3.4. Геомагнитный режим и встречаемость гроз

Солнечная активность оказывает большое, а в отдельных случаях определяющее влияние на некоторые земные процессы, особенно геофизические (ионосферные, геомагнитные), а также метеорологические [Иванов-Холодный, Ким, 1990]. В связи с тем, что грозовые процессы являются частью энергоемких процессов в атмосфере, нами были проанализированы распределения грозовой активности в дни с различной геомагнитной активностью.

Рассматривая вопрос взаимосвязи магнитного режима с характером грозовой активности, напомним приуроченность суточного максимума событий ко времени унитарной осцилляции электрического поля Земли [Марксон, 1982; Орленок, 1985; Свиркунов, 1987; Кузнецов, 1990]. Именно в сущности данной закономерности лежит основание к тому, что определенное количество гроз, в соответствующих геолого-геофизических средах, должно быть чувствительно к некоторым пороговым дозам возмущения геомагнитного поля. Первая попытка поиска сгущения грозовых событий была успешно осуществлена в середине 1990-х годов [Дмитриев и др., 1998]. Был выявлен на территории США максимум встречаемости торнадо высоких классов (интенсивностью F≥3). При значении общепланетарного индекса С9=6, к этой величине возмущения геомагнитного поля приурочено в среднем около 80% событий.

Изучение связи пороговых значений геомагнитного поля с грозовой активностью Горного Алтая было затруднено тем, что нет надежной классификации гроз по интенсивности. Поэтому в расчет принимается весь массив данных по всей территории. Для увеличения надежности искомой зависимости были взяты основные общепланетарные коэффициенты оценки интенсивности геомагнитных возмущений - С9, Кр, Ар.

Как уже указывалось, анализ грозовой активности производился имеющимися ГМС, которые расположены на разных гипсометрических уровнях, в разных погодных условиях и в различных геолого-геофизических средах. Не исключено, что особые грозоактивные районы и участки с пониженной встречаемостью гроз должны иметь контрастные геолого-геофизические характеристики. Поэтому представляет интерес вопрос о том, во всех ли конкретных обстановках грозы "ощущают" пороговые значения возмущения геомагнитного поля.

С целью проверки данного предположения по индексу С9 была построена гистограмма встречаемости гроз по всем ГМС исследуемой территории (рис.16). Общий спад грозовой активности с возрастанием величины С9 естественен и связан с уменьшением числа суток с геомагнитными бурями. В тоже время, обращает на себя внимание выделение ряда ГМС по количеству гроз в дни с различной геомагнитной активностью. Учитывая ранее полученный результат по высыпаниям торнадо на территории США (Дмитриев и др., 1998) и тот факт, что это значение индекса С9 приходится на наиболее энергоемкие события, то можно сделать следующее правдоподобное предположение. На территории Горного Алтая имеется определенный класс высокоинтенсивных гроз, структурообразование которых и энергия их выявления связана с общим состоянием геомагнитного поля.


Рис.16. Проявление грозовой активности в дни с различным индексом С9 (по ГМС)

Конечно, этот вопрос требует дополнительной инструментальной и оперативной доработки. Следует учесть два вида геомагнитных бурь - спорадические и рекуррентные, зависящие от изолированных и рекуррентных солнечных вспышек (Марков, 1983; Казаков и др., 1989; Чистяков, 1996). Вполне возможно, что статистика может выявить с каким типом бурь связан всплеск грозовой активности на исследуемой территории, по достижении магнитного возмущения С9=6.

Для дальнейшего изучения влияния геомагнитной активности на грозовую активность Горного Алтая мы нормировали общее количество гроз по ГМС в дни с определенной геомагнитной активностью (С9) на общее количество гроз по ГМС в дни с определенной геомагнитной активностью (С9). В связи с тем, что по каждой ГМС имеется различный временной ряд наблюденных данных, то мы также пронормировали полученные данные грозовой активности в дни с различной геомагнитной активностью на число лет наблюдений по данной ГМС. Затем, провели нормировку на общее количество дней с определенными значениями индекса геомагнитной активности. Данной операцией мы учли общее количественное распределение дней с различной геомагнитной активностью и получили реагирование грозовой активности по каждой ГМС на разные значения С9 (от 0 до 9) (рис.17).


