Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине

Предмет и цель работы: Поиск связи сезонных вариаций характеристик глобального резонатора Земля – ионосфера с температурой воздуха в Африке. Сопоставление результатов СНЧ измерений в Арктике, Антарктике и в средних широтах Северного полушария с приповерхностной температурой Африканского континента....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2019
Hauptverfasser:	Пазнухов, А.В., Ямпольский, Ю.М., Колосков, А.В., Холл, К., Пазнухов, В.Е., Буданов, О.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Радіоастрономічний інститут НАН України 2019
Schriftenreihe:	Радіофізика і радіоастрономія
Schlagworte:	Радіофізика геокосмосу
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167760
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине / А.В. Пазнухов, Ю.М. Ямпольский, А.В. Колосков, К. Холл, В.Е. Пазнухов, О.В. Буданов // Радіофізика і радіоастрономія. — 2019. — Т. 24, № 3. — С. 195-205. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-167760
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1677602025-02-09T13:32:40Z Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине Зв’язок температури повітря з грозовою активністю в Африці за даними ННЧ вимірювань в Антарктиці, Арктиці та Україні Correlation between Air Temperature and Thunderstorm Activity in Africa according to the ELF Measurements in Antarctica, Arctica and Ukraine Пазнухов, А.В. Ямпольский, Ю.М. Колосков, А.В. Холл, К. Пазнухов, В.Е. Буданов, О.В. Радіофізика геокосмосу Предмет и цель работы: Поиск связи сезонных вариаций характеристик глобального резонатора Земля – ионосфера с температурой воздуха в Африке. Сопоставление результатов СНЧ измерений в Арктике, Антарктике и в средних широтах Северного полушария с приповерхностной температурой Африканского континента. Проверка эффективности модели точечного источника для описания сезонного изменения положения областей с наибольшей грозовой активностью. Предмет і мета роботи: Пошук зв’язку сезонних варіацій характеристик глобального резонатора Земля – іоносфера з температурою повітря у Африці. Зіставлення результатів ННЧ вимірювань у Арктиці, Антарктиці та в середніх широтах Північної півкулі з приповерхневою температурою Африканського континенту. Перевірка ефективності моделі точкового джерела для опису сезонної зміни положення областей з найбільшою грозовою активністю. Purpose: Search for the connection of seasonal variations in characteristics of the Earth-ionosphere global resonator with air temperature in Africa. Comparison of results obtained in Arctica, Antarctica and in the midlatitudes of the Northern Hemisphere with the surface temperature of African continent. Checking the effectiveness of the point source model for describing the seasonal change in the position of regions with the greatest thunderstorm activity. 2019 Article Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине / А.В. Пазнухов, Ю.М. Ямпольский, А.В. Колосков, К. Холл, В.Е. Пазнухов, О.В. Буданов // Радіофізика і радіоастрономія. — 2019. — Т. 24, № 3. — С. 195-205. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1027-9636 PACS numbers: 92.60.Pw, 93.30.Bz, 93.30.Ca DOI: https://doi.org/10.15407/rpra24.03.195 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167760 551.594 ru Радіофізика і радіоастрономія application/pdf Радіоастрономічний інститут НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Радіофізика геокосмосу Радіофізика геокосмосу
spellingShingle	Радіофізика геокосмосу Радіофізика геокосмосу Пазнухов, А.В. Ямпольский, Ю.М. Колосков, А.В. Холл, К. Пазнухов, В.Е. Буданов, О.В. Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине Радіофізика і радіоастрономія
description	Предмет и цель работы: Поиск связи сезонных вариаций характеристик глобального резонатора Земля – ионосфера с температурой воздуха в Африке. Сопоставление результатов СНЧ измерений в Арктике, Антарктике и в средних широтах Северного полушария с приповерхностной температурой Африканского континента. Проверка эффективности модели точечного источника для описания сезонного изменения положения областей с наибольшей грозовой активностью.
format	Article
author	Пазнухов, А.В. Ямпольский, Ю.М. Колосков, А.В. Холл, К. Пазнухов, В.Е. Буданов, О.В.
author_facet	Пазнухов, А.В. Ямпольский, Ю.М. Колосков, А.В. Холл, К. Пазнухов, В.Е. Буданов, О.В.
author_sort	Пазнухов, А.В.
title	Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине
title_short	Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине
title_full	Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине
title_fullStr	Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине
title_full_unstemmed	Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине
title_sort	связь температуры воздуха с грозовой активностью в африке по данным снч измерений в антарктике, арктике и украине
publisher	Радіоастрономічний інститут НАН України
publishDate	2019
topic_facet	Радіофізика геокосмосу
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167760
citation_txt	Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине / А.В. Пазнухов, Ю.М. Ямпольский, А.В. Колосков, К. Холл, В.Е. Пазнухов, О.В. Буданов // Радіофізика і радіоастрономія. — 2019. — Т. 24, № 3. — С. 195-205. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
series	Радіофізика і радіоастрономія
