Розвинуто напрямок фізичного моделювання змінних електромагнітних полів на масштабних аналогових моделях неоднорідних середовищ. Базуючись на багаторічному досвіді та з використанням сучасної техніки, створено автоматизований комплекс нового покоління. Розроблено нові методику, алгоритми та програмне забезпечення для обробки результатів багатокомпонентних вимірів електромагнітного поля. Виконане на створеному комплексі моделювання змінних електромагнітних полів дозволило оцінити вплив анізотропних властивостей провідності, блокової будови кори та неоднорідності джерела первинного поля на результати магнітотелуричних зондувань та індукційні вектори, а також дослідити сейсмологічні ефекти в електромагнітному полі.

  Скачати повний текст

Системно проаналізовано проблему розробки систем управління, заснованих на явищах параметричного резонансу та дослідження генерації магнітного поля, які мають місце у рідких ядрах планет завдяки механізму припливного гальмування. Використано математичні методи асимптотичного аналізу в теорії коливань та магнітогідродинаміці. Запропоновано новий високоефективний метод резонансної динамічної стабілізації рівноваги в околі максимуму потенціальної енергії. Його рекомендовано для стабілізації жолобкових плазмових нестійкостей та інших збурень. Розглянуто узагальнений підхід до управління параметричними резонансними процесами в коливальних системах з багатьма ступенями вільності. Запропоновано метод селективного управління дрейфом заряджених частинок у замагніченій плазмі та керованого переносу енергії в термодинамічних системах. Побудовано математичні моделі кінематичного гідромагнітного динамо для плоскої течії Куетта та для диференціального обертання сферичного рідкого ядра Землі. Оцінено порогові величини магнітного числа Рейнольдса з урахуванням непровідності обмежувальних оболонок. Наведено епюри магнітних полів і струмів. Одержані результати підтверджують гіпотезу припливного механізму енергетичного приводу планетарного динамо.

  Скачати повний текст

Вивчено динаміку розвитку зовнішніх джерел варіацій магнітного поля Землі під час магнітних бур. Визначено зовнішні джерела варіацій магнітного поля: кільцевий магнітосферний струм, авроральні іоносферні електрострумені, які отримали енергію з сонячного вітру. Досліджено залежність широтного положення іоносферних авроральних електроструменів від інтенсивності кільцевого магнітосферного струму за даними широтних ланцюжків магнітних обсерваторій на авроральних і субавроральних широтах. Отримано рівняння лінійної регресії, яке зв'язало широту центру аврорального електроструменя з інтенсивністю кільцевого магнітосферного струму. Вивчено асиметрію кільцевого магнітосферного струму на всіх фазах розвитку магнітної бурі, її зв'язок із параметрами сонячного вітру та розвитком авроральних іоносферних електроструменів. Одержано співвідношення між інтенсивністю кільцевого струму та широтою авроральних електроструменів, використане для покращання методики обчислення АЕ індексів магнітної активності. Висвітлено зв'язок вікових варіацій горизонтальної складової магнітного поля Землі з геомагнітною та сонячною активностями.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена дослідженню фізичних механізмів, що спричиняють аномальні часові зміни геомагнітного поля, та інтерпретації цих змін. Запропоновано механізм формування аномального магнітного ефекту електрокінетичної природи для моделі квазіоднорідного середовища і проведено його статистичні дослідження. Проведено інтерпретацію результатів геомагнітних зйомок на Північному Кавказі, в Дніпровсько-Донецькій западині, Закарпатті та Львівському палеозойському прогині. Виявлено несинфазність коливань зміни напружень на різних глибинах в земній корі. Розглянуто механізм часових змін векторів Візе, отриманих з результатів спостережень бухтоподібних варіацій геомагнітного поля, та знайдено основні математичні вирази для нього. Дано інтерпретацію часових змін векторів Візе на РГС "Нижнє Селище". Виявлено зону динамічної лінеаризації на південний схід від РГС, наявність двох типів аномальних часових змін векторів Візе на Закарпатському геодинамічному полігоні та проаналізовано їх зв'язок з землетрусами поблизу Карпатської аномалії електропровідності.

