Полностью обновлена и расширена база архивных данных спутниковых измерений магнитосферного магнитного поля. Отобраны и отредактированы годичные наборы данных Cluster 3, Themis A, D, и E, Geotail, Van Allen A и B, ММS-1, за период с 2016 по конец 2019г. Впервые подключены к базе данные трёх спутников Cluster 1, 2, и 4 за весь период эксперимента с 2001 по 2019гг (до сих пор нами использовались только данные Cluster 3). Итоговая база содержит данные 14 спутников, насчитывает в сумме 8 840 460 5-минутных средних записей и покрывает 25-летний интервал с 1995 по 2019гг.
Разработано новое математическое представление магнитосферного магнитного поля в виде разложений его тороидальной и полоидальной частей по цилиндрическим базисным функций. Новое представление основано на обобщении ранее предложенного нами метода радиальных базисных функций (реализованного в рамках предыдущего гранта РФФИ 17-05-00415). Оно позволило существенно увеличить гибкость модели введением независимых масштабов по радиусу, широте и долготе, и одновременно сократить число узлов пространственной сетки, что значительно подняло быстродействие кодов.
Созданная таким образом новая модель была использована в синтезе с недавно предложенным при нашем участии (см. ссылки в https://doi.org/10.1029/2020SW002561) методом "ближайших соседей", позволяющем реконструировать временной ход перестройки магнитосферного поля и токов в процессе конкретных космических бурь.
ического взвешивания ближайших соседей, при котором они не просто фильтруются по признаку их попадания/непопадания в гиперсферу вокруг исследуемой точки на траектории системы в пространстве состояний, но снабжаются весами, растущими с приближением к этой точке. Тем самым эффективно решается общая проблема более широкого круга подобных задач, связанная с быстро убывающим объёмом экспериментальных данных при моделировании необычных и экстремальных событий растущей интенсивности.
На основе вышеописанных новых методов было проведено моделирование эволюции магнитосферы во время интенсивной бури 27-29 мая 2017г. Параметры состояния глобальной системы Земля-магнитосфера-солнечный ветер, использованные для селекции поднаборов ближайших соседей, были выбраны в двух вариантах. В первом из них отбор данных из архива осуществлялся только на основе данных мониторов солнечного ветра (скорость, плотность, межпланетное магнитное поле), тогда как во втором варианте состояние магнитосферы параметризовалось только индексами наземной геомагнитной активности и их скользящими временными производными, характеризующими стадию бури (внезапное начало, активная фаза, пик бури, и фаза релаксации возмущения). Несмотря на такие кардинальные различия в критериях отбора, сравнение результатов выявило удивительное сходство распределений модельного поля, токов и их временной эволюции, что подтвердило как разумность параметризации и критериев селекции, так и удачный выбор архитектуры самой модели.