Письмо Румянцева Киселёву и остальным от 11 июня 2013 г.
Витус,
неужели жара нейтрализует алкоголь? Как-то не отмечал факта отрезвления, хотя в жару давно не употреблял.
Сообщаю товарищам для информации, что в столице нашей необъятной родины без предварительного уведомления материализовался Чера. Произошло сие в ЦКБ РАН, куда он прибыл для установления диагноза и блиц-лечения. Общались по телефону, т.к. по хорошей погоде я с группой ответственных сотрудников убыл на пленэр в ближнем Подмосковье для обсуждения проблем реализации алкоголя населению и повышения акцизов. Далее он перемещается на симпозиум в Швейцарию, что для меня, тоже наемного работника РАН, было удивительным. Тут в командировку дальше Обнинска не выезжаешь. После симпозиума он намерен проехать в Германию к Лангеру. До этого был у союзников в Минске, навестил дочь Олега Макатуна, который, оказывается, умер в 2005 г. Рассказал, как был в Австралии (опять же на симпозиуме) и зашел в гости к Мише Кагану. Представляю удивление троцкиста-интернационалиста Кагановича.
Напомнил мне, что матери Старика исполняется в этом году 99 лет. Действительно болела, но сейчас, вроде, поправилась.
Когда убываешь в деревни Северо-Западного федерального округа?
Поздравляю с Днем обретения независимости и возвращения первоначального – Санкт-Петербург.
ОЛЕГЪ (ВАСИЛИЧЪ)
Ответ Олега и Виктора Фомичёва от 12 июня 2013 г. на моё предыдущее письмо
Здравствуйте, Александр Андреевич,
Мы долго обсуждали ваш ответ и все-таки не можем с ним полностью согласиться.
Красный график на Fig.4e в Akmaev, 2011 демонстрирует как раз экзотическую ситуацию - Sudden Stratospheric Warming (SSW), и в тексте там целый абзац обсуждается, почему график такой странный.
The drastic transformation of the daily variation of plasma density has been attributed to changes in the diurnal pattern of the vertical plasma drift determined from observations at the Jicamarca Radio
Observatory (JRO) near the magnetic equator in the Peruvian sector [Chau et al., 2010]. Compared to a multiyear climatology, the maximum upward drift becomes stronger and shifts to earlier morning hours with
an afternoon reversal downward (Figure 4e).
Так что тот факт, что UAM и сам по себе и с использованием HWM (да и с СМАМ) генерирует поле, согласующееся с дрейфом, показанным на Fig 4e из обзора Акмаева, вызывает вопросы... Особенно это касается HWM, которая в принципе не включает эффектов SSW, случающихся только несколько раз
в году (если учитывать minor SSW), a то и раз в несколько лет (major SSW), причем довольно спорадически.
Обычная же суточная вариация вертикального дрейфа показана на том же Fig 4e черной линией, и она соответствует тому, что я говорил раньше: днем в основном вверх, ночью в основном вниз.
Вообще на всех рисунках суточной вариации поля, которые вы вставили в ваш ответ, хорошо видны две гармоники: суточная с максимумом днем и минимумом ночью и полусуточная с максимумами вокруг 9 утра и 9 вечера.
Те же гармоники присутствуют в ветре HWM: полусуточная доминирует ниже 140 км, суточная выше. Но если фаза полусуточной (около 130 км) соответствует электрическому полю - максимумы (ветер на восток) в предполуденные и послезакатные часы, то суточная находится в противофазе: днем ветер на запад, а ночью на восток.
Все версии наших расчетов находятся в достаточном соответствии с HWM и генерируемым этой моделью полем. Но тем самым они автоматически оказываются в противофазе с моделями поля и измерениями дреифа. И кто ошибается?
Вот такая неразрешимая проблема. Мы уже думаем, не лучше ли вообще убрать рисунки поля из статьи и вместо них рассмотреть корреляцию вариаций ветра и свечения. Но вопросы про поле все равно могут всплыть от рецензентов с большой вероятностью. Поскольку мы всё-таки рассматриваем вас как соавтора (хоть вы и увиливаете всячески), то каково ваше мнение по такому изменению структуры статьи? И может быть что-то еще стоит добавить, какие-то рисунки или обсуждения?