  Скачати повний текст

Побудовано глибинну геоекологічну модель земної кори та верхньої мантії (до глибини 200 км) територій України та суміжних регіонів. Виявлено зони та шари аномально високої електропровідності, а також пояснено природу їх виникнення. У 2 500 пунктах проаналізовано дані магнітопрофілювання та магнітотелуричного зондування. Розроблено методику побудови геоекологічних моделей земної кори та частини верхньої мантії, яка грунтується на використанні апарату квазітривимірного плівкового та двовимірного моделювання у зоні низькочастотних природних електромагнітних полів. На підставі результатів сумісного аналізу квазітривимірних плівкових і двовимірних моделей запропоновано об'ємне уявлення про глибинний розріз кори та мантії Землі. Виділено та побудовано геоекологічні моделі земної кори та верхньої мантії України, які містять зони з аномально низькими значеннями електричного опору: Коростенську, Гайворон-Добровеличківську, Кіровоградську, Приазовську, Волинську, Чернівецько-Коростенську, Яворівську, Донбаську, Тарханкутську, Керченську, Гірського Криму, Степового Криму, Добрузьку, Карпатську. Виявлено зони аномально високого опору порід земної кори у межах Придніпровського блока Українського щита (УЩ) та частини складчастого Lонбасу. Виокремлено зони, що характеризуються анізотропними властивостями уявного електричного опору, які досягають одного порядку у земній корі УЩ. Аномалії високої електропровідності у надрах кори виявлено практично в усіх геологічних структурах України незалежно від їх віку та просторового розподілу. Геоекологічну астеносферу зафіксовано практично повсюдно в імерійських й альпійських утвореннях та тільки фрагментарно - під докембрійським Українським щитом. Зроблено висновок, що природа високої аномальної провідності значною мірою пов'язана з комбінованою дією електронної провідності графіту або вуглецю та іонної провідності флюїдів різного походження. Зауважено, що просторовість території, зайнятої аномаліями флюїдів електропровідності, свідчить про існування розгалуженої сітки електричної зв'язності різного масштабу - від плівок на зернах кристалів усередині породи до сітки тріщин та розломів різного залягання.

  Скачати повний текст

Виявлено вплив землетрусів на температуру верхньої атмосфери для різних регіонів землі за супутниковими даними. Проведено відокремлення збурень, викликаних землетрусами, від фонових особливостей іоносфери, з використанням статистичного підходу та реакції верхньої атмосфери на конкретні сейсмічні події. Виявлено зміну термосферної циркуляції над осередками потужніх землетрусів в іоносфері за результатами супутникових вимірювань. Одержано відгук у критичній частоті шару F2 на землетрус у процесі аналізу іонозондових спостережень над Якутськом. З застосуванням даних спостережень вивчено сейсмічні ефекти у яскравості дискретних форм полярних сяйв. Запропоновано концепцію інтенсифікації турбулентності на висотах мезопаузи та нижньої термосфери за умов проходження внутрішніх гравітаційних хвиль від сейсмічних джерел та пов'язану з нею реконструкцію фотохімічного циклу. З використанням числового моделювання розраховано значення феноменологічних коефіцієнтів турбулентності для конкретних супутникових вимірів температури та вітру.