work_keys_str_mv	AT paznuhovav svâzʹtemperaturyvozduhasgrozovojaktivnostʹûvafrikepodannymsnčizmerenijvantarktikearktikeiukraine AT âmpolʹskijûm svâzʹtemperaturyvozduhasgrozovojaktivnostʹûvafrikepodannymsnčizmerenijvantarktikearktikeiukraine AT koloskovav svâzʹtemperaturyvozduhasgrozovojaktivnostʹûvafrikepodannymsnčizmerenijvantarktikearktikeiukraine AT hollk svâzʹtemperaturyvozduhasgrozovojaktivnostʹûvafrikepodannymsnčizmerenijvantarktikearktikeiukraine AT paznuhovve svâzʹtemperaturyvozduhasgrozovojaktivnostʹûvafrikepodannymsnčizmerenijvantarktikearktikeiukraine AT budanovov svâzʹtemperaturyvozduhasgrozovojaktivnostʹûvafrikepodannymsnčizmerenijvantarktikearktikeiukraine AT paznuhovav zvâzoktemperaturipovítrâzgrozovoûaktivnístûvafricízadaniminnčvimírûvanʹvantarkticíarkticítaukraíní AT âmpolʹskijûm zvâzoktemperaturipovítrâzgrozovoûaktivnístûvafricízadaniminnčvimírûvanʹvantarkticíarkticítaukraíní AT koloskovav zvâzoktemperaturipovítrâzgrozovoûaktivnístûvafricízadaniminnčvimírûvanʹvantarkticíarkticítaukraíní AT hollk zvâzoktemperaturipovítrâzgrozovoûaktivnístûvafricízadaniminnčvimírûvanʹvantarkticíarkticítaukraíní AT paznuhovve zvâzoktemperaturipovítrâzgrozovoûaktivnístûvafricízadaniminnčvimírûvanʹvantarkticíarkticítaukraíní AT budanovov zvâzoktemperaturipovítrâzgrozovoûaktivnístûvafricízadaniminnčvimírûvanʹvantarkticíarkticítaukraíní AT paznuhovav correlationbetweenairtemperatureandthunderstormactivityinafricaaccordingtotheelfmeasurementsinantarcticaarcticaandukraine AT âmpolʹskijûm correlationbetweenairtemperatureandthunderstormactivityinafricaaccordingtotheelfmeasurementsinantarcticaarcticaandukraine AT koloskovav correlationbetweenairtemperatureandthunderstormactivityinafricaaccordingtotheelfmeasurementsinantarcticaarcticaandukraine AT hollk correlationbetweenairtemperatureandthunderstormactivityinafricaaccordingtotheelfmeasurementsinantarcticaarcticaandukraine AT paznuhovve correlationbetweenairtemperatureandthunderstormactivityinafricaaccordingtotheelfmeasurementsinantarcticaarcticaandukraine AT budanovov correlationbetweenairtemperatureandthunderstormactivityinafricaaccordingtotheelfmeasurementsinantarcticaarcticaandukraine
first_indexed	2025-11-26T05:17:15Z
last_indexed	2025-11-26T05:17:15Z
_version_	1849828823504257024
fulltext	ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 195 Радіофізика і радіоастрономія. 2019, Т. 24, № 3, c. 195–205 А. В. ПАЗНУХОВ 1, Ю. М. ЯМПОЛЬСКИЙ 1, А. В. КОЛОСКОВ 1, 2, К. ХОЛЛ 3, В. Е. ПАЗНУХОВ 1, О. В. БУДАНОВ 1 1 Радиоастрономический институт НАН Украины ул. Мыстэцтв, 4, г. Харьков, 61002, Украина E-mail: paznukhov@rian.kharkov.ua 2 Государственное учреждение “Национальный антарктический научный центр МОН Украины”, б-р Тараса Шевченко, 16, г. Киев, 01601, Украина 3 Геофизическая обсерватория Тромсё, Университет Тромсё – Арктический университет Норвегии, а/я 6050 Лангнес, Н-9037, г. Тромсё, Норвегия ÑÂßÇÜ ÒÅÌÏÅÐÀÒÓÐÛ ÂÎÇÄÓÕÀ Ñ ÃÐÎÇÎÂÎÉ ÀÊÒÈÂÍÎÑÒÜÞ Â ÀÔÐÈÊÅ ÏÎ ÄÀÍÍÛÌ ÑÍ× ÈÇÌÅÐÅÍÈÉ Â ÀÍÒÀÐÊÒÈÊÅ, ÀÐÊÒÈÊÅ È ÓÊÐÀÈÍÅ Предмет и цель работы: Поиск связи сезонных вариаций характеристик глобального резонатора Земля – ионосфера с температурой воздуха в Африке. Сопоставление результатов СНЧ измерений в Арктике, Антарктике и в средних широтах Северного полушария с приповерхностной температурой Африканского континента. Проверка эффективно- сти модели точечного источника для описания сезонного изменения положения областей с наибольшей грозовой активностью. Методы и методология: Использовался метод корреляционного анализа временных рядов. По данным многолетнего мониторинга природных шумов сверхнизкочастотного диапазона на Украинской антарктической станции Академик Вернадский, в Низкочастотной обсерватории Радиоастрономического института НАН Украины в с. Мартовое (Украина), а также в обсерватории SOUSY (Шпицберген) были восстановлены сезонные вариации интенсивности первого мода шумановского резонанса, определяемые активностью африканского грозового центра. Средние показа- тели температуры воздуха африканского континента за этот же период были оценены по данным глобальной сети метеорологических станций. При оценке интенсивности резонансного максимума сверхнизкочастотного излучения была введена поправка на дальность до источника молниевых разрядов. Результаты: Показано наличие сильной связи между приповерхностной температурой воздуха экваториальных и суб- экваториальных районов Африки и интенсивностью шумановского резонанса, вызванного африканским грозовым центром. Показано, что модель эффективного точечного источника адекватно описывает сезонное поведение афри- канского грозового центра. Заключение: Разработанная методика может быть применена в различных приемных пунктах для исследования всех континентальных грозовых центров. Такой подход будет полезен для развития концепции использования шумановского резонатора в качестве “глобального термометра”. Синхронные наблюдения в нескольких приемных пунктах могут оказаться перспективными и для оценки более краткосрочных (в масштабе дней) вариаций глобальной температуры. Ключевые слова: сверхнизкочастотные шумы, шумановский резонатор, глобальный термометр, африканский центр мировой грозовой активности DOI: https://doi.org/10.15407/rpra24.03.195 УДК 551.594 PACS numbers: 92.60.Pw, 93.30.Bz, 93.30.Ca 1. Ââåäåíèå В связи с процессом глобального потепления ост- ро стоит необходимость корректной оценки сред- ней приповерхностной температуры воздуха на планете. Основным источником данных о припо- верхностной температуре воздуха является меж- дународная сеть метеорологических станций, рас- положенная по всему миру. Однако ее использо- вание имеет ряд недостатков. Во-первых, эта сеть крайне неравномерная. Плотность расположения метеостанций больше в густонаселенных и про- мышленно развитых регионах планеты. При этом в полярных и высокогорных регионах, а также в других труднодоступных районах количество ме- теостанций значительно меньше. Кроме того, их со- всем нет в Мировом океане, который занимает более 70 % площади поверхности Земли. В результате для вычисления глобальной температуры на осно- ве данных сети метеорологических станций при- ходится делать ряд допущений и экстраполяций. Не следует также забывать, что плотность насе- ления неуклонно растет во всех регионах плане- ты и в окрестностях