Аннотация результатов, полученных в 2015 году
1) Выполнена сборка экспериментального образца патрульного телескопа для линии Н-альфа на ГАС ГАО РАН. Начаты тестовые испытания телескопа, данные выкладываются на сайте (http://solarstation.ru/sun-service/chromosphere). В период август-ноябрь было 76 наблюдательных дней. Телескоп выполняет наблюдения в центре и крыльях спектральной линии. 2) Начаты работы по строительству специально оборудованного павильона для установки патрульного телескопа в линии Н-альфа на наблюдательной площадке ГАС ГАО. Сделан проект установки целостата и телескопа, а также проект временного укрытия для телескопа на ГАС ГАО. Выполнены работы по возведению фундамента и оборудованию стенда для испытаний. 3) Выполнены проектные работы для сооружения обсерватории и установки патрульного солнечного телескопа на крыше учебного корпуса Государственного Университета в г. Элиста. 4) Проведены изыскания и получены разрешительные документы для строительства обсерватории Университета в г. Элиста. 5) Начаты работы по возведению обсерватории в г. Элиста. В частности выведен фундамент, завершается строительство площадки. Приобретены строительные материалы и комплектующие для сборки площадки и купола для установки патрульного телескопа. 6) Разработан программно-аппаратный комплекс для восстановления и прогноза параметров коронального магнитного поля на основе наблюдений телескопа-магнитографа оперативных прогнозов СТОП. Данные прогноза регулярно выкладываются на сайт астрономической станции (http://solarstation.ru/sun-service/forecast ). 7) Созданы базы данных солнечной активности в том числе: a) база данных солнечных пятен, включающая топологические свойства отдельных солнечных пятен (публикация: Tlatov A. G., Skorbez N.N. and Ershov V.N, Long-term Archive of the RGO Observatory, Proceedings of the Coimbra Solar Physics Meeting 2015 "Ground-based Solar Observations in the Space Instrumentation Era" in the ASP (Astronomical Society of the Pacific) Conference Series) b) База данных солнечных волокон по данным оцифровки Н-альфа синоптических карт за период 1919-2014 гг. (Tlatov A. G., Kuzanyan K.M., Vasil'yeva V.V., Tilt Angles of Solar Filaments over the Period 1919-2014, Solar. Phys. ) c) База данных наблюдений телескопа-магнитогафа СТОП (http://solarstation.ru/sun-service/magnetic_field). Study of Tlatov et al., Some Characteristics of Large Scale Solar Magnetic Fields during the Global Field Polarity Reversal according to Observations at the TelescopeMagnetograph Kislovodsk Observatory , Geomagnetism and Aeronomy Vol. 55, No. 7, 2015 969-975.) d) База данных наблюдений патрульного солнечного телескопа в линии K Ca http://solarstation.ru/sun-service/chromosphere (публикация: A. G. Tlatov, D. V. Dormidontov, R. V. Kirpichev, M. P. Pashchenko, and A. D. Shramko, Synoptic and Fast Events on the Sun According to Observations at the Center and Wings of the Ca II K Line at the Kislovodsk Mountain Station Patrol Telescope, Geomagnetism and Aeronomy Vol. 55, No. 7, 2015, p. 961-967). 8) Построена новая аналитическая модель наблюдаемых слоев солнечного пятна, в которой впервые была учтена возможность описания неосемметричных пятен и тонкой волокнистой структуры полутени пятна. Эта работа является продолжением работ по моделированию солнечных пятен различных размеров с учетом космических данных и данных, полученных на ГАС ГАО. Публикации: 1. Соловьев А.А., Киричек Е.А. Моделирование асимметричного солнечного пятна. Сб. труд. XIX Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца "Солнечная и солнечно-земная физика - 2015", 6-9 октября 2015 ГАО РАН, Санкт-Петербург, Россия, с. 329-334. 2. Живанович И., Соловьев А.А., Смирнова В.В. Радиальный профиль напряжённости магнитного поля в солнечном пятне по данным SDO/HMI, Сб. труд. XIX Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца "Солнечная и солнечно-земная физика - 2015", 6-9 октября 2015 ГАО РАН, Санкт-Петербург, Россия, с. 141-144. 3.Ефремов В.И., Парфиненко Л.Д., Соловьев А.А., Риехокайнен А. Долгопериодические колебания магнитного поля солнечного пятна по синхронным наблюдениям global oscillation network group (GONG) и MDI/SOHO, Сб. труд. XIX Всероссийская ежегодная конференция по физике Солнца "Солнечная и солнечно-земная физика - 2015", 6-9 октября 2015 ГАО РАН, Санкт-Петербург, Россия, с. 137-140. 