  Скачати повний текст

Розроблено шляхи раціонального застосування методу природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) для розв'язання геологічних задач, зокрема, як складової комплексу геофізичних методів з локалізації зон напружено-деформованого стану гірських порід. Розвинуто теоретичні та прикладні передумови застосування методу ПІЕМПЗ під час проведення досліджень природно-техногенних систем з метою локалізації та пояснення природи розривних порушень техногенного та природного походження на підставі досвіду застосування даного методу на конкретних будівельних майданчиках у Краматорську, Харкові та Криму. Запропоновано новий підхід до вивчення анізотропного стану гірських порід навколо імпульсного джерела сейсмічних коливань. Визначено принципи та поетапність постійнодіючого моніторингу з застосуванням методу ПІЕМПЗ на потенційно небезпечних у геологічному аспекті територіях (на прикладі ділянок трансмагістральних газопроводів). Для тривимірного картування напружено-деформованого стану грунтового масиву за умов дослідження небезпечених інженерно-геологічних територій необхідно використовувати комплекс геофізичних методів, зокрема ПІЕМПЗ, електрометрію та сейсмометрію. Вдосконалено науково-методичні основи на підставі досвіду застосування методу ПІЕМПЗ на конкретних майданчиках у зазначених регіонах.

  Скачати повний текст

З урахуванням скінченності ларморівського радіуса протонів та інерції електронів у динаміці альвенівських хвиль отримано ряд нових каналів розпаду хвиль. Наведено, що врахування скінченності ларморівського радіуса протонів та інерції електронів суттєво впливає на процеси нелінійної взаємодії альвенівських хвиль із іншими типами хвиль. На основі отриманих теоретичних результатів розглянуто механізми генерації низькочастотного електромагнітного випромінювання у магнітосфері Землі, нижньогібридних, кінетичних та інерційних альвенівських хвиль у навколоземній плазмі.

  Скачати повний текст

Проведено експериментальне дослідження регулярних добових і сезонних варіацій шуманівського резонансу (ШР) й удосконалено моделі його джерел. Проведено статистичну обробку багаторічних даних моніторингу ШР. На підставі обробки одержаних результатів створено базу регулярних добових і сезонних варіацій спектральних характеристик електромагнітого поля в області частот ШР. Для опису основних характеристик добових і сезоних варіацій інтенсивності компонент поля ШР розроблено модель одного компактного джерела. Запропоновано спосіб визначення змін інтенсивності джерел за вимірюванням інтегральної інтенсивності повної горизонтальної магнітної компоненти. Розроблено двокомпонентну модель джерел ШР, що дозволила адекватно описати діапазон варіацій інтенсивності поля, який спостерігається в експерименті. Проведено декомпозицію добових варіацій інтенсивності ШР на дві складові: змінну, пов'язану з рухом компактного джерела, та постійну - "п'єдестал". Показано, що запропонована двокомпонентна модель світової грозової активності демонструє краще узгодження з експериментальними даними у порівнянні з моделлю, що базується на супутникових оптичних даних про просторовий розподіл блискавок.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості динаміки аномального магнітного поля і векторів індукції у зв'язку з сейсмотектонічними процесами у Закарпатті. Для підвищення якості та оперативносі досліджень було розроблено методи відбракування некондиційних даних, метод кореляції з синус-функцією на асиметрично заданому півперіоді для виявлення малоамплітудних аномалій у рядах спостережень геомагнітного поля, методику та програмне забезпечення обробки великих масивів цифрових магнітоваріаційних спостережень. Це дозволило виявити нові особливості у часових рядах геомагнітного поля та векторів індукції. На основі зіставлення зі сейсмічним режимом показано, що у Закарпатському сейсмоактивному прогині крім класичних бухтоподібних аномалій провісникового типу тектомагнітні аномалії можуть проявлятися також у вигляді довготривалих трендових змін, різких змін рівня поля та суттєвого підвищення дисперсії у часових рядах. Виявлено просторово-часову кореляцію аномальних проявів компонент векторів індукції та аномальних змін геомагнітного поля з розташуванням епіцентрів близьких землетрусів. Збільшення кількості часових рядів векторів індукції дозволило вказати на існування закономірностей їх сезонних і добових змін.

