Временная последовательность квазипериодических геомагнитных возмущений во время суббурь

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

По данным двумерной сети магнетометров IMAGE и магнитных станций, расположенных на территории России, проведено исследование последовательности квазипериодических геомагнитных вариаций с амплитудой до 600 нТл и длительностью ~20 мин, возникших в послеполуночном секторе в период небольшой мировой магнитной бури. Показано, что геомагнитные вариации возникали на фоне суббурь на одной и той же исправленной геомагнитной широте Φ′ ~ 65° последовательно одна за другой и перемещались на ~20° по долготе на восток, причем новая вариация возникала, когда предыдущая переместилась на ~10°. Показано, что ионосферный источник этих вариаций – пара холловских токовых вихрей, каждый из которых имеет эллиптическую форму с большей осью в направлении север–юг. Оценка размеров ионосферного источника составляет ~940 км в направлении запад–восток (каждый холловский токовый вихрь ~470 км) и ~1000 км в направлении север–юг. Центры ионосферных источников этих вариаций перемещались в восточном направлении со скоростью ~0.8 км/с. Показано, что каждая геомагнитная вариация сопровождается всплеском геомагнитных пульсаций Pi1–2. Сделано предположение, что наблюдаемые геомагнитные вариации создаются магнитными полями ионосферных токовых систем микросуббурь.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. С. Исмагилов

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ivs@izmiran.spb.ru

Санкт-Петербургский Филиал

Россия, Санкт-Петербург

Ю. А. Копытенко

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН

Email: ivs@izmiran.spb.ru

Санкт-Петербургский Филиал

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Воробьев В.Г., Реженов Б.В. Скачкообразное перемещение в западном направлении области локализации авроральных суббурь при импульсном изменении магнитного поля / Суббури и возмущения в магнитосфере. Л.: “Наука”, С. 103–115. 1975.
  2. Галеев А.А., Зеленый А.М. Разрывная неустойчивость в плазменных конфигурациях // ЖЭТФ. Т. 70. № 6. С. 2133‒2161. 1974.
  3. Зайцев А.Н., Карташев Е.Г. Динамика западной электроструи на примере полярных суббурь 28 мая 1979 г. и 28 февраля 1980 г. по данным геомагнитного меридиана 145° / Солнечный ветер, магнитосфера и геомагнитное поле. М.: Наука, С. 91‒100. 1983.
  4. Ляцкий В.Б., Мальцев Ю.П. Магнитосферно-ионосферное взаимодействие. М.: Наука, 192 с. 1983.
  5. Оберц П., Распопов О.М. Исследование пространственных характеристик пульсаций геомагнитного поля Рс5 // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 8. № 3. С. 534‒539. 1968.
  6. Сергеев В.А. О связи биркеландовской системы продольных токов с геометрией вторжения авроральной плазмы // Геомагнитные исследования. М.: Советское радио, Вып. 22. С. 52–58. 1978.
  7. Сергеев В.А., Яхнин А.Г., Распопов О.М. О пространственной структуре взрывной фазы микросуббури / Динамические процессы и структура авроральной магнитосферы: эксперимент. “Самбо”. Апатиты. С. 42–54. 1978.
  8. Andre D., Baumjohann W. Joint two-dimensional observations of ground magnetic and ionospheric fields associated with auroral currents. 5. Current system associated with westward drifting omega band // J. Gеophys. V. 50. P. 194–201. 1982.
  9. Baumjohann W., Mishin V.M., Saifudinova T.I., Shpynev G.B., Bazarzhapov A.D. Substorms, microsubstorms and disruption of currents in the magnetospheric plasma sheet // Iss. Geomag. Aeronmy on Fiz. Sol. V. 53. P. 172–181. 1981.
  10. Buchert S., Haerendel G., Baumjohann W. A model for the electric fields and currents during a strong Ps6 pulsation event // J. Geophys. Res. 95 (A4) P. 3733–3743. 1990. https://doi.org/10.1029/JA095iA04p03733
  11. Gromova L.I., Kleimenova N.G., Gromov S.V., Malysheva L.M. Intensive Substorms during the Main Phase of the Magnetic Storm on March 23–24, 2023 // Geomagn. Aeron. V. 64. P. 881–889. 2024. https://doi.org/10.1134/S0016793224600772
  12. Gustaffson G., Baumjohann W., Iversen I. Multi-method observation and modelling of the three-dimensional currents associated with very strong Ps6 event // J. Geophys. V. 49. P. 138–145. 1981.
  13. Kopytenko Y.A., Ismagilov V.S. Study of Pc5 Geomagnetic Pulsations on a 2D Network of Stations // Geomagn. Aeron. V. 64. P. 727–734. 2024. https://doi.org/10.1134/S0016793224600656
  14. Kokubun S., Iijima T. Time-sequence of polar magnetic substorm // Planet. Space Sci. V. 23. P. 1483‒1494. 1975. https://doi.org/10.1016/0032-0633(75)90002-1
  15. Martines-Bedenko V.A., Pilipenko V.A., Hartinger M., Partamies N. Conjugate properties of Pi3/Ps6 pulsations according to Antarctica-Greenland observations. // Russian Journal of Earth sciences. Т. 22. № 4. 15 P. 2022. https://doi.org/10.2205/2022ES000805
  16. Pilipenko V. Space weather impact on ground-based technological systems // Solar-Terrestrial Physics. V. 7(3). P. 68–104. 2021. https://doi.org/10.12737/stp-73202106
  17. Pytte T., McPherron R.L., Kokubun S. The ground signatures of the expansion phase during multiple onset substorms // Planet. Space Sci. V. 24. № 12. P. 1115‒1132. 1976. https://doi.org/10.1016/0032-0633(76)90149-5
  18. Saito T. Long-period irregular magnetic pulsation pi3 // Space Science Reviews. V. 21. № 4. P. 427‒467. 1978. https://doi.org/10.1007/BF00173068.
  19. Saito T., Yumoto K. Comharison of the two-snake model with the observed polarization of the substorm associated magnetic pulsation Ps6 // J. Geomagn. Geoelec. V. 30. № 1. P. 39‒45. 1978. https://doi.org/10.5636/jgg.30.39
  20. Schindpler K. A theory of the substorm mechanism // J. Geophys. Res. V.79. № 19. P. 2803‒2811. 1974.
  21. Tagirov V.R., Ismagilov V.S., Chernouss S.A. Formation of auroral torch structure / Полярные геомагнитные возмущения и связанные с ними явления. Апатиты : Изд. КНЦ АН СССР. C. 88–91. 1989.
  22. Yamamoto T., Mikita K., Ozakata M., Meng C.-I. A Particle Simulation of Auroral Omega Bands and Torch-Like Structures // J. Geomagn. Geoelectr. V. 45. P. 619‒648. 1993. https://doi.org/10.5636/jgg.45.619

