Магнитная конфигурация перед началом взрывной фазы и проектирование брейкапа в магнитосферу. М.В.Кубышкина, В.А.Сергеев, Санкт-Петербургский государственный университет

Цель работы: Исследование возможности и надежности проектирования брейкапа из ионосферы в магнитосферу Метод: Построение уточненной модели магнитного поля для предварительной фазы с минутным разрешением Исследование ее качества (соответствия наблюдениям) и сравнение со стандартной моделью Сравнение результатов проектирования по уточненной и стандартной модели

Особенности суббури Расположение спутников в конце предварительной фазы Оценка плотности тока по разности полей на Р3 и Р4: j y ~(Bx P3 -Bx P4 )/dZ 04:30 - предварительная фаза – рост поля в долях (увеличение интегральной плотности тока) 05:00 – развитие тонкого токового слоя – интегральная плотность тока (поле в долях) практически не меняется.

Что включено в уточненную модель? Возможность дополнительного наклона токового слоя по сравнению со стандартной моделью Коэффициент усиления токов хвоста (короткой и длиной моды) Коэффициент усиления кольцевого тока Включение тонкого токового слоя (аналогично короткой моде токового слоя стандартной модели Т96) с переменной толщиной и амплитудой Свободные параметры определяются при минимизации отклонения модельных полей от наблюдаемых.

Результаты моделирования: сравнение модельных и наблюдаемых величин магнитного поля:

Результаты моделирования: профили тока и положение нейтрального слоя UT=04:55 UT=05:05 UT=05:15 UT=05:25 Плотность тока в нейтральном слое непрерывно растет в течение предварительной фазы Интегральная плотность тока растет только до момента UT=05:05 P4 P3

Результаты моделирования: профили плотности тока и изменения интегральной плотности тока: Плотность тока в три момента времени 04:55, 05:15 и 05:25 смещение края токового слоя (и максимума тока) к Земле разрушение тока в после начала взрывной фазы onset

Результаты моделирования: силовые линии магнитного поля AM03 T96 Силовые линии стартуют с широты CGLAT= с шагом MLT=22.5

Результаты моделирования: выводы Полученная модель соответствует имеющимся наблюдениям: Хорошо аппроксимирует величины наблюдаемого поля Найденное моделью положение нейтрального слоя вблизи 10Re соответствует наблюдаемому Поведение токов соответствует ожидаемому, хотя максимальная плотность тока в модели ниже, чем оценки, полученные из вариаций магнитного поля Подстроенная модель достаточно сильно отличается от стандартной модели Т96 на предварительной (и взрывной) фазе.

Ионосферные наблюдения: локализация брейкапа: (58.7 о ; о ) Figure 3: Images, plotted in geomagnetic coordinates, showing the initial evolution of the onset aurora. Referring back to figure 1, there are two separate initiations or brightenings. These are indicated by the two boxes (each box is shown in three successive images with one overlap. The brightenings occur at 58.7° geographic latitude (both within 0.25°) and and geographic longitude (respectively). Рисунок и расчеты Э.Донована

Местоположение очага в токовом слое: спутниковые наблюдения t1 t2t3 Признаки начала взрыва – рост Bz и одновременное уменьшение Bx наблюдаются сначала на Р2, затем на Р3, затем на Р4 и Р5 (с амплитудой, увеличивающейся со временем и с приближением к токовому слою), что соответствует распространению возмущения из хвоста с расстояний, как минимум больших, чем 14Re (т.е. положение Р2)

Результаты моделирования: проектирование из ионосферы G12 Неточность определения, связанная с изменчивостью поля перед взрывом

Проектирование из ионосферы: влияние дополнительного тока Дополнительный наклон – незначительные изменения для допустимых значений величины Толщина дополнительного слоя– незначительные изменения для допустимых значений величины Амплитуда дополнительного тока – значительные изменения для допустимых значений величины

Результаты моделирования: проектирование из ионосферы. Предыдущие результаты. February 26, 2009 Плоский участок на проекционной кривой вблизи Re– типичная черта моделей конца предварительной фазы. Соответствует положению максимального тока.

Результаты проектирования: выводы Проекционные кривые заметно отличаются для стандартных и уточненных моделей Различия увеличиваются с ростом широты и становятся значительными (от 5 до 15 Re в разных событиях) на характерных для брейкапа широтах Максимальные расхождения для проекционных кривых стандартной и уточненной моделей связаны с областью максимального тока хвоста. Проектирование брейкапа из ионосферы по стандартным моделям всегда приводит к заниженным экваториальным расстояниям проекции.