  Скачати повний текст

Розроблено методику палеомагнітних досліджень неконсолідованих осадків, визначено критерії вибору об'єктів досліджень - потенційних носіїв інформації про вікові геомагнітні варіації, запропоновано оптимальний комплекс магнітно-мінералогічних і статистичних методів обробки даних. На серії розрізів, які хронологічно перекриваються, вперше одержано "запис" варіацій компонент вектора давнього геомагнітного поля за останні 13 тис. років. Одержано нові дані про динаміку геомагнітного поля. Зроблено висновок про відмінність у режимі генерації геомагнітного поля в епоху пізньольодовиків'я й у пізньому голоцені. Побудовано зведену регіональну магнітохронологічну (магнітостратиграфічну) схему палеовікових варіацій схилення та нахилення, яка є новим інструментом для розчленування, стратифікації та кореляції осадових товщ на півночі Європейського континенту. Встановлено зв'язок між геомагнітними варіаціями та довгостроковими кліматичними змінами. Зазначено, що визначальний вплив на характер атмосферної циркуляції в Європейському секторі має знаходження геомагнітного полюса як центру аврорального овалу.

  Скачати повний текст

Проведено експериментальні дослідження методами дистанційно-оптичної діагностики штучних і природних плазмових збурень. Одержано свідчення розвитку колективних ефектів під час інжекції електронних пучків в іоносферу. Експериментально (CRRES G-11b) підтверджено гіпотезу про критичну іонізацію потоку нейтрального Ba, що рухається в замагніченій слабкоіонізованій іоносферній плазмі.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження скалярних величин та орієнтації векторів природної залишкової намагніченості у різних типах грунтів основних кліматичних зон України. Встановлено загальні закономірності розподілу природної залишкової намагніченості, магнітної сприйнятливості, фактора Кеніксбергера у гумусових горизонтах автоморфних грунтів, а також у глибоких генетичних горизонтах вертикального грунтового профілю. Запропоновано класифікацію грунтів України за величиною їх природної залишкової намагніченості. За допомогою термомагнітних методів досліджено магніто-мінералогічний склад сучасних грунтів та виявлено мінерали-носії природної залишкової намагніченості для основних кліматичних зон України. Вивчено магнітну жорсткість і доменну будову феримагнетиків грунтового покриву і грунтотвірних лесів. Визначено компонентний склад і досліджено стабільність природної залишкової намагніченості сучасних грунтів, встановлено її внесок до величини сумарної намагніченості грунтового покриву. Обгрунтовано принципову неможливість збереження первинної намагніченості у похованих грунтах досліджених типів.

  Скачати повний текст

Досліджено локальні області тривалих додатних збурень у субавроральних широтах під час головної фази окремих магнітних бур. Визначено різницю внесків зовнішньої та внутрішньої частин поля магнітних бур у американському, євро-африканському, австрало-азійському довготних секторах для окремих магнітних бур 1997 - 2001 pp. за використання методу сферичного гармонічного аналізу. Одержано просторово-часові особливості розподілу полів окремих струмових джерел у магнітосфері та визначено їх внесок у повне поле магнітних збурень.

  Скачати повний текст

Надано результати досліджень нових апроксимаційних побудов для двох модельних класів - це клас стрижневих тіл та тривимірних зірчастих тіл A.M. Тихонова. Клас стрижневих тіл представлено сукупністю елементарних тіл, кожне з яких складається з трьох взаємно перпендикулярних стрижнів для тривимірної задачі та двох взаємно перпендикулярних пластин для профільного варіанта досліджень. Визначено, що в класі тривимірних зірчастих тіл зовнішній контур апроксимується радіусом-вектором, який подано у вигляді тригонометричного поліному та здійснює побудову гладких меж збурювального об'єкта за порівняно невеликій кількості параметрів.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження навколоземної плазми радіофізичними методами для чого як зондувальні сигнали використано геомагнітні пульсації класів Рс3 і Рс4. Розвинуто метод радарної магнітометрії іоносфери, який полягає у вимірюванні компонент дрейфової швидкості іоносферної плазми в полі магнітогідродинамічних (МГД) хвиль. Розроблено методики оцінки коефіцієнтів відбиття МГД хвиль від нижньої іоносфери та інтегральних провідностей нижньої іоносфери в межах сучасних теоретичних уявлень. Наведено результати вимірювання параметрів поляризації мікропульсацій класів Рс3 і Рс4 на поверхні Землі, проведених на Українській антарктичній станції "Академік Вернадський" і обсерваторії поблизу Харкова. Виявлено два різних типи добового ходу позиційного кута еліпса поляризації, інтепретовані в межах наведеної в дисертації теоретичної моделі. Показано, що класичні наземні вимірювання мікропульсацій можна використовувати для оцінки просторового спектра МГД хвиль та іоносферних провідностей.

