Везде

ОФНГеомагнетизм и аэрономия Geomagnetism and Aeronomy

  • ISSN (Print) 0016-7940
  • ISSN (Online) 3034-5022

Влияние суббурь на процессы в ионосфере и плазмосфере Земли

Вы можете
Код статьи
10.31857/S0016794024020043-1
DOI
10.31857/S0016794024020043
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Котова Г. А.
  • Аффилиация: Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН)
Халипов В. Л.
  • Аффилиация: Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН)
Степанов А. Е.
  • Аффилиация: Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН (ИКФИА СО РАН)
Безруких В. В.
  • Аффилиация: Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН)
Том/ Выпуск
Том 64 / Номер выпуска 2
Страницы
208-216
Аннотация
Во время магнитосферных суббурь в области F ионосферы и вплоть до высот ~1000 км формируется поляризационный джет. По измерениям энергичных ионов кольцевого тока на спутнике AMPTE/CCE и по данным дрейфметров на спутниках DMSP было показано, что формирование поляризационного джета связано с вторжением энергичных ионов (10—100 кэВ) во внутреннюю магнитосферу во время суббурь. В области развития поляризационного джета изменяются характеристики плазмы в ионосфере: плотность плазмы понижается, иногда на порядок величины, и одновременно существенно повышается температура плазмы. Кроме того, одновременно с дрейфом плазмы на запад обычно наблюдается и дрейф плазмы вверх. Поток ионов вверх из области развития поляризационного джета ~109 см-2с-1 на порядок превосходит средний дневной поток ионов из ионосферы в плазмосферу. Измерения на спутнике МАГИОН-5 в плазмосфере на тех же L-оболочках, где регистрируется поляризационный джет в ионосфере, показывают возрастание концентрации холодных ионов. “Горбы” плотности, наблюдаемые вблизи плазмопаузы, по-видимому, образуются благодаря потокам плазмы из ионосферы, сопровождающих формирование поляризационного джета. Таким образом, последствия суббурь наблюдаются практически во всей магнитосфере.
Ключевые слова
Дата публикации
01.02.2024
Год выхода
2024
Всего подписок
0
Всего просмотров
48

