Исследование вариаций геомагнитного поля и крайненизкочастотного электромагнитного фона на территории Горного Алтая как экологического фактора

Объект исследования: геомагнитные вариации и крайненизкочастотный электромагнитный фон на территории Горного Алтая, их влияние на сердечно-сосудистую систему Цель работы:Построение модели параметров электромагнитной среды Горного Алтая, меняющихся в зависимости от космической погоды, сезонных и суточных изменений. Предмет исследования: связи геомагнитных вариаций и крайненизкочастотного электромагнитного фона с индексами кольцевого тока, аврорального электроджета, скоростью солнечного ветра, межпланетным магнитным полем, молниевой активностью, временем года и суток, солнечной активностью Методы или методология проведения работы: Корреляционно-регрессионный анализ, спектральный анализ данных, фрактальный анализ, автоматизированные измерения геомагнитных вариаций и КНЧ электромагнитного фона, сонификация данных Основные результаты работы: 1. Возобновлена регистрация геомагнитных вариаций (с 20.05.2021) и КНЧ электромагнитного фона (с 29.08.2021) на магнитной станции "Байгазан" после смены персонала кордона (прежний персонал вышел на пенсию). Восстановлена работа энергосистемы станции, проведена её модернизация. Разработано программное обеспечение, позволяющее пересчитывать данные о дате регистрации, полученные на старых моделях GPS после апреля 2019 г. Разработан и изготовлен регистратор для оверхаузеровского магнитометра POS-1, 21.08.2022 магнитометр установлен на станции, осуществляет регистрацию полного вектора с темпом измерений раз в 3 сек. 2. Отработана методика расчета суточных вариаций путем усреднения сглаженных по Льюису (в окне 60 мин) минутных средних за 5 магнитоспокойных дней. Получены суточные вариации для Алтая за все месяцы 2011-14 г. Погрешность расчета сопоставима со стандартной методикой. Выявлено влияние аврорального электроджета на суточную вариацию на Алтае в зимние месяцы. 3. На примере января 2011 г. показана возможность определения влияния аврорального электроджета на магнитные вариации на Алтае при помощи корреляционно-регрессионного анализа в скользящем окне шириной 2 часа. В вечернем секторе коэффициенты пропорциональности между значениями компонент и индексом западного электроджета AL достигают по модулю величины 0,05, в утреннем секторе коэффициенты связи горизонтальной компоненты с индексом восточного электроджета AU – величины 0,07. 4. Обнаружена сильная корреляционная связь горизонтальной компоненты, очищенной от суточной вариации, с индексом кольцевого тока Dst. Средний коэффициент пропорциональности за 2011 г. равен 0,7. 5. Рассчитаны фрактальные размерности по Хигучи (ФРХ) для геомагнитных вариаций за 2011-13 гг. на Алтае (одно значение на 45 минутный интервал). Выявлено наличие суточной вариации фрактальной размерности, её вклад в изменчивость ФРХ составляет от 30 до 40 процентов от общей дисперсии. Проведен корреляционный анализ ФРХ вариаций трёх компонент геомагнитного поля и характеристик космической погоды. Выявлены корреляционные связи с логарифмами АЕ-индекса, модуля межпланетнного магнитного поля и скорости солнечного ветра. Около четверти изменчивости ФРХ контролируется вариациями этих параметров 6. Разработана методика выделения микропульсаций геомагнитного поля из данных кварцевого вариометра путем численного дифференцирования его сигнала. В качестве характеристики активности пульсаций использовались интегралы спектральной плотности мощности временных производных компонент геомагнитного поля в полосе частот микропульсаций классов Pc1, Рс2-4, Рс5. Показана сильная изменчивость этих параметров (на 5 порядков). Суточная динамика обеспечивает изменчивость активности пульсаций на 1-2 