4. V. V. Smirnova, A. A. Solov’ev, A. Riehokainen, and J. Kallunki, Modulation of Radio Source Radiation at a Frequency of 37 GHz by LongPeriod Oscillations of a Nearby Sunspot, Geomagnetism and Aeronomy Vol. 55, No. 7, 2015, 991-994. 5. A. A. Solov’ev, Sunspot Magnetic Structure and Interspot Radio Source Formation, Geomagnetism and Aeronomy Vol. 55, No. 7, 2015, 856-859. 6. Solov’ev А.А., Kirichek Е.А Analytical model of an asymmetric sunspot with a steady plasma flow in its penumbra, Solar Physics, 2015, принята к печати 9) Изучена переполюсовка крупномасштабного магнитного поля в 24-м цикле активности. Рассмотрена эволюция полярного магнитного поля, по данным наблюдений на телескопе-магнитографе СТОП, установленном на Кисловодской Горной астрономической станции ГАО РАН, и данных наблюдений волокон и протуберанцев в линии Н-альфа. В 24-м цикле активности в северном полушарии смена знака произошла в июне-июле 2013 г,, а в южном полушарии в декабре 2014 г. - январе 2015 г. Вместе с тем интенсивность магнитного поля в северном полушарии на широтах выше 50° в 2014 г. варьируется вблизи нуля, что свидетельствует о затяжном характере смены знака в северном полушарии. В северном полушарии на широтах выше 60 градусов продолжает регистрироваться значительное количество протуберанцев и после окончания волны дрейфа в середине 2013 г. Отрицательное магнитное поле в южном полушарии растет по амплитуде. Но в северном полушарии на высоких широтах среднее магнитное поле находится вблизи нуля. Это может свидетельствовать о возможном продолжении процесса переполюсовки в северном полушарии, и не исключены дополнительные волны смены знака крупномасштабного магнитного поля Публикация: Tlatov A. G., Dormidontov D. V., Kirpichev R. V., Pashchenko M. P., Shramko A. D., Peshcherov V. S., Grigoryev V. M., Demidov M. L., and Svidskii P. M.. Study of Some Characteristics of Large Scale Solar Magnetic Fields during the Global Field Polarity Reversal according to Observations at the Telescope-Magnetograph Kislovodsk Observatory, Geomagnetism and Aeronomy Vol. 55, No. 7, 2015 969-975. 10) Разработана модель крупных конвективных ячеек на Солнце. Геометрические параметры и соотношения горизонтальной и вертикальной скорости в гигантской конвективной ячейке цилиндрической формы анализируются на основе решения уравнения непрерывности с учетом вертикального распределения невозмущенной плотности газа в конвективной зоне Солнца. Найдено, что нижний край такой конвективной ячейки должен располагаться на глубине около 20 Мм, в зоне вторичной ионизации гелия. Кроме того, в предположении, что проводимость плазмы в конвективной зоне обусловлена мелкомасштабной турбулентностью, получено новое стационарное решение задачи о диф-фузии магнитного поля в структуре медленных течений проводящей плазмы в масштабах конвективной ячейки. Публикация: A. A. Solov’ev, V. I. Efremov, L. D. Parfinenko, and E. A. Kirichek, Large Convective Cells in the Sun: a Theoretical Model, Geomagnetism and Aeronomy Vol. 55, No. 8, 2015 1054-1159. 11) Установлена существенная корреляция амплитуд и хода развития во времени потоков излучения во время вспышек в рентгеновском и УФ диапазоне (по данным спутниковых наблюдений GOES) c данными наземных наблюдений в оптическом диапазоне на патрульном телескопе в линии K Ca. Выполнен анализ данных патрульного телескопа в линии K Ca, работающего в непрерывном автоматическом режиме на Горной астрономической станции ГАО РАН в период 2012-2015 гг. Показано, что изменения интенсивности в диапазоне 1-8 Å во времени по данным GOES и интенсивности в линии CaII-K близки между собой, а суммарный поток в рентгене и амплитуда интенсивности CaII-K имеют существенную корреляцию в течение всей вспышки. Это может служить основанием для организации независимой наблюдательной сети для определения амплитуды, координат и хода развития солнечных вспышек. Также следует отметить: в рассмотренных в данной работе случаях быстрому развитию вспышки, как правило, предшествует медленная фаза роста интенсивности, длящаяся около часа. Публикация: Tlatov A. G., D. V. Dormidontov, R. V. Kirpichev, M. P. Pashchenko, and A. D. Shramko, Synoptic and Fast Events on the Sun According to Observations at the Center and Wings of the Ca II K Line at the Kislovodsk Mountain Station Patrol Telescope, Geomagnetism and Aeronomy Vol. 55, No. 7, 2015, p. 961-967.