Библиография

  1. 1. Галеев А.А. Механизм магнитосферной суббури // Успехи физ. наук. 1979. Т. 127. № 3. С. 535—536. https://doi.org/10.3367/UFNr.0127.197903l.0535
  2. 2. Гальперин Ю.И., Пономарев В.Н., Зосимова А.Г. Прямые измерения скорости дрейфа ионов в верхней ионосфере во время магнитной бури // Космич. исслед. 1973. Т. 11. № 2. С. 273—296.
  3. 3. Деминов М.Г. Ионосфера Земли // Плазменная гелиогеофизика. В 2 т. Т. 2 / Под ред. Л.М. Зеленого, И.С. Веселовского. М.: Физматлит, 2008. С. 92–163.
  4. 4. Котова Г.А. Плазмосфера Земли. Современное состояние исследований // Геомагнетизм и аэрономия. 2007. Т. 47. С. 1—16. https://doi.org/10.1134/S0016793207040019
  5. 5. Кринберг И.А., Тащилин А.В. Ионосфера и плазмосфера. М.: Наука, 1984. 177 с.
  6. 6. Степанов А.Е., Халипов В.Л., Бондарь Е.Д. Сопоставление характеристик поляризационного джета на разнесенных станциях Якутск — Подкаменная Тунгуска // Космич. исслед. 2008. Т. 46. № 2. С. 116—121. https://doi.org/10.1134/S0010952508020032
  7. 7. Степанов А.Е., Голиков И.А., Попов В.И., Бондарь Е.Д., Халипов В.Л. Структурные особенности субавроральной ионосферы при возникновении поляризационного джета // Геомагнетизм и аэрономия. 2011. Т. 51. № 5. С. 643—649. https://doi.org/10.1134/S0016793211050136
  8. 8. Степанов А.Е., Халипов В.Л., Котова Г.А., Заболоцкий М.С., Голиков И.А. Данные наблюдений крупномасштабной конвекции плазмы в магнитосфере в зависимости от уровня геомагнитной активности // Геомагнетизм и аэрономия. 2016. Т. 56. № 2. С. 194—199. https://doi.org/10.1134/S0016793216010114
  9. 9. Степанов А.Е., Халипов В.Л., Голиков И.А., Бондарь Е.Д. Поляризационный джет: узкие и быстрые дрейфы субавроральной ионосферной плазмы. Якутск: Издательский дом СВФУ, 2017. 176 с.
  10. 10. Степанов А.Е., Кобякова С.Е., Халипов В.Л., Котова Г.А. Результаты наблюдений дрейфов ионосферной плазмы в области поляризационного джета // Геомагнетизм и аэрономия. 2019. Т. 59. № 5. С. 578—581. https://doi.org/10.1134/s001679321905013x
  11. 11. Халипов В.Л., Гальперин Ю.И., Степанов А.Е., Шестакова Л.В. Формирование поляризационного джета в ходе взрывной фазы суббури: результаты наземных измерений // Космич. исслед. 2001. Т. 39. Вып. 3. С. 244—253. https://doi.org/10.1023/A:1017573319665
  12. 12. Халипов В.Л., Степанов А.Е., Котова Г.А., Бондарь Е.Д. Вариации положения поляризационного джета и границы инжекции энергичных ионов во время суббурь // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 56. № 2. С. 187—193. 2016а. https://doi.org/10.1134/S0016793216020080
  13. 13. Халипов В.Л., Степанов А.Е., Котова Г.А., Кобякова С.Е., Богданов В.В., Кайсин А.В., Панченко В.А. Вертикальные скорости дрейфа плазмы при наблюдении поляризационного джета по наземным доплеровским измерениям и данным дрейфометров на спутниках DMSP // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 56. № 5. С. 568—578. 2016б. https://doi.org/10.1134/S0016793216050066
  14. 14. Anderson P.C., Heelis R.A., Hanson W.B. The ionospheric signatures of rapid subauroral ion drifts // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. № A4. P. 5785—5792. https://doi.org/10.1029/90JA02651
  15. 15. Anderson P.C., Hanson W.B., Heelis R.A., Craven J.D., Baker D.N., Frank L.A. A proposed production model of rapid subauroral ion drifts and their relationship to substorm evolution // J. Geophys. Res. 1993. V. 98. P. 6069—6078. https://doi.org/10.1029/92JA01975
  16. 16. Foster J., Burke W. SAPS: A new categorization for subauroral electric fields // EOS Trans. AGU. 2002. V. 83. P. 293—294. https://doi.org/10.1029/2002EO000289
  17. 17. Foster J.C., Vo H.B. Average characteristics and activity dependence of the subauroral polarization stream // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. № A12. P. 1475. https://doi.org/10.1029/2002JA009409
  18. 18. Galperin Yu.I., Ponomarev V.N., Zosimova A.G. Plasma convection in the polar ionosphere // Ann. Geophys. 1974. V. 30. P. 1—7.
  19. 19. Gloeckler G., Ipavich F.M., Studemann W., et al. The charge-energy-mass-spectrometer for 0.3—300 kev/e ions on the Ampte CCE // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 1985. V. GE_23. № 3. P. 234—240. https://doi.org/10.1109/TGRS.1985.289519