И последнее. Это не так важно для главной темы обсуждения, поэтому просто замечание. WAM Акмаева идет от поверхности и самосогласована. Та цитата, что вы привели, говорит об анализе ветра, его составляющих, сгенерированных самой моделью. Но при вычислении дрейфа используется весь ветер (а не составляющие его гармоники).
Олег (и Виктор)
Мой ответ им в тот же день
Ты пишешь: "Все версии наших расчетов находятся в достаточном соответствии с HWM и генерируеным этой моделью полем." Я этого не вижу. И ты уже писал про согласие с HWM, а потом, что погорячился с этим утверждением. HWM даёт нормальный дрейф вверх в области его главного (предполуденного) максимума, и если бы в расчёте поля была бы ошибка в знаке, дополуденный дрейф был бы вниз, чего не бывает никогда, из чего я и делаю вывод, что ошибки в знаке рассчитанного поля нет.
Какое у вас местное время сейчас?
Письма с вложениями лучше посылать мне на адрес namgaladze@yandex.ru
Ответ Олега в тот же день
У нас сейчас 0:30 12 июня. К слову, с праздником.
Сходство между расчетами:
1) файл Ez_Jicamarca. Все 3 графика (Ez над Джикамаркой при ветрах по HWM, CMAM и UAM-T) имеют максимум ночью и минимум вечером, с переходом через 0 в пред- и околополуденные часы и обратным переходом около заката. То есть отрицательная часть короче положительной, значит, кроме суточной, содержится значительная вторая гармоника, с максимумом утром и минимумом в послеполуденные часы.
Это соответствует суточной вариации ветра в HWM в динамо-области. Там тоже действуют две главных гармоники: суточная на 150 и полусуточная на 130 и 100 км (с изменением фазы по высоте - см. первый рисунок в файле Wz_Ez). И знаки у них именно такие: днем ветер в суточной.гармонике на запад, а в полусуточной восточный в предполуденные и западный в послеполуденные часы. Если направление генерируемого поля совпадает с направлением ветра, то интеграл по высоте даст именно описанную выше картину поля.
И главное - все это резко противоречит графикам вертикального дрейфа у Акмаева и в других местах. Как минимум сходство всех трех наших расчетов в том, что они радикально отличаются от всех прочих.
2) Сопоставление ветра CMAM с HWM (первый рисунок в Wz_Ez). Если провести усреднение по всем долготам, то на 130 км проявится доминирующая полусуточная гармоника (максимумы 3-6 и 15-18 LT, минимумы 9-12 и 21-24 LT), а на 150 км ее сменяет суточная (максимумы 0-3 и 15-18 LT, минимумы 9-12 и около 21 LT). В полусуточной CMAM и HWM на 130 км фазы почти противоположны, но и в самой HWM фаза значительно меняется между 110 и 130 км, и расхождение CMAM-HWM может быть объяснено сдвигом фазы вертикальной волны.
На 110 км в CMAM присутствует много мелких приливных гармоник, затухающих с высотой. HWM вообще не учитывает их и в ней здесь тоже главной является полусуточная гармоника, но с меньшей амплитудой, чем на 130 км. Вполне объяснимо, что она в CMAM "зашумлена" и не видна.
Вы не согласны, что все это можно назвать "достаточным сходством"?
Пока писал, время дошло до 1:05
Олег
И от него вдогонку
Мне тоже кажется, что ошибки в знаке поля у нас нет. По крайней мере, на "пальцевом" уровне я объясняю связь между ветром и полем у экватора так. Ионы увлекаются ветром, а замагниченные электроны крутятся на месте. Образуется относительное движение зарядов - ток, а он по любимому закону Ома неизбежно связан с разностью потенциалов. Ток, переносимый положительными ионами, направлен по скорости движения этих ионов. Значит, поле направлено туда же, куда и ветер.
В этом объяснении, правда, пренебрегается холловским током (и каулинговской проводимостью - о какие ученые слова я помню!). Не знаю, насколько он тут существенен, но он вроде бы должен давать поле не в направлении "восток-запад", а вертикальное.
До чего же не хватает Умной Маши, которая точно знает все правила правой, левой и прочих рук и не давала мне запутаться в знаках (как, кстати, у нее дела? Олег упоминал "Маш" во множественном числе, когда я спрашивал, используются ли мои новые программы). Но хотя бы сам по себе процесс превращения ветра в поле описан правдоподобно?
