного магнітного поля Землі BIGRF (R2АõВ/BIGPH = 0,96 та R2õВ_average/BIGPH = 0,7, відповідно). Трохи менша кореляційна залежність спостережена для Вх компоненти геомагнітного поля та BIGRF (R2Bx/BIGRF=0,89). Амплітуда варіації просторово-часової збуреності геомагнітного поля δ(ΔD) також характеризується високою кореляційною залежністю від модуля ВIGRF (R2Аδ(ΔD)/BIGPH= 0,96) і закономірно збільшується у залежності від широти розташування обсерваторії, від 273 нТл в обсерваторії SUA до 2240 нТл в обсерваторії SOD. Виявлена закономірність підтверджується більш сильним проявом магнітного шторму 10-13 травня 2024р та зміщенням його максимальних збурень на 4 градуси на південь у порівнянні з магнітним штормом 29-31листопада 2003р, за час між якими модуль індукції поля BIGRF для північної частини ГДС збільшився на 830÷930 нТл. Виявлено зв'язок максимального прояву геомагнітного шторму з регіональними магнітними аномаліями на поверхні Землі та їх суперпозиційним проявом на висоті 100км. Максимальна величина магнітного збурення реєструється на станції ПЕЛ, яка розташована в області максимуму аномального магнітного поля (більше 90 нТл на висоті 100 км), на противагу станції МІК – у зоні мінімуму геомагнітного поля, що частково підтверджується варіацією аномалій ΔВ за рахунок підмагнічування їх джерел варіацією зовнішнього поля. Найбільш вірогідною причиною зв’язку амплітуди варіацій зовнішнього поля з модулем головного магнітного поля ВIGRF та аномальним магнітним полем ΔВ можна вважати їх вплив на формування іоносферних струмів. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2025-06-09 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/323184 10.24028/gj.v47i3.323184 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 47 No. 3 (2025) Геофизический журнал; Том 47 № 3 (2025) Геофізичний журнал; Том 47 № 3 (2025) 2524-1052 0203-3100 en https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/323184/321177 Copyright (c) 2025 Mykhailo Orlyuk https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 |
| spellingShingle | Earth’s internal magnetic field geomagnetic field variations Struve Geodetic Arc ionosphere Orlyuk, M.I. Romenets, A.O. Marchenko, A.V. Orlyuk, I.M. Spatio-temporal disturbances of the Earth’s magnetic field along the Struve Geodetic Arc |
| title | Spatio-temporal disturbances of the Earth’s magnetic field along the Struve Geodetic Arc |
| title_alt | Просторово-часові збурення магнітного поля Землі вздовж Геодезичної дуги Струве |
| title_full | Spatio-temporal disturbances of the Earth’s magnetic field along the Struve Geodetic Arc |
| title_fullStr | Spatio-temporal disturbances of the Earth’s magnetic field along the Struve Geodetic Arc |
| title_full_unstemmed | Spatio-temporal disturbances of the Earth’s magnetic field along the Struve Geodetic Arc |
| title_short | Spatio-temporal disturbances of the Earth’s magnetic field along the Struve Geodetic Arc |
| title_sort | spatio-temporal disturbances of the earth’s magnetic field along the struve geodetic arc |
| topic | Earth’s internal magnetic field geomagnetic field variations Struve Geodetic Arc ionosphere |
| topic_facet | Earth’s internal magnetic field geomagnetic field variations Struve Geodetic Arc ionosphere внутрішнє магнітне поле Землі варіації геомагнітного поля Геодезична дуга Струве іоносфера |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/323184 |
| work_keys_str_mv | AT orlyukmi spatiotemporaldisturbancesoftheearthsmagneticfieldalongthestruvegeodeticarc AT romenetsao spatiotemporaldisturbancesoftheearthsmagneticfieldalongthestruvegeodeticarc AT marchenkoav spatiotemporaldisturbancesoftheearthsmagneticfieldalongthestruvegeodeticarc AT orlyukim spatiotemporaldisturbancesoftheearthsmagneticfieldalongthestruvegeodeticarc AT orlyukmi prostorovočasovízburennâmagnítnogopolâzemlívzdovžgeodezičnoídugistruve AT romenetsao prostorovočasovízburennâmagnítnogopolâzemlívzdovžgeodezičnoídugistruve AT marchenkoav prostorovočasovízburennâmagnítnogopolâzemlívzdovžgeodezičnoídugistruve AT orlyukim prostorovočasovízburennâmagnítnogopolâzemlívzdovžgeodezičnoídugistruve |