  20. 20. Khalipov V.L., Galperin Yu.I., Stepanov A.E., Bondar’ E.D. Formation of polarization jet during injection of ions into the inner magnetosphere // Adv. Space Res. 2003. V. 31. № 5. P. 1303—1308. https://doi.org/10.1016/S0273-1177 (03)00016-4
  21. 21. Khazanov G. Kinetic theory of the inner magnetospheric plasma // Astrophysics and Space Science Library 372. New York: Springer, 2011. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-6797-8
  22. 22. Kitamura N., Seki K., Keika K., Nishimura Y., Hori T., Hirahara M., Lund E.J., Kistler L.M., Strangeway R.J. On the relationship between energy input to the ionosphere and the ion outflow flux under different solar zenith angles // Earth Planets and Space. 2021. V. 73. № 202. https://doi.org/10.1186/s40623-021-01532-y
  23. 23. Kotova G., Bezrukikh V., Verigin M. The effect of the Earth’s optical shadow on thermal plasma measurements in the plasmasphere // J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2014. V. 120. P. 9—14. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2014.08.013
  24. 24. Kotova G., Verigin M., Lemaire J., Pierrard V., Bezrukikh V., Smilauer J. Experimental study of the plasmasphere boundary layer using MAGION5 data // J. Geophys. Res. 2018. V. 123. P. 1251—1259. https://doi.org/10.1002/2017JA024590
  25. 25. Kotova G., Khalipov V., Stepanov A., Bezrukikh V. Signatures of the polarization jet in the plasmasphere // J. Atm. Sol.-Terr. Phys. 2023. Available at SSRN (Social Science Research Network). http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4454933
  26. 26. Landry R.G., Anderson P.C. An auroral boundary-oriented model of subauroral polarization streams (SAPS) // J. Geophys. Res. 2018. V. 123. P. 3154—3169. https://doi.org/10.1002/2017JA024921
  27. 27. Lemaire J.F. and Gringauz K.I. with contribution from Carpenter D.L. and Bassolo V. The Earth’s Plasmasphere. Cambridge: Cambridge University Press, 1998.
  28. 28. Moffett R.J., Ennis A.E., Bailey G.J., Heelis R.A., Brace L.H. Electron temperatures during rapid subauroral ion drift events // Ann. Geophysicae. 1998. V. 16. P. 450—459. https://doi.org/10.1007/s00585-998-0450-x
  29. 29. Ness N.F. The Earth’s magnetic tail // J. Geophys. Res. 1965. V. 70. P. 2989—3005. https://doi.org/10.1029/JZ070i013p02989
  30. 30. Rodger A.S., Moffet R.J., Quegan S. The role of the ion drift in the formation of ionization troughs in the mid- and high-latitude ionosphere — A Review // J. Atm. Terr. Phys. 1992. V. 54. P. 1—30. https://doi.org/10.1016/0021-9169 (92)90082-V
  31. 31. Smiddy M., Kelley M.C., Burke W.J., Rich R., Sagalyn R., Shuman B., Hays R., Lai S. Intense poleward directed electric fields near the ionospheric projection of plasmapause // Geophys. Res. Lett. 1977. V. 4. P. 543—546. https://doi.org/10.1029/GL004i011p00543
  32. 32. Southwood D.J., Wolf R.A. An assessment of the role of precipitation in magnetospheric convection // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. P. 5227—5232. https://doi.org/10.1029/JA083iA11p05227
  33. 33. Spiro R.W., Heelis R.A., Hanson W.B. Rapid subauroral ions drifts observed by Atmospheric Explorer C // Geophys. Res. Lett. 1979. V. 6. № 8. P. 657—660. https://doi.org/10.1029/GL006i008p00657
  34. 34. Stephens G.K., Sitnov M.I., Korth H., Tsyganenko N.A., Ohtani S., Gkioulidou M., Ukhorskiy A.Y. Global empirical picture of magnetospheric substorms inferred from multimission magnetometer data // J. Geophys. Res. 2019. V. 124. P. 1085—1110. https://doi.org/10.1029/2018JA025843
  35. 35. Wang H., Lühr H. Seasonal variation of the ion upflow in the topside ionosphere during SAPS (subauroral polarization stream) periods // Ann. Geophys. 2013. V. 31. P. 1521—1534. https://doi.org/10.5194/angeo-31-1521-2013
  36. 36. Yeh H.C., Foster J.C. Storm time heavy ion outflow at mid-latitude // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 7881—7891. https://doi.org/10.1029/JA095iA06p07881
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека