Keywords
models of auroral zones
geonavigation
Section
Abstract
A global spatial model of the absolute values of the Earth’s magnetic field components, «SPbF IZMIRAN» for the 2025 epoch is presented. The model is based on an updated vector magnetometric database with an IGRF-14 reference frame. The digital hybrid grid model has been verified by vector measurements at geomagnetic observatories of the World Network, at the levels of aeromagnetic and hydromagnetic surveys, and at the flight altitudes of the CHAMP and Swarm satellites. Component models of the auroral zones of the northern and southern polar regions have been constructed for altitudes of 0–1000 km. The dynamics of changes in magnetic field components, the evolution of the positions of auroral ovals, and ionospheric irregularities affecting the quality of radio communication in high-latitude regions have been studied. The high-resolution «SPbF IZMIRAN» component model is used in maritime, air, and aerospace navigation and is in demand for studying the structure of the Earth’s crust and searching for mineral deposits.
References
Баткова Л.А., Боярских В.Г., Демина И.М. Комплексная база данных компонент геомагнитного поля на акватории океанов по результатам съемок, выполненных на немагнитной шхуне «Заря» // Геомагнетизм и Аэрономия. 2007. T. 47. С. 571−576 [Batkova L.A., Boiarskikh V.G., Demina I.M. A comprehensive database of the geomagnetic field's components of in the oceans based on the results of surveys performed on the non-magnetic schooner Zarya // Geomagnetism and Aeronomy. 2007. V. 47. P. 571–576 (in Russian)].
Бухтояров Б.Н., Старикова О.Р., Петрова А.А. и др. Анализ возможности применения альтернативной геомагнитной модели для наклонно-направленного бурения // Бурение и нефть. 2024. № 12. С. 44–47 [Bukhtoyarov B.N., Starikova O.R., Petrova A.A. et al. Analysis of the possibility of using an alternative geomagnetic model for directional drilling // Burenie i neft. 2024. № 12. С. 44–47 (in Russian)].
Бухтояров Б.Н., Старикова О.Р., Петров В.Г. и др. Геомагнитные данные для направленного бурения и позиционирования скважин // Маркшейдерия и недропользование. 2025. Т. 25. № 4. С. 71–82. https://doi.org/10.56195/20793332-2025-25-4-71-82 [Bukhtoyarov B.N., Starikova O.R., Petrov V.G. et al. Geomagnetic data for directional drilling and well positioning // Mine Surveying and Subsurface Use. 2025. V. 25. № 4. P. 71–82 (in Russian)].
Захаров В.И., Чернышов А.А., Милох В., Джин Я. Влияние ионосферы на параметры навигационных сигналов GPS во время геомагнитной бури // Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60. № 6. С. 769−782. https://doi.org/10.31857/S0016794020060152 [Zakharov V.I., Chernyshov A.A., Miloch W., Jin Y. Influence of the ionosphere on the parameters of the GPS navigation signals during a geomagnetic substorm // Geomagnetism and Aeronomy. 2020. V. 60. № 6. P. 754–767. https://doi.org/10.1134/S0016793220060158].
Карасик А.М., Почтарев В.И., Цуцкарев Б.М. Морские геомагнитные исследования на НИС «Заря». М.: Наука, 1986. 183 с. [Karasik A.M., Pochtarev V.I., Tsutskarev B.M. Marine geomagnetic research at the scientific research vessel Zarya. M.: Nauka, 1986. 183 p. (in Russian)].
Колесова В.И. Аналитические методы магнитной картографии. М.: Наука, 1986. 223 c. [Kolesova V.I. Analytical methods of magnetic cartography. M.: Nauka, 1986. 223 p. (in Russian)].
Колесова В.И., Почтарев Е.А. Черкаева Авторское свидетельство № 200894 СССР. 1984 г. [Kolesova V.I., Pochtarev V.I., Cherkaeva E.A. A.S. № 200894 USSR. 1984 (in Russian)].
Колесова В.И., Черкаева Е.А. Вычисление компонент аномального геомагнитного поля по данным модульных съемок при переменном направлении вектора главного поля // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т. 26. № 6. С. 1036–1037 [Kolesova V.I. Cherkaeva E.A. Calculation of the components of the anomalous geomagnetic field based on the data of modular surveys with a variable direction of the vector of the main field // Geomagnetism and Aeronomy. 1986. V. 26. № 6. P. 1036–1037 (in Russian)].
