Т.А. Попова, А.Г. Яхнин, Т.А. Яхнина Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия Х. Фрей Лаборатория космических исследований, Калифорнийский университет, Беркли, США Взаимосвязь импульсов давления солнечного ветра, вспышек протонных сияний и пульсаций Рс1

Резкие импульсы давления солнечного ветра являются причиной множества транзиентных явлений в ионосфере и на земной поверхности. В геомагнитных пульсациях диапазона Рс1, которые являются индикатором ЭМИЦ волн, наблюдается несколько типов отклика на импульсы давления: Широкополосные всплески (с меняющейся частотой); Начало длительных «монохроматических» Рс1; Усиление амплитуды и рост частоты ранее существовавших Рс1. Далеко не все импульсы дают отклик в Рс1.

H. Frey, Reviews of Geophysics, 2007 Yahnina et al., JGR, 2008 С ЭМИЦ волнами должны быть связаны высыпания энергичных протонов (протонные сияния). Обнаружено несколько типов протонных сияний к экватору от протонного овала (т.е. в области, где может развиваться ИЦ неустойчивость). Показана связь этих сияний с пульсациями Рс1 в различных условиях (Yahnin et al., JGR, 2007; Yahnina et al., JGR, 2008; Yahnin et al., JGR, 2009)

Yahnina et al., JGR, 2008 Frequency, Hz Всплески Рс1 в Ловозеро 31 мая 2005 г. H D Lovozero spectrogram Вариации интенсивности протонного свечения над Ловозеро по данным спутника IMAGE Intensity of proton aurora luminosity over Lovozero

Данные: Наблюдения геомагнитных пульсаций диапазона Гц в обс. Ловозеро. Наблюдения протонных сияний со спутника IMAGE (разрешение 2 минуты). 1-минутные данные OMNI, включая индекс SYM-H Интервал наблюдения гг. (~60 событий)

4 ноября 2003 г. Широкополосный всплеск Рс1 с дисперсией Импульс давления СВ Импульс в геомагнитном поле на низких широтах Вспышка протонных сияний 06:25:16 UT 06:27:20 UT 06:29:24 UT Пример импульса давления солнечного ветра и отклика в протонных сияниях и геомагнитных пульсациях

12 11:01:42 UT 11:03:45 UT 11:05:48 UT 11:07:51 UT Пример импульса давления солнечного ветра и отклика в протонных сияниях и геомагнитных пульсациях 17 августа 2003 г. Начало «монохроматических» Рс1 Импульс давления СВ Импульс в геомагнитном поле на низких широтах Вспышка протонных сияний

06 13:06:07 UT 13:08:12 UT 13:10:17 UT 13:16:32 UT мая 2005 г. Усиление предшествующих Рс1 Импульс давления СВ Импульс в геомагнитном поле на низких широтах Вспышка протонных сияний Пример импульса давления солнечного ветра и отклика в протонных сияниях и геомагнитных пульсациях

BВ Число случаев (импульсов давления СВ) Число импульсов давления, вызвавших протонную вспышку 35 (87.5%) 10 (45.5%) 4545 Число случаев, когда обс. Ловозеро была сопряжена со вспышкой (и наблюдались Pc1) 20(20) (6)4217(6)421 27(26): 14 всплесков 12 Рс1 1 нет отклика Число случаев, когда обс. Ловозеро НЕ была сопряжена со впышкой (и наблюдались Pc1) 15(7) 3 4 3(0)3(0) 18(7): 3 всплеска 4 Рс1 10 нет отклика Число случаев без протонных вспышек (и наблюдались Pc1) 5(1)12(1) Всего 17: 2 Рс1 15 нет отклика Среднее значение увеличения SYM-H31.1 nT14.9 nT

Отклик в пульсациях диапазона Рс1 наблюдается, главным образом, когда станция сопряжена со вспышкой протонного сияния. Это означает, что протонные вспышки отражают локализацию и динамику области источника ЭМИЦ волн (области развития ИЦ неустойчивости). Неустойчивость развивается как результат увеличения температурной анизотропии распределения горячих частиц во время резкого роста магнитного поля. Увеличение анизотропии максимально в дневном секторе (Olson and Lee, Planet. Space Sci., 1983). Отклик пульсаций диапазона Рс1 на импульс давления зависит от локализации и длительности протонной вспышки. Наличие отклика связано с положением станции относительно вспышки и интенсивностью вспышки, которая, в свою очередь, связана с типом разрыва в СВ (величиной импульса давления) Широкополосные всплески Рс1 наблюдаются во время мощных протонных вспышек, когда область свечения имеет большую широтную протяженность (больший диапазон частот генерируемых ЭМИЦ волн) и малую длительность. Продолжительные Рс1 сопровождаются более локализованными по широте вспышками и долгоживущими структурами протонных высыпаний. Генерация (усиление предшествующих) Рс1 указывает на роль плазмопаузы…

Моделирование V. Pierrard 22:17:56 UT 22:19:58 UT 22:22:01 UT 22:24:03 UT 14 августа 2000 г.

13 июля :14:20 UT 05:16:25 UT 05:18:29 UT 05:20:33 UT 05:22:37 UT

13 июля 2005 Треугольники, ромбы и звездочки – положение плазмопаузы, определенное по наблюдениям признаков «умеренной» диффузии энергичных протонов в конус потерь на спутниках NOAA POES. Широта экваториальной границы протонной вспышки может быть использована для оценки положения плазмопаузы (?)

Спасибо за внимание!