Рис.17. Изменение коэффициента проявления гроз при разном индексе геомагнитной активности С9 (по ГМС)

Полученные данные свидетельствуют, что среди ГМС Горного Алтая существует ряд станций, грозовая активность на которых существенно реагирует на геомагнитную активность Земли. По данным ГМС Чемал грозовая активность на данной станции протекает в дни с большими значениями индексов С9 (8-9). По данным ГМС Шебалино здесь интенсивно протекают грозовые процессы при индексах С9 от 0 до 8.

В продолжении исследований зависимости грозовых процессов от режимов ГМП и Солнечной активности на территории Горного Алтая рассмотрим результаты работы (Гвоздарев, Сахаров, 2006). Изучая связи грозоактивности с индексами геомагнитной активности (Ap, Kp,C9) в многопараметрической постановке задачи: дата, номер суток солнечного оборота, интенсивность космических лучей, число гроз в данный день, кольцевой ток (Dst) и т.д., - было выявлено, что (Гвоздарев, Сахаров, 2006): "Коэффициенты корреляции имеют очень малые значения, хотя корреляционная связь является достоверной из-за большой статистики... Максимальный (по модулю) коэффициент корреляции числа гроз с геомагнитными индексами (Ap, Kp,C9) наблюдается при сдвиге на два дня. По-видимому, грозы реагируют на солнечные вспышки, так как они происходят за два-три дня до геомагнитных возмущений. Индекс кольцевого тока (Dst) имеет положительную связь с числом гроз, причем наблюдается два максимума, первый из которых, по-видимому, является реакцией на солнечную вспышку (наблюдается при сдвиге на три дня), а второй приходится на время 6-7 дней после геомагнитного возмущения и его природа пока неизвестна" (подчеркнуто нами).

Как и в других результатах исследования причин проявления гроз в данном пространстве и времени, и мы, и цитируемые нами авторы, встречаем непреодолимую интерпретационную трудность. По крайней мере, в случае синхронизации вспышечной активности солнца и возникновения грозы на территории Горного Алтая, требуется знание "передаточного" механизма в звене "Солнце - Горный Алтай". Естественно, что такое знание передаточной среды требует, в свою очередь, досконального знания физики грозового процесса и физики молниевого разряда в частности. Имеющийся разрыв между знанием физической природы грозового процесса и его лабораторным способом имитации (электропробой атмосферы) представляет собой серьезнейший познавательный недостаток в том числе и фундаментальной физики.

Таким образом, нами зафиксировано реагирование ряда ГМС Горного Алтая на геомагнитные возмущения. Выявленный нами факт реагирование грозовой активности на Солнечную активность позволяет сделать предположение о различной степени реагировании территорий Горного Алтая, на которых расположены ГМС. Наиболее активной на процессы на Солнце является ГМС Шебалино. Здесь расположен самый интенсивный грозовой очаг в Горном Алтае. Также данный очаг реагирует на изменение геомагнитной активности. Представленная корреляционная матрица (табл.4) реагирования грозовой активности на Солнечную активность представляет следующий ряд ГМС, имеющих высокий коэффициент корреляции с грозовой активностью ГМС Шебалино: Онгудай, Усть-Кокса, Уландрык, Усть-Кан, Турочак. В представленном ряду, ГМС Турочак является самым интенсивным грозовым очагом в регионе и в тоже время не самым реагируемым на Солнечно-земные процессы. Вполне возможно, что фактором, определяющим, степень реагирования грозовой активности на процессы на Солнце являются характеристики геолого-геофизического строения. В представленном ряду ГМС таким фактором может служить наличие вблизи данных ГМС активных разломов. Учитывая выявленные ранее закономерности реагирования низкоширотных террокосмических сияний (Дмитриев, 1988), активности проявления природных самосветящихся образований (Дмитриев, 1998; Шитов, 1999), грозовой активности (Дмитриев и др., 2002), мы можем провести картирование реагирования атмосферных процессов на солнечно-земные взаимосвязи.