И для меня главная сложность в том и состоит, что наши результаты совершенно логичны, если ветер в HWM соответствует реально дующему в нижней термосфере. Но они противоречат усредненным измерениям скоростей дрейфа в Джикамарке. Это не какая-то ошибка у нас, а противоречие двух достаточно широко принятых представлений о суточных вариациях ветра и вертикального дрейфа. Это за пределами собственно моделей, т.е. области моей компетенции.
Мой ответ ему в тот же день
C этим твоим письмом я согласен. Сейчас ложись спать, а утром получишь от меня ещё кое-какие рассуждения.
Ответ Олега в тот же день
Спасибо, буду ждать.
И еще раз про сдвиг времени: здесь 2:00 (из московского надо вычитать 8 часов).
Моё обещанное к утру письмо от 12 июня 2013 г.
Возвращаясь к твоей фразе: "Все версии наших расчетов находятся в достаточном соответствии с HWM и генерируемым этой моделью полем", посмотрим на картинку из файла Ez_Jicamarca. Сходства между голубой и красной кривыми, мягко говоря, немного, хотя и поле из HWM меня устраивает только в интервале 03-12LT, а у послеполуденной части кривой сдвинуть бы фазу часа на два к более ранним часам, да раза в два уменьшить амплитуду… А ещё хорошо бы посмотреть как эти кривые ото дня ко дню меняются.
Посмотрим теперь на поле из UAM на меридиане Гаити. На экваторе поле восточное около полудня и западное около полуночи в обоих вариантах UAM, но доминирует всё же полусуточная (как и в HWM), а не суточная гармоника в отличие от Акмаева и Джикамарки.
В чём же дело?
Выскажу осторожно следующую гипотезу.
Во всех моделях, происходящих от TIME-GCM (note, the TIME-GCM lower boundary was forced with diurnal and semidiurnal tides based on the Global Scale Wave Model, GSWM [Hagan and Forbes, 2003]), сидят древние приливы, подогнанные очень давно под Джикамарку, потому-то они её и воспроизводят хорошо.
А теперь замечу, что в Джикамарке измеряется суммарное электрическое поле ветрового и магнитосферного происхождения. Последнее испытывает чисто суточную вариацию. Лет двадцать, а то и больше назад покойный Юра Мальцев веселил публику утверждением, что для объяснения экваториальной аномалии и SQ вариации магнитного поля никаких ветров не надо – достаточно электрического поля магнитосферной конвекции. Не здесь ли собака зарыта?
Считается, что низкоширотная ионосфера заэкранирована от магнитосферной конвекции электрическим полем токов зоны 2. Но это только в стационарном случае. При изменениях токов зоны 1 токи зоны 2 реагируют не сразу, и поле токов зоны 1 проникает в низкие широты. Я бы поставил такой эксперимент: увеличил бы раза в 2 токи зоны 1 и убрал бы токи зоны 2, и посмотрел бы, как на это реагирует электрическое поле на экваторе.
12 июня отметили втроём ухой и запеченной сёмгой с шампанским и водкой сорокадевятилетие нашей с Сашулей совместной жизни.
Альбина с Ванечкой перебрались без приключений из Казани через Москву во Франкфурт, где их ждал Митя. Поздравили нас по скайпу, а Ирина утром по телефону.
А мы с Сашулей подарили друг другу (помимо прочего) одинаковые книжки: «Священный мусор» Людмилы Улицкой.
Моё письмо Михаилу Рыбакову от 13 июня 2013 г.
Уважаемый Михаил Васильевич!
Что-то от Вас ни слуху, ни духу. Вроде бы и отпуск Ваш уже закончился...
Откликнитесь!
Ваш ААН
Письмо Матиаса Фёрстера от 13 июня 2013 г.
Dear Sasha,
I wrote you about our two applications to DFG in summer last year (see below). In the meantime, we finally got the decisions just prior to my vacation in May -- Boris probably alraedy told you about that.
There was "green light" for the one (entitled "Co-estimation of the Earth main magnetic field and the ionospheric variation field") and "red light" for the other project (the continuation of our "High latitude coupling processes..." under the auspices of the SPP-1488).