  Скачати повний текст

На підставі даних супутникових і наземних вимірювань параметрів сонячного вітру й аврорального овалу досліджено поведінку характеристик полярних сяйв за різних умов у міжпланетному середовищі поблизу Землі. Виявлено асиметрію у розподілі величини міжпланетного магнітного поля (ММП) поблизу Землі. Досліджено асиметрію авроральних висипань за умов проходження Землею секторної межі міжпланетного магнітного поля. Аналіз проведено на базі аскаплотів радянських станцій за період 1972 - 1984 рр. На підставі одержаних результатів зроблено висновок про зростання у середньому авроральної активності у разі зміни знаку міжпланетного поля. Виявлено, що у секторах, де вектор міжпланетного поля спрямований до Сонця, активність полярних сяйв вища, ніж у секторах з протилежним напрямком поля. Проведено аналіз варіацій потоку енергії у північний та південний авроральні овали у взаємозв'язку зі змінами напрямку геліосферного магнітного поля в околицях Землі. Установлено, що активність даних явищ залежить від сезону та досягає максимуму у періоди рівнодень.

  Скачати повний текст

Вивчено геомагнітні варіації у середніх широтах залежно від сонячної та магнітної активності з метою розділення їх на складові частини від магнітосферних та іоносферних джерел. Висвітлено питання щодо застосування одержаних результатів для розв'язання певних практичних задач (енергетичні аспекти, прогноз, зв'язок з кліматом). Розраховано модельні величини DCF варіації у середніх широтах та знайдено їх залежність від геомагнітної широти та віддалі підсонячної точки магнітопаузи до Землі. цикли сонячної активності. Запропоновано нову методику оцінювання кількості енергії, яка потрапляє з сонячного вітру в магнітосферу за даними середньоширотних магнітних обсерваторій. Обчислено добові, місячні та річні величини енергії за останні 50 років. Розроблено метод оперативного прогнозування магнітної активності. На підставі одержаних результатів показано наявність значимої кореляції між магнітною активністю та зміною клімату в Західному регіоні України.

  Скачати повний текст

Проаналізовано варіації стану космічної погоди над Україною, які супроводжувалися рядом іоносферних бур в 2003 - 2006 рр., висвітлено фізичне тлумачення спостережуваних явищ та їх моделювання. Визначено параметри іоносфери для чотирьох геокосмічних бур. Наведено кількісні характеристики варіацій концентрації електронів, висоти максимуму шару F2 іоносфери, температур електронів та іонів, вертикальної складової швидкості руху плазми в іоносфері, концентрації іонів водню в періоди іоносферних збурень. Проведено числове моделювання варіацій вторинних параметрів плазми, що характеризують динамічні процеси та тепловий режим верхньої атмосфери Землі, під час сильних і помірних магнітних бур. Описано механізми глибоких негативних збурень середньоширотної іоносфери під час сильних геокосмічних бур, а також досліджено фізичні процеси та механізми, які призводять до виникнення іоносферних бур зі знакозмінними фазами та визначають особливості їх розвитку. Охарактеризовано поводження середньоширотної іоносфери Європи під час геомагнітних бур за результатами проведених досліджень.

  Скачати повний текст