метеостанций в том числе. Это приводит к появлению локальных “островов тепла” в крупных населенных пунктах, возле ожив- 196 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 А. В. Пазнухов и др. ленных автомагистралей и поблизости от боль- ших промышленных объектов. Все эти факторы вносят искажения в оценки пространственно-вре- менного распределения температуры, затрудняя сравнение современных данных с измерениями, проведенными несколько десятилетий назад. Чтобы избежать подобных ошибок, проводят так называемую гомогенизацию временного ряда, однако это опять же ведет к увеличению количе- ства различных допущений при вычислении гло- бальной температуры. Другой перспективной возможностью оценить глобальные температурные режимы атмосферы над континентами является патруль глобаль- ной грозовой активности (ГГА). Хорошо извест- но, что формирование кучево-дождевой облачно- сти напрямую связано с нагревом суши, испаре- нием влаги и образованием облачного покрова. Большинство молниевых разрядов происходит в низкоширотном поясе земного шара над тремя континентами – в Юго-Восточной Азии, Африке и Латинской Америке. Электромагнитное излу- чение ГГА формирует широкополосный природ- ный электромагнитный фон на планете. В низко- частотной его части, от единиц до десятков герц, равномерное спектральное распределение фона с монотонным частотным спаданием интенсив- ности преобразуется в ярко выраженную резо- нансную структуру. Она формируется глобаль- ным электромагнитным резонатором, образован- ным сферическими поверхностями Земли и ниж- ней ионосферы (шумановский резонатор – ШР). Исследованию и моделированию ШР посвяще- но много работ, отметим лишь несколько моногра- фий [1–3]. В настоящей работе мы используем важное свойство характеристик резонатора, впер- вые упомянутое в статье [4], в которой была выс- казана гипотеза о связи интенсивности поля ШР с температурным режимом центров ГГА. В пос- ледующем эта гипотеза была подтверждена в ряде публикаций [5–7], включая нашу статью [8]. Настоящая работа посвящена развитию кон- цепции использования ШР в качестве “глобаль- ного термометра”. Ее отличительной особеннос- тью является непрерывность, долговременность (несколько лет) и многопозионность (Антарк- тида, Арктика, Украина) измерений резонанс- ных полей ШР и оценок их связи с годовым хо- дом температуры в одном из центров ГГА – в Африке. 2. Ìåòîäèêà ïðèåìà è îáðàáîòêè äàííûõ В статье анализируются данные синхронных СНЧ наблюдений в трех пространственно разнесенных пунктах: в Низкочастотной обсерватории Радио- астрономического института НАН Украины (НЧО, Украина), на Украинской антарктической станции Академик Вернадский (УАС) и в обсер- ватории SOUSY (SOUnding System – Система зон- дирования структуры и динамики атмосферы), расположенной на острове Свалбард (Шпицбер- ген, Норвегия). Кратко рассмотрим методики приема и обработки сверхнизкочастотных (СНЧ) шумов в каждом из трех пунктов. 2.1. Ñèñòåìà ðåãèñòðàöèè ÑÍ× ïîëåé â Í×Î Важнейшим требованием к качеству СНЧ изме- рений является отсутствие в пункте приема ло- кальных помех. Помехи, наблюдаемые в этом диапазоне, можно разделить на узкополосные – в основном наводки от электросети на основных гармониках 50 и 60 Гц, и импульсные – широкопо- лосные сигналы, занимающие весь диапазон ШР. Сетевая наводка довольно стабильна по частоте и превосходит по уровню сигналы ШР, поэтому ее влияние на качество записей можно снижать, повышая динамический диапазон приемных уст- ройств либо с помощью аналоговой фильтрации сигналов. К широкополосным помехам в низко- частотной части диапазона относятся ветровые и вибрационные помехи, а также ближние грозо- вые разряды. Еще одним существенным источ- ником активных помех являются нестационарные процессы (включения, выключения, искрения в электрической сети и т. п.), возникающие при производстве и потреблении электроэнергии. Уровень техногенного шума высок в населенных пунктах и вблизи промышленных объектов. Виб- рационные помехи можно уменьшать, применяя специальные конструкции крепления приемных ан- тенн, а также используя корреляционную обработ- ку сигналов, поступающих с датчиков различных конструкций [9]. Борьба с техногенными помеха- ми сводится к удалению приемного устройства от их источников. Для мониторинга СНЧ полей в НЧО был выбран пункт на расстоянии 2.5 км от самой обсервато- рии, расположенный на противоположном, от насе- ленного пункта с. Мартовое, берегу Печенежс- ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 197 Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине кого водохранилища (49 56 с. ш., 36 56 в. д.). Измерения проводятся в частотной полосе от 1 до 300 Гц [10]. 2.2. Ñèñòåìà ðåãèñòðàöèè ÑÍ× ïîëåé íà ÓÀÑ è â îáñåðâàòîðèè SOUSY. Ïåðâè÷íàÿ îáðàáîòêà äàííûõ Второй наблюдательный пункт расположен на УАС, на острове Галиндез, вблизи Антарктичес- кого полуострова (65 14 ю. ш., 64 15 з. д.). Систематические измерения СНЧ полей здесь проводятся с 2002 г. [11]. Следует заметить, что Антарктида является идеальным местом для на- блюдения шумановского резонанса, поскольку здесь, во-первых, отсутствуют местные грозы, а во-вторых, минимален уровень локальных тех- ногенных помех. Измерения проводятся с помо- щью нескольких индукционных двухкомпонентных магнитометров производства Львовского центра Института космических исследований НАН Ук- раины и ГКА Украины. Частотная полоса изме- рений составляет 300 Гц. Анализ шумановских ре- зонансов проводится в диапазоне 0.3 60 Гц. Третий наблюдательный пункт (обсерватория SOUSY) находится в Норвегии, на острове Свал- бард (78 10 с. ш., 16 00 в. д.). Измерительная аппаратура там такая же, как и на УАС, а наблю- дения проводятся с 2013 г. Этот пункт также имеет выгодное местоположение, поскольку находится в Северном полушарии, в еще более высоких широтах, чем УАС, вдали от крупных