The first project mentioned will guarantee the continuation of Boris' work here at GFZ for at least further three years using the UAM also for slightly different tasks, including the completion of his PhD thesis in
the near future (hopefully within the next 12 months). The two proposals were originally thought (from my side) as a combined entertainement, i.e. for the continuation of our high latitude studies I strongly need
the expertise and co-operation of Boris with regard the the UAM.
Now the situation changed slightly: I have to re-apply for my own project and I intend to do so within the next few days. Instead of being part of the SPP-1488 (which was unfortunately rejected), I can
re-apply as a cooperation continuation with the University of Potsdam (as it was before). The DFG-rules say, that the contributions from both institutions should be equal or even larger for the University side. Therefore, I will apply for an additional man-power: I thought of a new PhD student position for the project. There is a chance of about 1/3 to be succesful. I think that the ability to work with numerical models, in particular with the UAM, and the more intense use of the UAM could get a broader base here at GFZ, which is in my mind a good investment in future work and future space missions like Swarm (by the way, as I mentioned Swarm in the mail below, at present the planned launch date is Oct 04 this year).
One of the first tasks (in terms of technical work) for the new PhD student could be the transfer of the program pakets to Unix machines; and one of the tasks in physical sense could be the continuation of contributions common CEDAR studies as well as detailled studies of some high-latitude coupling processes.
What do you think about this conception? Of course, it might be very difficult to find a suitable candidate, who would be able to work with UAM and who is interested in physical-numerical stuff like this,
as Boris does. A decision about the new propasal cannot be expected before the end of this year.
A successful launch of the Swarm satellites would probably open further possibilities for the future...
With best regards, Matthias.
PS: We should start with the planning of our URSI session next year; whom could we invite as speakers?
Мой ответ ему в тот же день
Dear Matthias,
thank you very much for the letter, I'm very glad indeed to receive it from you. As for a suitable candidate for the PhD student position, I'll try to find somebody, may be in Petersburg or in Moscow or in Kaliningrad or even in Canada where our UAM is used.
As for invited speaker at our URSI session next year, I'd like to invite Oleg Martynenko from York University, Toronto, coupling our UAM with Canadian Middle Atmosphere Model.
Rashid Akmaev or Tim Fuller-Rowell from Boulder are good candidates.
Best regards, Sasha
Ответ Матиаса от 14 июня 2013 г.
Dear Sasha,
thank you for your rapid response and your support concerning the possible future PhD student position.
Is there already an Unix version of the UAM somewhere in the world, by one of the user groups, running?
I would fully agree with Tim Fuller-Rowell as one of the invited speakers. According to the E-Mail of John Matthews (of April 28th), our session G06 will take place on Thursday afternoon and has 6 time slots. Therefore, it is reasonable to invite two speakers.
Personally, I don't know Rashid Akmaev. I've seen that he is working in Boulder as well like Tim Fuller-Rowell (and, e.g., Mikhail Codrescu) and his topic is mainly the coupling of the lower atmosphere (mesosphere-lower thermosphere) as it is the case for Oleg Martynenko, if I'm not wrong. I tried to find some english publications of Oleg Martynenko and I tried also to find his web-page of the York University in Toronto, but I failed. Could you give me some hints, references?
I think that it is good to have one speaker from the lower (MLT) regions or couplings from below and one from the upper M-I-T couplings. Maybe Tim and Oleg would be a good pair, but I'm not sure with the latter.
I had thought of the following candidates: Ingrid Cnossen (now British Antarctic Service, recently in the group of Art Richmond) and/or Michael Wiltberger (HAO Boulder), who modeled CMIT coupled with a
magnetospheric MHD code (LFM). And I also thought of somebody from the data assimilation group of Utah (Ludger Scherliess)?
Maybe we could give three (of the six oral contributions) as invited talks? You should also give a talk about the UAM developments, I think.
Best regards, Matthias.
Мой ответ ему в тот же день
Dear Matthias,
Oleg Martynenko works in Toronto not so long. Earlier he worked with me at PGI and MSTU. He is the main constructor of the UAM code and my co-author in several papers. Boris knows him well.
Best regards,
Sasha
Ответ Матиаса в тот же день
Dear Sasha,
ok, I've talked with Boris about Oleg Martynenko. According to him, talks of Oleg can be very interesting. I think, he would present first of all then UAM model approach, maybe with the main accent on lower atmosphere coupling processes (tides, energy and momentum transport, electric "shortcuts", conjugate effects,...). I'd agree with your proposal; could you get in touch with him to ask him officially?