порядка. Обнаружена корреляция средней силы мощности пульсаций со скоростью солнечного ветра и слабая корреляция частоты с индукцией межпланетного магнитного поля. 7. Как дополнительное средство идентификации пульсаций предложено использовать сонификацию временной производной D-, H-каналов с ускорением проигрывания в 400, 2000, 10000 раз. Начата работа по идентификаций звуковых образов «космической погоды»: получены звуковые образы иррегулярных пульсаций Pi1B («раскат грома»), Pi1C («дождь»). Показано, что получаемые при сонификации данных геомагнитных вариаций mp3-файлы можно использовать как звуковые дорожки для рядов изображений короны Солнца, получаемых космическим аппаратом SOHO. Подготовлен ролик за 8-18 марта 2012 г., хорошо иллюстрирующий синхронность изменения состояния Солнца и геомагнитных вариаций на Алтае. Ролик размещен на сайте лаборатории геофизики ГАГУ. 8. Построена модель расчета амплитуды первого шумановского резонанса на основе данных мировой сети WWLN о положении грозовых разрядов, описывающая около 20% изменчивости этого параметра. Выявлено наличие широкополосных сигналов на Байгазане, не связанных с мировой грозовой активностью. Построена сезонно-суточное распределение амплитуды и частоты первых трех шумановских резонансов на Алтае за 2015-2022 гг. Отмечено ведущее влияние на амплитуду шумановсокого резонанса Азиатского центра грозовой активности и чуть меньшее – Американского центра грозовой активности. Выявлена сильная корреляционная связь между частотой первого шумановского резонанса и солнечной активностью. 9. Разработана программа для анализа и регистрации параметров спектральных резонансных структур (СРС) в крайненизкочастотном электромагнитном фоне, позволяющая в полуавтоматическом режиме определять частоты и амплитуды СРС. Построена регрессионная модель, связывающая обратное значение критической частоты ионосферного слоя F2 и частоту первого минимума СРС на Алтае. 10. Приобретен и освоен холтеровский монитор «Валента». На результатах суточного ЭКГ-мониторинга на добровольцах обнаружено наличие слабой корреляционной связи между RR-интервалом и частотой пересечения резонансов Леднёва со спектром геомагнитного поля в дневное время суток и антикорреляция во время сна. Степень внедрения: Все разработанные программы используются для обработки данных магнитной станции и могут представлять интерес для профессионалов-магнитологов. Область применения: Модель электромагнитной среды Горного Алтая необходима для дальнейших исследований в области электромагнитной экологии.Связь частот экстремумов СРС с критической частотой ионосферного слоя F2 позволяет использовать данные магнитной станции «Байгазан» для мониторинга состояния ионосферы над Алтаем. Значимость работы: Создание модели электромагнитной среды Горного Алтая обеспечит базу для оценки степени влияния космической погоды и антропогенного электромагнитного загрязнения на функциональное состояние населения Республики Алтай Ссылки на Интернет-ресурсы и источники: Можно ли услышать солнечный ветер? /А.Ю. Гвоздарев, В.Ю. Маловаhttps://www.youtube.com/watch?v=sYClP0s6Oio&list=PL5QxTgza_rS6QgHDWHsCGvZ7Jg_bMals6&index=27 Озвученные ряды изображений короны Солнца / А.Ю. Гвоздарев, Г.А. Шевченко https://www.youtube.com/watch?v=TDYGXTVj-1k Данные магнитной станции Байгазан: альфвеновские резонансы / А.Ю. Гвоздарев, Е.О. Учайкин, А.А. Колмаков С.В. Келюев http://foto.gasu.ru/index.php/category/1230-2018 Данные магнитной станции Байгазан: шумановские резонансы / А.Ю. Гвоздарев, Е.О. Учайкин, А.А. Колмаков С.В. Келюевhttps://foto.gasu.ru/index.php/category/1240-2018 Подведены итоги 6-летнего мониторинга «эха гроз» на Алтае / А.Ю. Гвоздарев, А.А. Колмаков https://www.gasu.ru/university/news/12428/?sphrase_id=82160