городов и от грозовых центров. Методика предварительной обработки СНЧ данных, одинаковая во всех пунктах наблюдений, состояла в следующем. Суточная запись, полу- ченная в двух взаимоперпендикулярных каналах горизонтальных магнитных антенн, разбивалась на десятиминутные интервалы, для каждого из которых рассчитывались усредненные энергети- ческие, а затем и взаимные спектры. Массивы усредненных спектров с разрешением 0.12 Гц визуализировались в виде спектрограмм. Масси- вы спектров с разрешением 1 Гц дополнительно сглаживались с использованием усредняющего временного окна шириной 1 ч [12]. Для дальней- шего сопоставления с температурными данными оценивалась интенсивность шумов в диапазоне частот от 7.5 до 8.5 Гц, в окрестностях первого максимума шумановского резонанса. В процедуру предварительной обработки вхо- дило также вычисление средних значений поляри- зационных параметров. На первом этапе усредня- лись квадратичные по полю величины – энергети- ческие, взаимные спектры и параметры Стокса. На втором этапе рассчитывались средние поляри- зационные характеристики резонансных полей [11]. При вычислении средних значений исключались фрагменты регистраций с мощными помехами. Учитывая большой объем данных, полученный за многие годы наблюдений, необходимо было раз- работать алгоритм, обеспечивающий автомати- ческую выбраковку сильно зашумленных записей. Для примера на рис. 1 показаны 144 десятиминут- ных спектра, полученные 29 июля 2008 г. в НЧО. Все спектры можно условно разделить на две группы. Первая группа (1) имеет выраженный резонансный характер. Вторая (2) отличается мо- нотонно спадающим характером с повышенной спектральной плотностью во всей полосе анализа. Такое поведение спектров соответствует наличию типичной широкополосной помехи от близкого грозо- вого фронта. Рис. 1. Десятиминутные спектры, зарегистрированные 29 июля 2008 г. в НЧО магнитной антенной “север – юг” (слева), “запад – восток” (справа) 198 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 А. В. Пазнухов и др. Самым простым, но достаточно эффективным является способ отбраковки записей по крите- рию превышения порогового уровня спектраль- ной плотности. Все спектры, для которых зна- чения интенсивности в выбранной частотной полосе превышают заданный порог, считаются “испорченными” и исключаются из последующих расчетов. Уровень порога был подобран экспе- риментальным путем. На рис. 2 показаны усред- ненные суточные спектрограммы сигналов, за- регистрированных в НЧО в июле 2008 г. (без отбраковки – слева, и после процедуры отбраков- ки – справа). Разница в качестве спектров, осо- бенно в области первого мода шумановского резонанса, очень наглядна. Рассмотренный алго- ритм применялся для предварительной обработ- ки во всех пунктах наблюдения. 2.3. Ìåòîäèêà îáðàáîòêè òåìïåðàòóðíûõ äàííûõ В качестве исходного массива данных для оце- нок температуры в планетарном масштабе мы использовали интернет-ресурс <ftp://ftp.ncdc.noaa. gov/pub/data/gsod> (Federal Climate Complex Global Surface Summary оf Day Data). Эти данные пре- доставляются Всемирной метеорологической организацией (WMO) и Национальным центром климатических данных США (NCDC), которые обеспечивают ежедневное обновление информа- ции, получаемой со всех зарегистрированных на- земных метеорологических станций, количест- во которых превышает 10000 по всему земному шару. Станции расположены на земной поверхнос- ти неравномерно. Наибольшее их количество на- ходится в Западной Европе и Северной Америке. Расположение станций приведено на карте мира (рис. 3). Архив данных ведется с 1929 г. по сегод- няшний день. Станции передают сведения о 18 метеорологических параметрах: средних значе- ниях температуры воздуха за каждые сутки, ат- мосферном давлении, приведенном к уровню моря, атмосферном давлении на станции, точках росы, количестве осадков, скорости ветра и других ха- рактеристиках. Съем текущих показаний прово- дится раз в три часа. Для оценки региональных значений среднесу- точной температуры воздуха весь земной шар был разбит на ячейки с равными угловыми разме- рами – 10 по широте и долготе. Таким образом по широте поверхность Земли была разбита на 18 ячеек, а по долготе – на 36. Площадь получен- ных ячеек уменьшается от экватора к полюсам, однако, поскольку в настоящей работе рассмат- риваются территории, лежащие в низких широ- тах, этим различием можно пренебречь. Каждая из метеостанций ассоциируется с определенной ячейкой. Среднесуточные значения температу- ры приземного слоя воздуха, полученные на всех Рис. 2. Усредненные суточные спектрограммы СНЧ шумов, зарегистрированных в НЧО в июле 2008 г. магнитной антенной “север – юг” (верхние панели) и “запад – восток” (нижние панели) без выбраковки помех (слева) и с исключением помех (справа) ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 199 Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине станциях, попадающих в конкретную ячейку, ус- реднялись, и таким образом определялась сред- няя температура каждой региональной ячейки. Дальнейший анализ проводился с использованием этих среднесуточных значений. Для вычисления средней температуры в африканском грозовом центре рассматривалась территория, отмеченная на рис. 3 серым контуром на фоне Африканского континента. В эту область входит более 200 ме- теорологических станций. 3. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé Грозовая активность на планете формируется тре- мя мировыми грозовыми центрами, расположен- ными в низких широтах Юго-Восточной Азии, Африки и Латинской Америки. Максимумы их активности наблюдаются приблизительно в 08:00, 15:00 и 21:00 UT (мирового времени) [1, 13]. Африканский центр является наиболее компакт- ным в сравнении с азиатским и американским, которые занимают значительно больший интер- вал долгот и широт. Поэтому для сопоставления характеристик ШР с метеорологическими данны- ми был выбран временной интервал с 13:00 до 17:00 UT, в котором грозовая активность Аф- рики достигает максимума. Поскольку направле- ние прихода регистрируемого на УАС СНЧ сигна- ла из Африки близко к 90 , для дальнейшей обра- ботки использовались записи магнитной антенны “север – юг”, максимумы диаграммы направлен- ности которой ориентированы перпендикулярно меридиану – на восток и запад. Для двух других приемных пунктов азимут прихода принимаемого от африканского грозового центра сигнала близок к 180 , поэтому использовались данные антенны “восток – запад”, максимумы диаграммы направ- ленности которой ориентированы в меридиональ- ном направлении. Ранее авторами [4, 5] и нами [8] было показа- но, что, используя данные глобального ШР, мож- но отслеживать изменения приземной темпе- ратуры. В настоящей работе рассмотрена воз- можность одновременного использования данных нескольких приемных пунктов, расположенных на большом расстоянии друг от друга. При определении эффективной интенсивности сигналов ШР следует учитывать дальность до источников излучения и дисперсионные свойства резонатора. Для оценки фактической интенсив- ности источника по значению, измеренному в пункте наблюдения, воспользуемся моделью то- чечного источника в изотропном резонаторе. Рис. 3. Карта расположения метеорологических станций (белые точки) на земном шаре <http://www.ncdc.noaa.gov>. Серым контуром показана упрощенная конфигурация территории Африки, для которой оценивалась средняя температура воздуха [8] 200 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 А. В. Пазнухов и др. Подробно такой подход рассмотрен в работах [2, 14]. Результаты расчетов показаны на рис. 4, а. По горизонтальной оси отложена частота сигна- ла, и, поскольку расчеты проводились для перво- го резонансного мода, область частот ограниче- на значением 12 Гц. По вертикальной оси отло- жена дистанция от источника до пункта наблю- дения в диапазоне от 3 до 20 Мм. Интенсивность СНЧ поля отражена цветом. Область вблизи ис- точника не показана, поскольку при такой мето- дике расчета поле точечного источника в этой области стремится к бесконечности. Отметим, что аппроксимация точечным источником в ре- альности распределенного в пространстве источ- ника оправдана, в особенности для высокоширот- ных пунктов наблюдения, удаленных от эквато- риальных центров ГГА на расстояния порядка 10 Мм. Адекватность такой упрощенной модели, как будет показано ниже, проверена и в нашем исследовании. По представленному на рис. 4, а распределе- нию была построена модельная калибровочная кривая относительной интенсивности источника на пиковой частоте в зависимости от дальности ( ),I D аппроксимированная полиномом четвертой степени [14], (рис. 4, б): 2 3 4 0 1 2 3 4( ) ,I D c c D c D c D c D     где 0 115.548,c  1 30.458,c  2 7.19917,c  3c  0.564899, 4 0.0133658.c  В дальнейшем эта кри- вая использовалась для определения эквивалент- ной активности грозовых центров при построении феноменологической модели связи приповерхно- стного температурного режима с мировой грозо- вой активностью. Отметим, что при построении распределения модельного спектра интенсивнос- ти сигнала и калибровочной кривой было исполь- зовано одно из наиболее адекватных на сегодня представление для профилей проводимости ионо- сферы, опубликованное в работе [15]. Рассмотрим теперь алгоритм определения расстояния до источника при расчете фактичес- кой активности грозового центра. Ранее для оцен- ки расстояния до источника [8] мы использовали измеренные значения пиковых частот, вычислен- Рис. 4. Распределение модельного спектра интенсивности горизонтальной компоненты магнитного поля сигнала ШР в зави- симости от частоты и дистанции источник – наблюдатель (а); калибровочная кривая для расчета действительной интенсивно- сти сигнала по значению, регистрируемому в приемном пункте, в зависимости от дистанции источник – наблюдатель (б) ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 201 Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине ные по данным СНЧ наблюдений на УАС. Одна- ко сопоставление рассчитанных таким образом расстояний со спутниковыми картами распреде- лений молниевых разрядов, полученными аппа- ратом LIS (Lightning Imaging Sensor) [16], пока- зывает наличие систематической ошибки. Для распределенных в пространстве континен- тальных источников определялся эффективный точечный, средне взвешенный, центр масс: 0 0 0 ( ) d , ( )d S S r r S r r S          где 0r  – положение центра масс, r  – радиус-век- тор на плоскости распределения, 0S – границы об- ласти континентального центра (задавалась в виде прямоугольника). Таким образом были получены координаты центра масс для каждого сезона, ко- торые считались координатами эффективного то- чечного грозового источника. Они применялись для определения расстояний от пунктов наблю- дения до источников и поправочных коэффициен- тов, используемых при расчете интенсивности ис- точников (табл. 1). Затем путем интерполяции были определены поправочные коэффициенты, корректирующие наблюдаемые значения интенсивности, для каж- дого месяца года. Заметим, что поправочные коэффициенты для африканского источника (из- за близости расположения) наиболее существен- но влияют на интенсивность сигнала в пункте наблюдения, расположенном в НЧО. Для УАС и SOUSY они слабо влияют на конечный резуль- тат, хотя и приводят к некоторым уточнениям. Максимальные значения поправочных коэффи- циентов получены для азиатского источника при наблюдении на УАС. Поэтому они обязательно должны учитываться при анализе гроз в азиатс- ком центре из Антарктики. Для совместного анализа годовых вариаций температуры воздуха и изменений интенсивнос- ти сигналов ШР использовались их среднемесяч- ные значения. В предыдущей работе [8] для со- поставления использовались