Просмотр исходного текста страницы Классификационный подход к анализу связи магнитных возмущений в авроральной области и магнитного возмущения на средних и низких широтах

'''''Бархатова О.М.<sup>1,2</sup>, Бархатов Н.А.<sup>2</sup>, Базина И.А.<sup>2</sup>'''''

''<sup>1</sup>ФГБОУ ВПО "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет"''

''<sup>2</sup>ФГБОУ ВПО "Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина"''

Соотношение ионосферных и магнитосферных токовых систем и их динамика во времена развития геомагнитной бури являются важными объектами исследований ввиду неоднозначности их эволюции в зависимости от уровня геомагнитной активности. В связи с этим, использование искусственных нейронных сетей (ИНС) в качестве инструмента изучения подобных физических процессов позволяет выявить их основные закономерности без построения сложных физических моделей.

В наших предыдущих исследованиях был выполнен поиск нелинейной связи составляющих кольцевого тока (симметричной и асимметричной части) с авроральными электроджетами для бурь различной интенсивности в рамках нейросетевого подхода. При этом использовались ИНС Элмана с алгоритмом обратной связи и сеть с алгоритмом нечеткой логики Fuzzy. Было установлено, что на главной фазе магнитной бури существуют устойчивые связи между указанными токовыми системами и возможно приемлемое нейросетевое восстановление индексов интенсивности авроральных электроджетов (AU, AL)по данным индексов интенсивности кольцвого тока (SYM, ASY). Вместе с тем, было отмечено, что качество восстановления не одинаково для различных событий. В этой связи, впредлагаемой работе изучена степень влияния интенсивности и продолжительности главной фазы геомагнитной бури на наличие или отсутствие нелинейной связи между соответствующими токами. В качестве инструмента исследования выбрана классификационная нейронная сеть типа слоя Кохонена.

Классификация главных фаз рассматриваемых 30 одношаговых геомагнитных бурь проводилась сетью типа слоя Кохонена по параметрам, которые были объединены в пары индексов: SYM и AU; SYM и AL; ASY и AU; ASY и AL. В каждом эксперименте нейронной сети предлагалось разделить все события на два класса. Для оценки эффективности работы сетибыли выбраны события, эффективность восстановления которых в каждой из рассматриваемых пар индексов была наиболее и наименее высокой. Предполагалось, что эти события должны оказаться в разных классах. Эксперименты выполнялись кумулятивным и продуктивным методами для каждого классификационного параметра.

Согласно полученным результатам для пар индексов SYM и AU и SYM и AL, хорошо восстанавливаемые события объединяет общий вид динамики симметричного кольцевого тока и авроральных электроджетов. Почти все эти события соответствуют «классическому» развитию геомагнитной бури с небольшими амплитудами и длительностью. При классификации по двум индексам, одним из которых является индекс ASY, большинство из событий, восстанавливаемых с наибольшей (ASY и AU) или наименьшей (ASY и AL) эффективностью попадают в класс интенсивных и продолжительных бурь. Это свидетельствует о том, что происходит перераспределение энергии между токовыми системами электроджетов и асимметричной части кольцевого тока: если в пределах одного события связь индексов ASY-AU сильна, то связь ASY-AL практически незаметна, и наоборот. Этот факт подтверждает предположение о существовании ионосферно-магнитосферной токовой системы, составными частями которой являются асимметричный кольцевой ток и оба авроральных электроджета.