Копытенко Ю.А., Исмагилов В.С., Зайцев Д.Б. и др. Измерения геомагнитного поля на борту движущегося магнитного носителя с помощью трехкомпонентного магнитовариационного комплекса МВК–2 // Российский геофизический журнал. 1998. № 11–12. С. 45–49 [Kopytenko Yu.A., Ismagilov V.S., Zaitsev D.B. et al. Measurements of the geomagnetic field onboard a moving magnetic carrier using a three-component magnetovariation complex MVK–2 // Russian Geophysical Journal. 1998. №. 11–12. P. 45–49] (in Russian)].
Копытенко Ю.А., Петрова А.А. Магнитные карты нового поколения для целей морской магнитной навигации // Труды ХII конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики ГА – 2014». СПб. 2014. С. 258–261 [Kopytenko Yu.A., Petrova A.A. New generation magnetic maps for marine magnetic navigation purposes // Proc. of the conf. «Prikladnye tekhnologii gidroakustiki i gidrofiziki GA – 2014». Saint-Petersburg. 2014. P. 258–261 (in Russian)].
Копытенко Ю.А., Петрова А.А. Мировые карты компонент магнитного поля Земли эпохи 2020 // Труды XV конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». СПб: Б.и., 2020. С. 288–291 [Kopytenko Yu.A., Petrova A.A. World maps of the Earth's magnetic field component of the epoch 2020 // Materials of XV conf. «Applied technologies of hydroacoustics and Hydrophysics». Saint-Petersburg: B.i., 2020. P. 288–291 (in Russian)].
Копытенко Ю.А., Петрова А.А. Навигационная информативность компонент магнитных аномалий на высотах до 20 км // Труды IV н.-т. конф. «Навигация, наведение и управление летательными аппаратами». ГНЦ РФ ФГУП «ГосНИИАС». М. 2019. С. 218–220 [Kopytenko Yu.A., Petrova A.A. Navigation information content of magnetic anomaly components at altitudes up to 20 km // Proceedings of conference «Navigatsiia, navedenie i upravlenie letatelnymi apparatami». Moscow. 2019. P. 21–220 (in Russian)].
Копытенко Ю.А., Петрова А.А. Результаты разработки и применения компонентной модели магнитного поля Земли в интересах магнитной картографии и геофизики // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2016. Т. 9. № 2. С. 88–106 [Kopytenko Yu.A., Petrova A.A. The development and use of a component model of the Earth's magnetic field for magnetic cartography and geophysics // Fundamentalnaya i prikladnaya gidrofizika. 2016. V. 9. Iss. 2. P. 88–106 (in Russian)].
Копытенко Ю.А., Петрова А.А., Латышева О.В. Магнитные аномалии литосферы в околоземном космическом пространстве // Труды конф. «Магнетизм на Земле и в космосе». Москва. 2019. С. 91–95. https://doi.org/10.31361/pushkov2019 [Kopytenko Yu.A., Petrova A.A., Latysheva O.V. Magnetic anomalies of the lithosphere in near-Earth space // Proc. «Magnetism on Earth and in space». Moscow. 2019. P. 91–95 (in Russian)].
Ларочкина И.А. Перспективы развития нефтедобычи в республике Татарстан // Георесурсы. 2011 № 4 (40). С. 2–6 [Larochkina I.A. Perspectives of oil output development in the Republic of Tatarstan // Georesources. 2011. №. 4 (40). P. 2–6 (in Russian)].
Латышева О.В., Петрова А.А. Специфика литосферы районов арктических морей с повышенной газонасыщенностью // Труды: Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей. 2025. Вып. 1 (51). С. 163–167 [Latysheva O.V., Petrova A.A. The specifics of the the Arctic seas's lithosphere with high gas saturation // Proc. of the Conf. «Issues of theory and practice of geological interpretation of gravitational, magnetic and electric fields». 2025. Iss. 1(51). P. 163–167 (in Russian)].
Летников Ф. А. Флюидный режим эндогенных процессов и проблемы рудогенеза // Геология и геофизика. 2006. Т. 47. № 12. С. 1296–1307 [Letnikov F.A. Fluids in indogenic processes and problems of metallogeny // Geology and Geophysics. 2006. V. 47. №. 12. P. 1296–1307 (in Russian)].
Летников Ф.А. Глубинные флюиды континентальной литосферы // Материалы всероссийского совещания «Флюидный режим эндогенных процессов континентальной литосферы». ИЗКСОРАН. Иркутск. 2015. С. 11–21 [Letnikov F.A. Deep fluids of the continental lithosphere // Materials of the All-Russian meeting «Fluid regime of endogenous processes of the continental lithosphere». Irkutsk. 2015. P. 11–21 (in Russian)].