данные только од- ного приемного пункта, расположенного на УАС (рис. 5). Данные усреднялись за период с 2002 по 2015 гг. Коэффициент корреляции между ва- риациями температуры и интенсивности СНЧ сигнала составлял 0.71. В настоящей статье использовались данные еще двух приемных пунктов – SOUSY и НЧО. Кроме того, база данных УАС была дополнена результатами измерений с 2016 до 2018 гг. Дан- ные SOUSY были получены в период с 2013 по 2018 гг., а данные НЧО – с 2009 по 2014 гг. Тем- пературные данные, как и раньше, взяты за пери- од с 2002 по 2015 гг. Годовые зависимости интенсивностей шума- новского резонанса на каждом из трех приемных пунктов были усреднены дополнительно со свои- ми весовыми коэффициентами. Полученный ре- зультат приведен на рис. 6 (кривая 1). Кривая 2 на рис. 6 демонстрирует среднегодовой ход тем- пературы. Оценивание среднеквадратичных от- клонений интенсивности шумановских резонансов и температуры было выполнено в предыдущей УАС– УАС– УАС– НЧО– НЧО– НЧО– SOUSY– SOUSY– SOUSY– Азия Африка Америка Азия Африка Америка Азия Африка Америка Расстояние до источника, Мм Зима 11.0 9.0 6.0 11.3 7.3 11.6 12.0 9.5 11.0 Весна 14.0 10.0 7.3 7.4 5.7 11.1 8.4 8.5 9.5 Лето 15.0 11.0 9.3 6.9 4.5 10.7 7.8 7.5 8.5 Осень 12.5 10.0 7.3 9.2 5.7 11.1 10.0 8.5 9.5 Поправочный коэффициент Зима 1.05 1.00 1.12 1.07 1.05 1.09 1.14 1.00 1.05 Весна 1.57 1.01 1.05 1.05 1.13 1.05 1.01 1.01 1.00 Лето 2.06 1.05 1.00 1.07 1.15 1.03 1.03 1.04 1.01 Осень 1.21 1.01 1.05 1.00 1.13 1.05 1.01 1.01 1.00 Таблица 1. Расстояние до источника и поправочный коэффициент для расчета интенсивности 202 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 А. В. Пазнухов и др. работе [8], соответствующие значения состави- ли 20 % и 10 %. Коэффициент корреляции между двумя зависимостями в случае многопозицион- ных измеренипй существенно возрос по сравне- нию с коэффициентом корреляции в случае одно- позиционного оценивания и достиг значения 0.88. Такой высокий уровень корреляции свидетельст- вует о справедливости гипотезы “ШР – глобаль- ный термометр” и адекватности использования модели эффективного точечного источника, а также об эффективности многопозиционных СНЧ измерений для контроля поведения приповерхно- стной температуры в регионах расположения мировых центров грозовой активности. 4. Âûâîäû Проведены долговременные синхронные трехпо- зиционные измерения характеристик ШР в Антар- ктиде, Арктике и Украине. Показано наличие сильной связи между припо- верхностной температурой воздуха и интенсив- ностью шумановского резанонанса, вызванного Африканским грозовым центром (коэффициент взаимной корреляции равен 0.88). Установлено, что модель эффективного точеч- ного источника адекватно описывает сезонное поведение африканского грозового центра. Полученные результаты открывают перспек- тивы использования данных многопозиционного мониторинга сигналов ШР для контроля измене- ний глобальной температуры в регионах располо- жения мировых грозовых центров. Использование данных синхронных наблюде- ний в нескольких приемных пунктах также мож- но считать перспективным для оценки более краткосрочных (суточных и сезонных) вариаций глобальной температуры. Авторы считают своим приятным долгом побла- годарить научных сотрудников РИ НАН Украи- ны А. Г. Рохмана, А. С. Кащеева и Б. Ю. Гаври- люка за создание и многолетнее обслуживание приемных СНЧ пунктов в Украине, Антарктиде и Арктике. Мы благодарны также проф. А. П. Ни- колаенко за консультации и полезные советы при использовании разработанной им теоретической модели расчета полей ШР. Работа выполнена в рамках бюджетных НИР “Ятаган-3” (номер госрегистрации 0116U000035), “Зонд-5” (номер госрегистрации 0119U100354) и “Виддзеркалення” (номер госрегистрации 0118U100207), а также при частичной финан- совой поддержке в рамках конкурсных проек- тов “Шпицберген-2018” (номер госрегистрации 0118U000562), “Плазмосфера” (номер госрегист- рации 0117U003278) и “Гелиомакс-2018” (номер госрегистрации 0118U100280). Техническое обслу- живание и эксплуатация СНЧ комплекса в НЧО Радиоастрономического института НАН Украи- ны осуществляются за счет финансирования Рис. 5. Среднегодовой ход интенсивности первого мода шумановского резонанса на УАС до внесения поправки (кри- вая 1) и после (кривая 2) и среднегодовое распределение температуры воздуха в Африке (кривая 3). (Рисунок взят из работы [8]) Рис. 6. Среднегодовой ход интенсивности первого мо- да шумановского резонанса, усредненный по трем прием- ным пунктам (кривая 1) и температура воздуха в Африке (кривая 2) ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 203 Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине “Комплекса электромагнитной диагностики окру- жающего пространства” как объекта националь- ного достояния Украины. СПИСОК ЛIТЕРАТУРИ 01. Блиох П. В., Николаенко А. П., Филиппов Ю. Ф. Гло- бальные электромагнитные резонансы в полости Зем- ля–ионосфера. Киев: Наукова Думка, 1977. 199 с. 02. Nickolaenko A. P. and Hayakawa M. Resonances in the Earth-ionosphere cavity. Dordrecht: Kluwer Academic Publ., 2002. 03. Nickolaenko A. P., Shvets A., and Hayakawa M. Extre- mely Low Frequency (ELF) Radio Wave Propagation: A review. Int. J. Electron. Appl. Res. 2016. Vol. 3, Is. 2. P. 1–91. 04. Williams E. R. The Shuman resonance: A global tropi- cal thermometer. Science. 1992. Vol. 256, No. 5060. P. 1184–1186. DOI: 10.1126/science.256.5060.1184 05. Price C. and Rind D. The effect of global warming on lightning frequencies. Proceedings of the AMS 16th Confe- rence on Severe Storms and Atmospheric Electricity. Alber- ta, AB, Canada: American Meteorological Society. 1990. P. 748. 06. Price C. Evidence for a link between global lightning acti- vity and upper tropospheric water vapor. Nature. 