Do you want to contact also Tim Fuller-Rowell for an invited talk? His talk should focus mainly on a different aspect of global modelling: I think he could cover more the external drivers and M-I-T couplings.
What do you think about my other proposals of the last mail?
Should we extent to three invited ("solicited") papers - out of the six possible oral talks?
Probably we have to ask more possible candidates anyway, because not everybody might be willing to go to Beijing for that reason...
Best regards, Matthias.
Мой ответ ему в тот же день
OK, I'll contact with Oleg Martynenko, and we both can invite Tim Fuller-Rowell. As for other your candidates, I agree if you want to invite them, and we should indeed keep in mind that not all people plan to go to Beijinng.
Ответ Рыбакова от 14 июня на моё письмо от 13 июня
Александр Андреевич,добрый день!
Да, отпуск кончился и работа продолжается.
Модель IRI-2012 локально поставил себе и запустил. Сравнил пару дней февраля с.г. по foF2 и foE результаты расчета IRI-2012 с данными CADI Воейково. IRI-2012 завышает по foF2 и несколько завышает по foE. Сейчас перепроверяю результаты по веб доступу к модели на сервере разработчика.
Полагаю, что, если посчитаю по всему февралю 2013 г., дополню сигмами по foF2 и foE и данными магнитной обстановки с помощью В.К.Кошелевского, то у нас может получиться краткое сообщение с выводами, например:
1. Модель IRI-2012 недостаточно точно описывает физические процессы субавроральной зоны, надо бы обратить взоры на модель поточнее.
2. Результаты расчета по модели IRI-2012 могут быть применены для предварительного ограничения диапазонов данных CADI в программах автоматической обработки.
Мой ответ ему в тот же день
Cпасибо за отклик, жду вопросов.
14 июня в Шонгуе два схода: одна сёмга муху оторвала, вторая, видать, была забагрена и отцепилась у самого берега. Но хоть подержал и к берегу подвёл…
Бедная Старикова опять философию не сдала.
Письмо Олега Мартыненко от 14 июня 2013 г.
Эксперимент с обращением зонального ветра (Wz = -Wz). Электрическое поле в данном расчете было только динамо, высокоширотный источник отключен (FAC=0). (Комментарий к рисунку).
Мой ответ ему в тот же день
Что ты мне армянские загадки посылаешь? Может, сказать чего хотел? Так скажи по-русски, или по-канадски...
Ответ Олега в тот же день
Если бы я знал, что про это можно сказать, то честное слово - сказал бы.
Это отголосок гипотезы про ошибку в знаке. Хотели проверить, а что будет, если просто его перевернуть. Вот и результат. Днем поле, как и хотели, стало на восток. Но вечерний "всплеск", который отмечают все как реально существующую деталь, тоже перевернулся и стал глубокой ямой, противоречащей измерениям. И долготная структура излучения поменялась: исчезли те довольно регулярные максимумы через 90 градусов, что мы пытались получить, а вместо них что-то более хаотичное. В общем, это мне нравится еще меньше.
Но что меня удивляет больше всего, полосы повышенной n(e) вокруг экватора остались и здесь, только сдвинулись в среднем чуть ближе к экватору. Как же они появляются? Создает их электрическое поле, это мы проверяли: в расчетах без поля они полностью исчезают. В этом они похожи на экваториальную аномалию. Но почему они присутствуют и при перемене знака поля на противоположный?
Мой ответ ему в тот же день
Я сейчас после рыбалки (две сёмги упустил), спать хочу, утром отвечу. Пока же замечу, что менять знак, что у ветра, что у поля - только хуже делать. Значит, надо с магнитосферной конвекцией разбираться. Не смотрел ещё, а у Акмаева она какой вклад даёт?
И вдогонку
Посмотри-ка для начала влияние только токов зоны1 с отключённой зоной 2 для Кр=1-4.
Ответ Олега в тот же день
Про влияние высокоширотной конвекции на низкие широты мы делали подобный эксперимент, правда, без отключения FAC-2. В течение суток Kp удерживался постоянным в диапазоне от 1 до 7 (в разных расчетах).
В присоединенном файле вечернее излучение 135.6 нм (главное, на что мы смотрели и что описано в постере и статье) и новодобавленные мгновенные картинки зонального поля для разных Kp.
Это UT 01:00, т.е. левая и правая границы соответствуют примерно 20:30 LT, перемычка на долготе 150 - около 06:00, а желтое "поднятие" справа - от 15:00 до 18:00. Правда, значения напряженности поля при записи картинок искусственно ограничивались, и максимумы на них (но не в расчете) срезаны. Но все равно видно, что магнитосферное поле проникает на низкие широты и при Kp>4 перестраивает там всю картину, полностью подавляя динамо. Это, правда, влияние токов зоны 2, а не 1 (они в программе автоматически пропорциональны). Нужно ли прогнать еще расчет без зоны 2? Поле от зоны 1 должно быть противоположного знака тому, что показано на рисунках. Но у нас-то главный эффект (западное поле днем) от динамо - см. предыдущее письмо.
Моё письмо Олегу от 15 июня 2013 г.
Такое ощущение, что вам всё портят токи зоны 2. Они должны ослаблять поле токов зоны 1, а не менять его знак. У вас же при любых Кр происходит смена знака поля магнитосферной конвекции на широте 60 градусов при переходе от высоких широт к низким, т.е. вы всё давите токами зоны 2.
17 июня Фридеман Фройнд упорствует в том, что ионосфера заряжена отрицательно относительно Земли и предлагает обсудить этот вопрос на осенней сессии Американского Геофизического Союза.
Оказывается, у него в прошлом году сын умер от рака. Он был соавтором некоторых его статей.
Миша и Олег Золотов пишут статью для очередной шпрингеровской монографии.
Письмо Олега Мартыненко от 17 июня 2013 г.
Расчет не совсем такой, но близко, Для FAC2 поставлен коэффициент 0.1 от FAC1 (вместо 0.7). Фильм суточного хода (с шагом кадров в 2 часа) потенциала и зонального поля (максимумы срезаны, чтобы видна была вариация на низких широтах) в присоединенном файле. Видно, что FAC2 практически подавлен.
Второй вариант в том же файле - такой же коэффициент FAC2/FAC1 0.1, но отключено динамо-поле, т.е. смотрю, какое направление поля давали бы на экваторе "чистые" FAC1. Они дают восточное поле в интервале 03-12 LT, в остальное время западное.
Сравнение с первым расчетом (с динамо-полем) показывает, что динамо добавляет вечерний (около 18 LT) поворот поля на восток, зато "съедает" восточное поле в предполуденные часы. Правда, волну DE3 в таком представлении не видно: на фоне высокоширотного поля она слаба, да еще вращается быстрее Земли, и от кадра к кадру успевает далеко сместиться.
Построить, что ли, в таком же виде расчеты с "обычным" переэкранирующим FAC2?
Моё письмо Олегу от 17 июня 2013 г.
Я не знаю, какие там у вас сейчас токи зон 1 и 2, и посылаю поэтому статью Мальцева и Остапенко, чтобы вы проверили, нет ли у вас с ними существенных противоречий.
Остаюсь при ощущении, что у вас дело в токах зоны 2 ( а, может, и 1 тоже). Не забудьте, что полный ток зоны определяется произведением плотности тока на площадь зоны, зависяшей от сетки численного интегрирования.
И вдогонку
А какому Кр всё это (что ты прислал) соответствует?
Ответ Олега в тот же день
Это расчет для 1 апреля 2002, с реальными Kp: (3) 3+ 4- 4+ 3+ 4- 3 3 1+ (2)
В скобках значения с предыдущего и следующего дней, учитываемые в ходе расчета для 1 апреля. Эти значения приписывались серединам соответствующих 3-часовых интервалов, а текущее значение для любого момента вычислялось линейной интерполяцией между ними.
Входными параметрами были разность потенциалов через полярную шапку (CPCPD), вычислявшаяся из текущего значения Kp по уваровской формуле, и положение аврорального овала, тоже вычислявшееся из Kp (их полуденная и полуночная широты). FAC1 текли на полярной границе овала (в ближайших по широте узлах), FAC2 на экваториальной, распределение по долготе синусоидальное. Амплитуда FAC1 подбиралась итерациями, чтобы получить необходимую CPCPD. Значения FAC2 задавались пропорциональными FAC1 на той же долготе с постоянным коэффициентом.