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расположение магнитных станций.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Dst- и АЕ-индексы 04‒05.09.2012 г.

Скачать (441KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Магнитограммы X-, Y- и Z-компонент возмущений магнитного поля на 5 станциях, расположенных вдоль геомагнитной параллели ~64°. Жирные линии – сглаженные данные.

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Магнитограммы X-, Y- и Z-компонент возмущений магнитного поля 04‒05.09.2012 г. на 9 магнитных станциях, расположенных с севера на юг вдоль геомагнитного меридиана ~110°. Жирные линии – сглаженные данные.

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Кеограммы для трех компонент вариаций магнитного поля в интервале времени 00:00‒02:15 UT 05.09.2012. Слева: кеограмма геомагнитная долгота–время, справа: кеограмма геомагнитная широта‒время.

Скачать (3MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Мгновенные двумерные распределения амплитуд вариаций X-, Y- и Z- компонент магнитного поля в интервале времени 00:40:00‒00:47:30 UT 05.09.2012 г. Данные отфильтрованы в диапазоне периодов Т = 800–1500 с.

Скачать (3MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Амплитудный динамический спектр вариаций Y-компоненты магнитного поля в диапазоне частот Pi1–2 (вверху) и магнитограмма Y-компоненты на ст. IVA. 23:00‒02:40 UT 04–05.09.2012 г.

Скачать (614KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Модель распределения компонент магнитных полей, создаваемых холловскими токами на земной поверхности. Маленькими кружками показаны области втекающих и вытекающих продольных токов. Пунктирные линии отмечают эллиптические области, занятые вихревыми холловскими токами.

Скачать (930KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025