Наливкина Э.Б., Петрова А.А. Магнетитовая зона земной коры континентов. СПб.: изд-во ВСЕГЕИ, 2018. 46 с. [Nalivkina E.B., Petrova A.A. The magnetite zone of the continental crust. Saint-Petersburg: Izd-vo VSEGEI, 2018. 46 p. (in Russian)].
Павленкова Н.И. Структурные особенности литосферы континентов и океанов и их природа // Геофизический журнал. 2019. Т. 41. № 2. С. 3–57. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i2.2019.164448 [Pavlenkova N.I. Unsolved problems of the global tectonics and possibility of their solutions // Geofizicheskii zhurnal. 2019. V. 41. № 2. С. 3–57 (in Russian)].
Петрова А.А. Методика спектрально-пространственного анализа геомагнитного поля // Геофизический сборник АН УССР. 1977. Вып. 76. С. 55–66 [Petrova A.A. Method of spectral-spatial analysis of the geomagnetic field // Geofizicheskii sbornik AN USSR.1977. Iss. 76. P. 55–66 (in Russian)].
Петрова А.А. Цифровые карты компонент вектора индукции магнитного поля // Сб. трудов ИЗМИРАН. Москва. 2015. С. 412–423 [Petrova A.A. Digital maps component of the magnetic field induction vector // Sb. trudov IZMIRAN, Moscow: 2015. P. 412–423 (in Russian)].
Петрова А.А., Колесова В.И. Способ геофизической разведки. А.с. 1289232 СССР. 1986 [Petrova A.A., Kolesova V.I. Method of geophysical exploration. A.S. 1289232 USSR. 1986 (in Russian)].
Петрова А.А., Копытенко Ю.А. Флюидные системы Мамско-Бодайбинской минерагенической зоны Северного Забайкалья // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2019. Вып. 41. № 1. С. 37–53. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2019-1-41-37-53 [Petrova A.A., Kopytenko Yu.A. Fluid system of the Mamsko-bodaybinskiy mineragenic zone of the Northern Transbaikalia region // Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2019. V. 1(41). P. 37–53 (in Russian)].
Петрова А.А., Латышева О.В. Локализация зон эндогенного влияния в областях с высоким уровнем газонасыщенности по аномалиям магнитного поля // Геомагнетизм и аэрономия. 2025. Т. 65. № 2. С. 260–278. https://doi.org/10.7868/S3034502225020104 [Petrova A.A., Latysheva O.V. Localization of zones of the fluid dynamic factor endogenous influence in areas with a high level of gas saturation // Geomagnetism and Aeronomy. 2025. V. 65. № 2. P. 260–278 (in Russian).
Почтарев В.И. Нормальное магнитное поле Земли. М.: Наука, 1984. 232 с. [Pochtarev V.I. Earth's normal magnetic field. Moscow: Nauka, 1984. 232 p. (in Russian)].
Тимурзиев А.И. Cовременное состояние теории происхождения и практики поисков нефти: тезисы к созданию научной теории прогнозирования и поисков глубинной нефти // Глубинная нефть. 2013. T. 1. № 1. С. 18–44 [Timurziyev A.I. The current state of the theory of the origin and practice of oil prospecting: theses on the creation of a scientific theory of forecasting and prospecting for deep oil // Deep oil. 2013.V. 1. №. 1. P. 18–44 (in Russian)].
Филатов М.В., Швец М.В., Пильгаев С.В. и др. Полярные сияния как индикатор устойчивости сигнала GPS-приемника // Труды КНЦ РАН. 2015. № 6 (32). С. 93–100 [Filatov M.V., Shvets MV., Pilgaev S.V. et al. Auroras as an indicator of GPS receiver signal stability // Transactions KSC. 2005. № 6 (32). С. 93–100 (in Russian)].
Хорошева О.В. Пространственно-временное распределение полярных сияний. М.: Наука, 1967. 82 с. [Khorosheva O.V. Spatial and temporal distribution of the aurora borealis. Moscow: Nauka, 1967. 82 p. (in Russian)].