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
В 2016 году в ходе выполнения проекта на наблюдательной площадке Кисловодской Горной астрономической станции был изготовлен и установлен автоматический патрульный телескоп-спектрогелиограф, настроенный (в настоящее время) на линию Н-альфа. Основная цель телескопа – наблюдение быстропротекающих процессов на Солнце, таких как солнечные вспышки и корональные выбросы массы. Наблюдения таких процессов является важной частью создания наблюдательной сети для прогноза космической погоды. Одним из важных аспектов прогнозирования космической погоды является прогнозирование скорости фонового солнечного ветра межпланетного магнитного поля. Мы использовали методику моделирования параметров солнечного ветра в рамках модели WSA на расстоянии 1 а.е. по данным наблюдений фотосферного магнитного поля телескопа-магнитографа СТОП . В 2016 г. на ГАС ГАО выполнено 250 дней наблюдений на телескопе-магнитографе оперативных прогнозов “СТОП”. Это позволило выполнять регулярные прогнозы параметров солнечного ветра по методике, адаптированной под магнитограф СТОП. Для этого на ГАС ГАО мы реконструируем серию ежедневно обновляющихся синоптических карт, т.е. каждый день вновь полученные магнитограммы интегрируются в существующую синоптическую карту. По этим картам мы вычисляем корональное магнитное поле в модели PFSS, используя метод разложения по сферическим гармоникам до 15-й гармоники включительно. Мы отслеживаем линии магнитного поля на равномерной сетке от поверхности источника (Rs = 2.5RO) вниз до фотосферы. Далее, используя синоптические карты магнитного поля и модель PFSS, мы вычисляем коэффициенты расширения магнитных силовых трубок (FTE). Параметр FTE рассчитывается в каждой точке сетки. В основаниях этих силовых линий определяют вычисленные положения границ КД. Далее мы проводим расчет параметров солнечного ветра (скорость и полярность магнитного поля) в рамках эмпирической модели WSA. В статье (Tlatov et al., “Forecast of Solar Wind Parameters According to STOP Magnetograph Observations”, Geomagnetism and Aeronomy, 2016, Vol. 56, No. 8), мы подробно описали модели и результаты прогноза параметров солнечного ветра по данным наблюдения в Кисловодске. Результаты моделирования и прогноз доступны на сайте http://solarstation.ru/sun-service/forecast/. Били выполнены работы по созданию долговременных баз данных солнечной активности. В частности нами была создана база данных свойств солнечных волокон, представленных на синоптических картах за период около 100 лет. На основе этой базы данных мы выполнили анализ углов наклона (тильт-угол) в 11-летнем и вековом циклах активности. В частности было обнаружено, что угол наклона волокон зависит от фазы 11-летнего цикла активности и имеет максимум в эпоху максимума активности. В вековом цикле активности волокна имели максимальный угол наклона в 18-19-м цикле активности, что вероятно связано с фазой векового цикла. (Tlatov, Kuzanyan , Vasil’yeva "Tilt Angles of Quiescent Filaments and Filaments of Active Regions", ASPCS 2016 г. ; Tlatov , Kuzanyan, Vasil’yeva, "Tilt Angles of Solar Filaments over the Period of 1919 – 2014", Sol. Phys, , 2016 г.) Мы продолжали создание базы данных отдельных солнечных пятен по данным исторических наблюдений за период 1923-1964 (Tlatov, Skorbehz, Ershov "Numerical Processing of Sunspot Images Using the Digitised", ASPCS, 2016 г.). Научные результаты в теории и моделировании солнечной активности, достигнутые в прошедшем году, можно свести к трем основным достижениям: - Построение новой аналитической модели наблюдаемых слоев