В общем, стандартный алгоритм блока потенциала. Никаких токов зон 1 и 2 специально не задавалось. Я могу в принципе вытащить распределение плотности токов, но это затянет нас в следующий виток спора, учтена ли явным образом в исходной UAM площадь ячеек сетки. Это мы уже обсуждали. Я утверждал, что нет (т.е. задается интегральный ток на ячейку), потому что в тексте программы нет ничего похожего, и учитывал ее при выводе картинок, а Вы не соглашались.
Поэтому картинки плотности тока интерпретировать и сопоставить с Мальцевым-Остапенко будет сложно. Но главное, что это занятие бессмысленно: какие бы эти токи ни были, они ровно такие, как нужно для обеспечения заданной CPCPD при заданном положении овала и заданной проводимости ионосферы. Если токи как-то "улучшить", станет нефизичным потенциал. Единственный свободный параметр - коэффициент FAC2/FAC1. Но и он при "гуляющем" овале на самом деле не постоянен: площади ячеек, куда "падают" токи, все время меняются. Судить можно только по степени экранировки. Но в природе она присутствует не всегда, а имеется временной лаг между изменениями FAC1 и FAC2. Поэтому я не вижу смысла особенно старательно подстраивать коэффициент токов зон: физической осмысленности от этого не сильно прибавится. Разве что устранить явную постоянную пере- или недоэкранировку.
О ближайших планах. Я собираюсь провести аналогичную представленной пару расчетов с FAC2=0.7*FAC1 (как мы считали весь месяц) с и без динамо и так же посмотреть, где в результирующей вариации зонального поля вклад высокоширотного источника и что добавляет к нему динамо. И возможно, попробую потом подобрать FAC2/FAC1, дающий наилучшую среднюю экранировку.
Моё письмо Олегу от 18 июня 2013 г.
Предлагаю для поля магнитосферной конвекции взять средние значения продольных токов из работы Мальцева и Остапенко: Averaging over the whole observation period yields the total FAC intensities I1 = 0.75 MA, I2 = 0.62 MA, I0 = 0.054 MA. The latitudes of the maximum FAC surface density are lat1 = 74deg, lat2 = 61deg, lat0 = 76deg. The average geophysical parameters are Dst = -24 nT, AL = -180 nT, Kp = 2.9, BzIMF = 0, Psw = 3.3 nPa. The enhancement of geomagnetic activity gives rise to growth of the Regions 1 and 2 FAC intensity in and to their equatorward shift. Обращаю внимание на то, что здесь даны значения не плотности тока, а полного тока, т.е. интеграла от плотности тока по площади зоны, которая, естественно, больше у зоны 2, поскольку она расположена на меньшей широте. С этими значениями надо внимательно посмотреть на картину потенциала и убедиться, что она соответствует стандартной картине конвекции без какого-либо переэкранирования (overshielding). После чего успокоиться и конвекцию не дёргать без особой надобности. Боюсь, что у тебя соотношение FAC2/FAC1=0.7 используется для плотности тока, а не для полного тока, что и приводит к переэкранированию.
И вдогонку
Второго варианта в этом файле (в письме от 17 июня) я не нашёл. А вот что меня удивляет, так это смена знака восточного поля на дневной стороне при переходе через широту 60 градусов (переэкранирование) даже при таких малых (якобы) токах зоны 2. А если их совсем убрать?
И ещё вдогонку
Обращаю внимание: во всех калининградских расчётах и у Ричмонда зональное поле всюду по знаку совпадает с полем токов зоны 1, т.е. токи зоны 2 его знак не меняют. А у вас меняют даже слабые (якобы, на самом деле они у вас существенно завышены) токи зоны 2, из чего я делаю вывод, что токи зоны 2 у вас неверные, возможно, из-за твоего «учёта площади ячеек». Возможно, что и токи зоны 1 неверные, но, поскольку их подборка идёт по разности потенциалов через шапку, на электрическое поле это не влияет. А вот неверные токи зоны 2 портят всю картину, меняя знак зонального поля на экваторе.
Моё письмо Ване Карпову и Ирине Захаренковой от 18 июня 2013 г.
Ваня и Ира, просьба распечатать эти картинки, отвезти в Ольштын и там повесить.