Щербаков И.А., Петрова А.А., Городецкий С.И. Современные источники цифровой картографической информации для создания морских карт. Создание новых видов карт // Записки по гидрографии. 2017. № 304. С. 26–42 [Shherbakov I.A., Petrova A.A., Gorodeczkij S.I. Modern sources of digital cartographic information for creating nautical charts. Creating new types of maps // Zapiski po gidrografii. 2017. №. 304. P. 26–42 (in Russian)].
Bonvalot S., Balmino G., Briais A. et al. World Gravity Map // Commission for the Geological Map of the World. Eds. BGI-CGMW-CNES-IRD. Paris. 2012. http://bgi.omp.obs-mip.fr
Chernous S., Budnikov P., Shagimuratov I. et al. Variations of GNSS signals in Euro-Arctic region during auroral Activity / 45th Annual European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods. Kiruna. 2018. P. 10.
INTERMAGNET (International Real-time Magnetic Observatory Network) [Электронный ресурс]. URL: https://intermagnet.org/ (дата обращения 15.12.2024).
International Geomagnetic Reference Field (IGRF) [Электронный ресурс]. URL: https://www.ncei.noaa.gov/products/international-geomagnetic-reference-field (дата обращения 07.12.2024).
Kopytenko Yu. A., Chernouss S., Petrova A.A. et al. The Study of Auroral Oval Position Changes in Terms of Moving of the Earth Magnetic Pole // Problems of Geocosmos–2018, Springer Proc. in Earth and Environmental Sciences. 2019a. С. 289–297. https://doi.org/10.1007/978-3-030-21788-4_25
Kopytenko Yu.A., Petrova A.A., Alekseev V.F. et al. Application of altitude models of Earth’s magnetic field for solving geophysical problems // Cosmic Research. 2019b. Iss. 57. № 3. P. 163–168. https://doi.org/ 10.1134/S0010952519030067
Kopytenko Yu.A., Petrova A.A., Guriev I.S. et al. Analysis of the Informativity of the Earth’s Magnetic Field in near-Earth Space // Cosmic Research. 2021. V. 59. № 3. P. 143–156. https://doi.org/10.1134/S0010952521030059
Machol J.L., Green J.C., Redmon R.J., et al. Evaluation of OVATION Prime as a forecast model for visible aurorae // Space Weather. V. 10. Iss. 3. S03005. https://doi.org/10.1029/2011SW000746
Petrova A.A., Demina I.M. Features of the Earth’s crust structure of oil-gas pools of the North Sea on the base of magnetic data // Proc. 4th SPb International Conference & Exhibition. Saint-Petersburg, Russia. 2010. P. 143.
Petrova A., Demina I., Petrishchev M. Detection of the deep approach fluid channels in the oil-and-gas basins using the geomagnetic data (North and Norwegian Seas) // Proc. 10th ICAM. Trondheim, Norway. 2011. P. 523–529.
Petrova A.A., Kolesova V.I. Study of spectral characteristics of the geomagnetic field region with different types of the Earth’s crust // Verof. des Zentralinstituts fur Physik der Erde. 1981. T.1. № 70. P. 1200–1209.
Petrova A.A., Kopytenko Y.A., Petrishchev M.S. Deep fluid systems of Fennoscandia greenstone belts // Practical and Teoretical Aspects of Geological Interpretation of Gravitational, Magnetic and Electric Fields. 2019. P. 239–247. https://doi.org/10.1007/978-3-319-97670-9_28
Petrova A.A., Latysheva O.V. Evolution of the Northern Auroral Oval in Light of Modern Changes in Earth’s Magnetic Field // Geomagnetism and Aeronomy. 2024. V. 64. № 4. P. 476–489. https://doi.org/10.1134/S0016793224600309
Petrova A.A., Latysheva O.V., Kopytenko Yu.A. Deep Structure of the Arctic and Antarctic according to Component Magnetic and Gravitational Anomalies // Cosmic Research. 2022a. V. 60. № 4. P. 331–347. https://doi.org/10.1134/S0010952522030078
Petrova A.A., Latysheva O.V., Petrova A.I. Verification of the Arctic Magnetic Field Component Model Based on Observations on the CHAMP and Swarm Satellites. // Problems of Geocosmos–2020. Springer Proc. in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. 2022b. P. 53–63. https://doi.org/10.1007/978-3-030-91467-7_5
Thebault E., Vigneron P., Langlais B. et al. A Swarm lithospheric magnetic field model to SH degree 80 // Planets and Space. 2016. V. №. 68. Article number 126. https://doi.org/10.1186/s40623-016-0510-5
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Copyright (c) 2026 А.А. Петрова, О.В. Латышева