солнечного пятна и исследование колебательных свойств пятен. В новой модели солнечного пятна впервые учтены отклонения формы пятна от осевой симметрии, в том числе - тонкая волокнистая структура полутени с радиальными течениями Эвершеда в ней; получен эффект вильсоновской депрессии, обусловленный дефицитом плотности газа над наблюдаемыми слоями пятна; рассчитаны вертикальные и радиальные профили газового давления, плотности и температуры в тени и полутени пятна, хорошо соответствующие типичным профилям, наблюдаемым в солнечных пятнах. Публикации: 1.Solov’ev A.A., Kirichek E.A. Analytical model of an asymmetric sunspot with a steady plasma flow in its penumbra. Solar Physics. 291:1647–1663. (2016). DOI 10.1007/s11207-016-0922-1 2. Solov’ev,A.A., Kirichek E.A. To the modeling of visible layers of a sunspot. Geomagnetism and Aeronomy, vol.56, №7, pp. 867-871. 2016. 3. I. Zhivanovich, A. A. Solov’ev, V. V. Smirnova, A. Riehokainen, V. G. Nagnibeda. Radial profile of sunspot magnetic field on the SDO data. Astrophys and Space Science (2016) Vol. 361, article id.102, 6 pp. DOI 10.1007/s10509-016-2681-8. 4.В.И. Ефремов, Л. Д. Парфиненко, А.А.Соловьев, А. Риехокайнен. Низкочастотные колебания магнитного поля солнечных пятен по данным SDO. Труды Всероссийской конференции «Солнечная и солнечно-земная физика» СПб, Пулково, 10-15 октября 2016. С.105-108. - Моделирование спокойных солнечных протуберанцев, численное исследование их колебательных свойств и выявление долгопериодических собственных колебаний. Метод расчета термодинамических параметров хромосферных волокон, предложенный в работе Соловьев А.А. Структура солнечных волокон. Протуберанцы в короне свободной от магнитного поля. Астрономический журнал. Том 87. № 1. с. 93-102, 2010, сейчас с успехом применяется нами для теоретического моделирования этих структур. Получаются параметры плазмы, характерные для протуберанцев: минимальные температуры -4-6 тысяч К, максимальные концентрации – 10 в 10-й и 10 в 11-й степени частиц на см кубический. Варьируя структуру магнитного поля (аркадные и винтовые модели), можно получить широкий спектр моделей протуберанцев различной морфологии. Важной является и работа, впервые позволившая выявить колебания волокон с очень большими периодами, 20-30 часов. Публикации: 1.Kraskiewicz J., Murawski K., Solov’ev A., Srivastava A.K. "On the Asymmetric Longitudinal Oscillations of a Pikelner's Model Prominence” Solar Physics. (2016) Volume 291, Issue 2, pp. 429- 444 . DOI 10.1007/s11207-016-0850-0 2.Efremov V.I., Parfinenko L.D., Solov’ev A.A. Ultra low-frequency oscillations of а solar filament in Hα revealed with the data of the Global Oscillation Network Group (GONG). Solar Physics. (2016). 291, №11, pp. 3357-3367. DOI: 10.1007/S 11207-016-1021-z. 3. Solov'ev, A.A., Korol’kova, O.A. Kirichek,E.A. Model of quiescent prominence with the helical magnetic field. Geomagnetism and Aeronomy, vol.56, №8, pp.1090-1094. 2016. 4.Королькова, О.А., Соловьев, А.А. Протуберанец как скрученное волокно на подложке. Труды Всероссийской конференции «Солнечная и солнечно-земная физика» СПб, Пулково, 10-15 октября 2016. С.167-170. - Новая модель хромосферной спикулы Предложена новая численная модель хромосферной спикулы в виде выброса, имеющего двойную пространственную структуру, что позволяет описывать в рамках одной модели как спикулы первого типа (относительно низкие, холодные и медленные), так и спикулы второго типа – быстрые, горячие и высокие. Публикация: Smirnova, V.V Konkol, P.M.. Solov'ev, A.A., Murawski, K. Numerical Simulations Of Solar Spicule Jets at a Magnetic Null-Point. Solar Physics. (2016). 291, №11, pp.3207-3216. DOI 10.1007/s11207-016-0976-0

Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Основной нашей целью развития проекта в 2017 г. являлось создание основ системы прогноза космической погоды на основе наземных национальных средств наблюдений солнечной активности. Прогноз космической погоды можно условно разбить на три составляющие: 1) прогноз рекуррентных, медленно меняющихся, событий, связанных с топологией крупномасштабного магнитного поля; 2) оценка потоков УФ и жесткого излучения и 3) наблюдения быстропротекающих явлений, таких как солнечные вспышки и эруптивные процессы, и прогноз их последствий на орбите Земли. В 2017 г. был установлен и запущен в эксплуатацию в обсерватории КалмГУ, Элиста автоматизированный патрульный солнечный телескоп-спектрограф. Телескоп проводит наблюдения полного диска Солнца с временным разрешением около 1 минуты в центре и крыльях спектральных линий. Телескоп предназначен как для продолжения существующих долговременных программ, таких как наблюдения в линиях H-alpha и CaIIK. Создано специализированное программное обеспечение для телескопа, которое позволяет автономно проводить гидирование, сканирование, регистрацию изображений спектров, проводить сборку изображений в центре и крыльях спектральной линии и реконструировать доплерограммы. Разработана методика прогноза геомагнитных возмущений по данным наблюдений телескопа-магнитографа СТОП. В рассмотрены результаты моделирования и прогноза параметров солнечного ветра и индекса геомагнитных возмущений Kp по данным наблюдений на Кисловодской астрономической станции. На первом этапе рассчитываются “фоновые” параметры солнечного ветра в гелиосфере на основе модели Wang-Sheley-Arge и баллистической модели распространения потоков солнечного ветра от поверхности источников. Результаты моделирования и прогноза ежедневно обновляются на сайте сайт http://solarstation.ru/sun-service/forecast. На втором этапе необходим учет корональных выбросов массы и расчет их прохождения до орбиты Земли. Предложены методы расчета распространения КВМ в гелиосфере. Tlatov A. G., Shramko A. D., Chernov Ya. O., Strelkov M. A., Naga Varun E. Space Weather Parameters: Modeling and Prediction from the Data of Groundbased Observations of Solar Activity. Geomagnetism and Aeronomy, 2017 г. Tlatov A. The forecast of space weather according to ground-based Space Weather of the Heliosphere: Processes and Forecasts; Proceedings IAU Symposium No. 335 2017 Создана информационная платформа для визуализации и анализа синоптических наблюдений солнечной активности. В работе представлен результат разработки онлайн атласа солнечной активности, который призван объединить в себе данные оперативного мониторинга и архивные наблюдения солнечной активности. Функционал, заложенный при разработке онлайн атласа, а также гибкость технологий, с помощью которых он реализован, позволяют использовать его для визуализации и организации доступа к данным по всему спектру наблюдений Солнца. Сюда относятся наблюдения контуров и параметров активных областей, наблюдения солнечной короны, разнообразные ряды индексов солнечной активности, а также оперативные прогнозы. Атлас доступен по адресу в интернете www.observethesun.com. Публикации: Илларионов Е.А. Тлатов А.Г., 2017 Выполнена оцифровка данных наблюдений солнечной активности, охватывающих период более 100-лет. В том числе: форма и характеристики отдельных солнечных пятен, ядер, волокон, флоккул и протуберанцев, а также созданы базы данных векторных границ и фотометрических свойств объектов. Tlatova K., Vasil'eva V., Tlatov A. Reconstruction of the filament properties based on centenarian daily observations of the Sun in H-alpha line Space Weather of the Heliosphere: Processes and Forecasts; Proceedings IAU Symposium No. 335 2017 г. Создана новая аналитическая модель уединенной корональной петли, вписанной в потенциальную магнитную аркаду. Окружающая корона задается гидростатической моделью солнечной атмосферы Avrett & Loeser, 2008. Радиус сечения корональной петли очень слабо меняется вдоль ее длины, а плотность газа в петле быстро падает с высотой по закону , где - заглубленность основания аркады. Этим законом объясняется повышенная яркость оснований корональной петли. Публикации: Solov’ev A.A., Kirichek E.A., Korolkova O.A. //Coronal loop as an element of potential magnetic arcade. Geomagnetism and Aeronomy, vol. 57, №7, 2017. CC. DOI: 10.1134/ S0016793217070209. - Отмечена связь депрессии солнечной постоянной с высыпаниями релятивистских протонов на орбите Земли. Эффект может иметь прогностическое значение. Avakyan S.V., Gaponov V.A., Nicol’skii G.A. and Solov’ev A.A. Acta Astronautica, vol.135(2017) pp.187-191. - разработан метод устранения орбитального артефакта из магнитограмм SDO/HMI и по очищенным данным получены новые результаты о долгопериодических колебаниях солнечных пятен, подтвердившие ранее полученную зависимость (Efremov VI., Parfinenko L.D., Solov’ev A.A. Geomagnetism and Aeronomy 2017,vol.57, №8, 1045-1055); - рассчитана модель спокойного протуберанца, имеющего тонкую филаментарную структуру магнитного поля и термодинамических параметров (плотности и температуры). Korolkova O.A., Solov’ev A.A. Geomagnetism and Aeronomy 2017. vol. 57, №8, CC.1018-1022; - найдено новое аналитическое решение, интерпретирующее специфический режим колебаний факельных узлов как колебания осциллятора с переменной во времени жесткостью; Solov’ev A.A. ,Kirichek E.A., Efremov V.I. Geomagnetism and Aeronomy 2017, vol. 57, №8, cc. 1101-1105. Рассмотрены долговременные вариации солнечной активности по данным прямых наблюдений солнечных пятен и по данным долговременных реконструкции солнечной активности по данным радиоизотопного анализа. Предложен индекс, характеризующий 200 летние колебания солнечной активности. Показано, что минимумы Маундера, Орта. Вольфа, Шперера приходятся на фазу минимума индекса 200-летнего цикла. Установлены возможные даты других великие минимумы солнечной активности, пик которых приходится на 360; 760; 2870; 3320; 3935; 6410; 7020; 7560; 8210; 9210 годы BC. Показано, что великие минимумы активности, как правило, группируются в кластеры, разнесенные по времени на период 400-600 лет. Исходя из фазы 200 летнего цикла солнечной активности, выполнен прогноз следующего великого минимума, который придется на 2090 год. Публикация : Tlatov A.G., Pevtsov A. A. On the timing of the next great solar activity minimum. Advances in Space Research, V. 60, 5, 1108-1114, 2017 Проведено исследование диссипативных и радиационных эффектов в затухании МГД-колебаний в солнечной короне. Показано, что роль излучения сильно зависит от температуры солнечной плазмы. В области температур выше 2 МК , где корональные петли наблюдаются в рентгеновском диапазоне, роль излучения мала. В области температур около 1 МК , где корональные петли наблюдаются в крайнем ультрафиолетовом диапазоне, колебания могут быстро затухать вследствие радиационных потерь. Публикация : Mankaeva G. A., Derteev S. B., Bembitov D. B., and Mikhalyaev B. B. Damping of fast magnetoacoustic oscillations in the solar coronal loops // Geomagnetism and Aeronomy. Vol. 57, No 8, 2017.