2000. Vol. 406, No. 6793. P. 290–293. DOI: 10.1038/35018543 07. Sekiguchi M., Hayakawa M., Nickolaenko A. P., and Hobara Y. Evidence of a link between the intensity of Schu- mann resonance and global surface temperature. Ann. Geo- phys. 2006. Vol. 24, Is. 7. P. 1809–1817. DOI: 10.5194/ angeo-24-1809-2006 08. Пазнухов А. В., Ямпольский Ю. М., Николаенко А. П., Колосков А. В. Сопоставление вариаций температуры воздуха на Африканском континенте и интенсивности шумановского резонанса по долговременным наблюде- ниям в Антарктике. Радиофизика и радиоастрономия. 2017. Т. 22, № 3. С. 201–211. DOI: 10.15407/rpra22. 03.201 09. Лазебный Б. В., Аристов Ю. В., Пазнухов В. Е., Рох- ман А. Г. Подавление локальных помех при наблюде- ниях шумановских резонансов. Радиофизика и радио- астрономия. 1998. Т. 3, № 1. С. 33–36. 10. Пазнухов В. Е., Буданов О. В., Рохман А. Г., Арис- тов Ю. В. Приемно-измерительный комплекс СНЧ диа- пазона с УКВ ретранслятором. Радиофизика и радио- астрономия. 2010. Т. 15, №. 1. С. 39–49. 11. Электромагнитные проявления геофизических эффек- тов в Антарктиде. Под ред. Л. Н. Литвиненко, Ю. М. Ямпольского. Харьков: РИ НАН Украины, НАНЦ МОН Украины, 2005. 342 с. 12. Колосков А. В., Безродный В. Г., Буданов О. В., Паз- нухов В. Е., Ямпольский Ю. М. Поляризационный мониторинг шумановских резонансов в Антарктике и восстановление характеристик мировой грозовой ак- тивности. Радиофизика и радиоастрономия. 2005. Т. 10, № 1. С. 11–29. 13. Bliokh P. V., Nickolaenko A. P., and Filippov Yu. F. Schu- mann Resonances in the Earth-Ionosphere Cavity. Oxford, UK: Peter Peregrinus, 1980. 175 p. 14. Nickolaenko A. P. and Hayakawa M. Schumann Reso- nance for Tyros: Essentials of Global Electromagnetic Re- sonance in the Earth-Ionosphere Cavity. Tokyo, Japan: Springer, 2014. 348 p. DOI: 10.1007/978-4-431-54358-9 15. Galuk Yu. P., Nickolaenko A. P., and Hayakawa M. Amp- litude variations of ELF radio waves in the Earth–iono- sphere cavity with the day–night non-uniformity. J. Atmo- spheric Sol.-Terr. Phys. 2018. Vol. 169. P. 23–36. DOI: 10.1016/j.jastp.2018.01.001 16. Christian H. J., Blakeslee R. J., and Goodman S. J. Light- ning Imaging Sensor (LIS) for the Earth Observing System. NASA Technical Memorandum 4350. Huntsville, AL: MSFC, 1992. REFERENCES 01. BLIOKH, P. V., NICKOLAENKO, A. P. and FILIP- POV, YU. F., 1977. Global electromagnetic resonances in the Earth-ionosphere cavity. Kiev, Ukraine: Naukova Dumka Publ. (in Russian). 02. NICKOLAENKO, A. P. and HAYAKAWA, M., 2002. Resonances in the Earth-ionosphere cavity. Dordrecht: Kluwer Academic Publ. 03. NICKOLAENKO, A. P., SHVETS, A. V. and HAYAKA- WA, M., 2016. Extremely Low Frequency (ELF) Radio Wave Propagation: A review. Int. J. Electron. Appl. Res. vol. 3, is. 2, pp. 1–91. 04. WILLIAMS, E. R., 1992. The Shuman resonance: A glo- bal tropical thermometer. Science. vol. 256, no. 5060, pp. 1184–1186. DOI: 10.1126/science.256.5060.1184 05. PRICE, C. and RIND, D., 1990. The effect of global war- ming on lightning frequencies. In: Proceedings of the AMS 16th Conference on Severe Storms and Atmospheric Elec- tricity. Alberta, AB, Canada: American Meteorological Society. p. 748. 06. PRICE, C., 2000. Evidence for a link between global light- ning activity and upper tropospheric water vapor. Nature. vol. 406, no. 6793, pp. 290–293. DOI: 10.1038/35018543 07. SEKIGUCHI, M., HAYAKAWA, M., NICKOLAEN- KO, A. P. and HOBARA, Y., 2006. Evidence of a link between the intensity of Schumann resonance and glo- bal surface temperature. Ann. Geophys. vol. 24, is. 7, pp. 1809–1817. DOI: 10.5194/angeo-24-1809-2006 08. PAZNUKHOV, A. V., YAMPOLSKI, Y. M., NICKO- LAENKO, A. P. and KOLOSKOV, A. V., 2017. Compari- son of Air Temperature Variations on the African Conti- nent and the Schumann Resonance Intensity by Using Long- Term Antarctic Observations. Radio Phys. Radio Astron. vol. 22, no. 3, pp. 201–211. (in Russian). DOI: 10.15407/ rpra22.03.201 09. LAZEBNY, B. V., ARISTOV, Y. V., PAZNUKHOV, V. E. and ROKHMAN, A. G., 1998. Suppression of Local In- terferences while Observing Schumann Resonances. Radio Phys. Radio Astron. vol. 3, no. 1, pp. 33–36. (in Russian). 10. PAZNUKHOV, V. E., BUDANOV, O. V., ROKH- MAN, A. G. and ARISTOV, Y. V., 2010. ELF Receiving Complex with VHF Retransmitter. Radio Phys. Radio Astron. vol. 15, no 1, pp. 39–49. (in Russian). 11. LYTVYNENKO, L. N. and YAMPOLSKI, Y. M., eds., 2005. Electromagnetic manifestations of geophysical effects in Antarctica. Kharkiv, Ukraine: IRA NASU, NASCU MESU. (in Russian). 204 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 А. В. Пазнухов и др. 12. KOLOSKOV, A. V., BEZRODNY, V. G., BUDANOV, O. V., PAZNUKHOV, V. E. and YAMPOLSKI, Y. M., 2005. Polarization Monitoring of the Schumann resonances in the Antarctic and Reconstruction of the World Thunder- storm Activity Characteristics. Radio Phys. Radio Astron. vol. 10, no 1, pp. 11–29. (in Russian). 13. BLIOKH, P. V., NICKOLAENKO, A. P. and FILIP- POV, YU. F., 1980. Schumann resonances in the Earth- ionosphere cavity. Oxford, UK: Peter Peregrinus. 14. NICKOLAENKO, A. P. and HAYAKAWA, M., 2014. Schumann Resonance for Tyros: Essentials of Global Elec- tromagnetic Resonance in the Earth-Ionosphere Cavity. Tokyo, Japan: Springer. DOI: 10.1007/978-4-431-54358-9 15. GALUK, YU. P., NICKOLAENKO, A. P. and HAYAKA- WA, M., 2018. Amplitude variations of ELF radio waves in the Earth-ionosphere cavity with the day-night non- uniformity. J. Atmospheric Sol.