Матиас Фёрстер ищет себе аспиранта на следующий год, который мог бы перевести нашу UAM на Unix и поработать с ней в Потсдаме. Может, Алексея к этому подготовить? Или кого другого?
Ваш ААН
Ответ Вани в тот же день
Сделаем. Постараемся подготовить.
И. Карпов
Ответ Олега Мартыненко в тот же день
Добрый день (полярный, так что верно в любое время суток), Александр Андреевич.
Во-первых, общее возражение. Всеё, что Вы пишете про потенциал и токи, правильно будет называть не "у тебя", а "у нас": это UAM как она есть. Единственные серьезные отличия от оригинального клименковского кода ГСМ ТИП - итерации по току FAC1, предложенные Романом Юриком для автоматического получения требуемой разности потенциалов, и замена постоянных шагов сетки на переменные в интерполяциях и вычислении производных.
У меня, правда, добавлена ещё поправка к коэффициенту FAC2/FAC1, учитывающая как раз изменение площади ячейки сетки (удлинение параллели по мере удаления от полюса и переменный шаг по широте). То есть заданный коэффициент у меня относится именно к интегральному току. Не знаю, используете ли вы эту версию программы: я ее высылал, но Олег Золотов в это время сам занимался ручной добавкой токов от Земли и вполне разумно не стал на ходу заменять на новую версию главную подпрограмму, с которой работал. Тем более что высокоширотные землетрясения он не рассматривал, и FAC для него только фон, от которого требуется лишь быть постоянным. Единственное, о чем я его предупреждал по этому поводу, что для статей и диссертации ему нужно аккуратно разобраться, задается в его версии все-таки ток на ячейку или на единицу площади.
Но эта моя поправка приводит лишь к уменьшению токов зоны 2 еще на 10-15%, то есть она точно не ухудшает ситуацию с переэкранировкой по сравнению с оригинальной UAM.
Во-вторых, если взять токи из Мальцева и Остапенко и в дальнейшем их не трогать, то как воспроизводить конкретную геофизическую ситуацию? Насколько я понимаю физику, главные отличия одного дня от другого именно в высокоширотном источнике, "подключенном" к меняющемуся солнечному ветру, то есть в положении и амплитудах токов FAC1 и FAC2. Отказ от их изменения вообще убивает модель на корню.
И что делать, если токи Мальцева-Остапенко не дадут осмысленной разности потенциалов через шапку? Возможная причина этого достаточно очевидна: конечно-разностная сетка. Модель предполагает постоянный ток на ячейке, а в природе множество мелких пространственно-временных флуктуаций и тока, и проводимостей в той области, куда он втекает. И один и тот же интегральный ток на полушарие может дать самые разнообразные распределения потенциала, поэтому как управляющий параметр модели он непригоден.
В общем, идея взять токи Мальцева мне кажется неоправданной ни с какой точки зрения. Их работа хороша для сравнения, но впрямую использовать их данные для задания токов в модели нельзя.
Олег
И вдогонку
В том файле 6 страниц. Первые 3 страницы (12 пар картинок "потенциал-поле") - расчет с магнитосферным+динамо потенциалом (в заголовке таблиц FAC2 = 0.1*FAC1), 4-6 страницы - то же самое без динамо, только магнитосферный потенциал (в заголовке таблиц Edyn=0). Отличие хорошо видно по рисункам поля (правый столбец): у чисто магнитосферного вся левая (вечерняя) сторона голубая, а с динамо ее рассекает желтый "хребет".
Сейчас готовлю такие же картинки с коэффициентом 0.7 и бежит расчет вообще без зоны 2 (коэффициент 0). Через пару часов пришлю.
Резкая смена знака на 60 градусах есть только в варианте с динамо-полем. С только высокоширотным источником ее нет. Значит, это не переэкранировка, а динамо-поле. А резкость как раз и объясняется тем, что поле от зоны 1 на этой границе резко ослабляется зоной 2.
Расчет вообще без зоны 2 идет сейчас.
И ещё
Это ответ на обвинения в завышенных FAC2 в расчете, где был коэффициент 0.1. Расчеты с коэффициентом 0.1 (те же рисунки, что и вчера) и вообще без добавки зоны 2 Разница незначительна.
Свободное копирование