-Terr. Phys. vol. 169, pp. 23–36. DOI: 10.1016/j.jastp.2018.01.001 16. CHRISTIAN, H. J., BLAKESLEE, R. J. and GOOD- MAN, S. J., 1992. Lightning Imaging Sensor (LIS) for the Earth Observing System. NASA Technical Memorandum 4350. Huntsville, AL: MSFC. A. V. Paznukhov 1, Y. M. Yampolski 1, A. V. Koloskov 1, 2, C. Hall 3, V. E. Paznukhov 1, and O. V. Budanov 1 1 Institute of Radio Astronomy, National Academy of Sciences of Ukraine, 4, Mystetstv St., Kharkiv, 61002, Ukraine 2 State Institution “National Antarctic Scientific Center”, Ministry of Education and Science of Ukraine, 16, Taras Shevchenko Blvd., Kyiv, 01601, Ukraine 3 Tromsø Geophysical Observatory, UiT – The Arctic University of Norway, PO Box 6050 Langnes, N-9037, Tromsø, Norway CORRELATION BETWEEN AIR TEMPERATURE AND THUNDERSTORM ACTIVITY IN AFRICA ACCORDING TO THE ELF MEASUREMENTS IN ANTARCTICA, ARCTICA AND UKRAINE Purpose: Search for the connection of seasonal variations in cha- racteristics of the Earth-ionosphere global resonator with air temperature in Africa. Comparison of results obtained in Arctica, Antarctica and in the midlatitudes of the Northern Hemisphere with the surface temperature of African continent. Checking the effectiveness of the point source model for de- scribing the seasonal change in the position of regions with the greatest thunderstorm activity. Design/methodology/approach: The method of correlation ana- lysis of time series was used. According to the long-term moni- toring of the natural noise of the extremely low frequency (ELF) range at the Ukrainian Antarctic Station (UAS), at the Low Fre- quency Observatory of the Institute of Radio Astronomy, Na- tional Academy of Sciences of Ukraine in Martove village (Ukraine), as well as at the SOUSY observatory (Spitsbergen), seasonal changes in the level of the first mode of Shumann resonance was restored by the activity of the African thunder- storm center. The average air temperature in the African conti- nent over the same period was estimated according to the global network of meteorological stations. When estimating the inten- sity of the resonance maximum of extremely low frequency ra- diation, a correction has been introduced for the distance to the source of lightning discharges. Findings: The presence of a strong relationship between the surface air temperature of the equatorial and sub-equatorial regions of Africa and the intensity of the Schumann resonan- ce generated by the African thunderstorm center is shown. It is shown that the model of an effective point source adequate- ly describes the seasonal behavior of the African thunderstorm center. Conclusions: The developed technique can be applied at various receiving points for studying all continental thunderstorm cen- ters. Such an approach will be useful for developing the concept of using the Schumann resonator as a “global thermometer”. Simultaneous observations in several receiving points can be- come promising also for estimating shorter (several days) varia- tions in global temperature. Key words: extremely low frequency noises, Schumann reso- nance, global thermometer, African center of global thunderstorm activity О. В. Пазнухов 1, Ю. М. Ямпольський 1, О. В. Колосков 1,2, К. Холл 3, В. Є. Пазнухов 1, О. В. Буданов 1 1 Радіоастрономічний інститут НАН України, вул. Мистецтв, 4, м. Харків, 61002, Україна 2 Державна установа “Національний антарктичний науковий центр” МОН України, б-р Тараса Шевченка, 16, м. Київ, 01601, Україна 3 Геофізична обсерваторія Тромсе, Університет Тромсе – Арктичний університет Норвегії, а/с 6050 Лангнес, Н-9037, м. Тромсе, Норвегія ЗВ’ЯЗОК ТЕМПЕРАТУРИ ПОВІТРЯ З ГРОЗОВОЮ АКТИВНІСТЮ В АФРИЦІ ЗА ДАНИМИ ННЧ ВИМІРЮВАНЬ В АНТАРКТИЦІ, АРКТИЦІ ТА УКРАЇНІ Предмет і мета роботи: Пошук зв’язку сезонних варіацій характеристик глобального резонатора Земля – іоносфера з температурою повітря у Африці. Зіставлення результатів ННЧ вимірювань у Арктиці, Антарктиці та в середніх ши- ротах Північної півкулі з приповерхневою температурою Африканського континенту. Перевірка ефективності моделі точкового джерела для опису сезонної зміни положення об- ластей з найбільшою грозовою активністю. Методи та методологія: Використовувався метод кореля- ційного аналізу часових рядів. За даними багаторічного мо- ніторингу природних шумів наднизькочастотного діапазону на Українській антарктичній станції Академік Вернадський, в Низькочастотній обсерваторії Радіоастрономічного инсти- тута НАН України в с. Мартове (Україна), а також в обсерва- торії SOUSY (Шпіцберген), були відновлені сезонні варіації інтенсивності першого мода шуманівського резонансу, що визначаються активністю африканського грозового центру. ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 24, № 3, 2019 205 Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине Середні показники температури повітря африканського кон- тиненту за цей самий період були оцінені за даними глобаль- ної мережі метеорологічних станцій. При оцінці інтенсивності резонансного максимуму наднизькочастотного випроміню- вання введено поправку на дальність до джерела блискавко- вих розрядів. Результати: Показано наявність сильного зв’язку між по- верхневою температурою повітря в екваторіальних та су- бекваторіальних районах Африки і інтенсивністю сигналу шуманівського резонансу, викликаного африканським гро- зовим центром. Показано, що модель ефективного точково- го джерела адекватно описує сезонну поведінку африкансь- кого грозового центру. Висновок: Розроблена методика може бути застосована у різних приймальних пунктах для дослідження усіх континен- тальних грозових центрів. Такий підхід буде корисним для розвитку концепції використання шуманівського резо- натора в якості “глобального термометра”. Синхронні спос- тереження у декількох приймальних пунктах можуть стати- ся перспективними і для оцінки більш короткострокових (у масштабі днів) варіацій глобальної температури. Ключові слова: наднизькочастотні шуми, шуманівський ре- зонатор, глобальний термометр, африканський центр світо- вої грозової активності Статья поступила в редакцию 13.05.2019

Связь температуры воздуха с грозовой активностью в Африке по данным СНЧ измерений в Антарктике, Арктике и Украине

Institution

Ähnliche Einträge