Storm case study
Магнитные бури 29-31.10.03
Storm case study
|
|
 | А он, мятежный, просит бури, Как будто в бурях есть покой! |
|
В период рассматриваемого события геосинхронные спутники Экспресс-А2 и Экспресс-А3 функционировали на долготах 80° в.д. и 14° з.д., соответственно. Регистрация энергичных частиц на этих ИСЗ осуществлялась с помощью идентичных
приборов ДИЭРА, разработанных в Отделе теоретической и прикладной
космофизики НИИЯФ МГУ для контроля радиационной обстановки на высокоапогейных спутниках навигации, связи и ТВ-вещания [1, 2].
|
На рисунке приводятся скорости счета в имп/с полупроводниковых детекторов с толщиной чувствительного слоя ~1 мм Si. Регистрация электронов с энергией Ее=0.8 -1.0 МэВ и протонов с Ер=12 - 50 МэВ осуществлялась в пределах конуса с углом раствора ~20°, ориентированного в сторону от Земли по оси "х" спутника. Геометрический фактор для регистрации частиц таких энергий составлял G~10-3 см2ср. Время усреднения
данных в каждом цикле измерений составляло 6 минут.
Вне угла приёмного конуса детекторы окружены пассивной защитой, через которую могли проникать электроны с энергией ~10 МэВ и протоны с Ер ~80 МэВ. Геометрический фактор для регистрации частиц таких энергий в пределах угла ~2p стерадиан, составлял G~ 5 см2ср.
В период с 06UT 28.10.03 по 06UT 31.10.03 г., когда наблюдался наиболее жесткий спектр протонов СКЛ, в показания детектора могли давать вклад протоны высоких энергий за счет боковых прохождений через пассивную защиту.
Значений индекса Dst-вариации приведено на состояние 10.01.2004 г.
Спутник "Метеор-3М" №1 запущен 10.12.2003 года на приполярную круговую солнечно-синхронную
орбиту с высотой ~1000 км, наклонением 99,6°, периодом обращения 105 минут.
Бортовая аппаратура для наблюдений вариаций потоков заряженных частиц
включает Комплекс геофизических измерений КГИ-4С (ИПГ) и Многоканальный
спектрометр геоактивных излучений МСГИ-5ЕИ (НИИЯФ МГУ и НЦ ОМЗ).
В аппаратуре КГИ-4С в качестве детекторов используются 7 счетчиков
частиц: два сцинтилляционных, черенковский и пять гейгеровских.
Конструктивные и электрические параметры сцинтилляционных счетчиков
обеспечивают регистрацию потоков протонов с пороговыми энергиями 90 МэВ (БП)
и 30 МэВ (МП) с подавлением сигналов от электронов. Черенковский счетчик
регистрирует потоки протонов с энергией более 600 МэВ и электронов с энергиями
выше 8 МэВ.
Гейгеровские детекторы с различными экранами регистрируют суммарные
потоки протонов и электронов. Толщины экранов подобраны из расчета, чтобы
обеспечить разные пороговые энергии для протонов в пределах 5 - 40 МэВ и для
электронов, соответственно, - в диапазоне 0,15 - 3 МэВ.
В настоящем сообщении (Е.А. Гинзбург, П.М. Свидский, Л.В. Тверская) представляются
предварительные результаты исследований динамики радиационных поясов
электронов с энергией > 8 МэВ и границ проникновения в магнитосферу солнечных
протонов с энергией > 90 МэВ во время серии магнитных бурь в конце октября 2003 г.
Изменение со временем профиля потоков электронов с энергиями > 8 МэВ,
регистрировавшихся черенковским детектором при разных пролетах через внешний пояс,
показано на рис. 1. Моменты пролетов спутника указаны на графике Dst-вариации в
нижней части рисунка. 27.10.03 максимум внешнего радиационного пояса наблюдался
на L ~ 3.3. На фазе восстановления первой супербури он сместился на L ~ 2.6;
возрастание скорости счета в области L>3 на этом пролете связано с тем, что здесь
черенковский счетчик регистрировал солнечные протоны. К концу фазы восстановления
второй супербури (02.11.03) произошло небольшое дополнительное смещение пояса к Земле (Lmax ~ 2.5),
а интенсивность возросла (пролеты подбирались по близким значениям напряженности магнитного поля B).
На рис. 2 представлены вариации границы проникновения солнечных протонов с
энергией > 90 МэВ в магнитосфере Земли в конце октября 2003 г. Положение границ
определялось по моменту спада интенсивности протонов в 2 раза по отношению к
среднему значению на полярном плато. Экстремальное приближение границы к
Земле (инвариантная широта Lв=49°) наблюдалось вблизи максимума второй
супербури 30 октября.
был выведен на орбиту 31 июля 2001г. Прием информации со спутника обеспечивается собственным приемным центром ИЗМИРАН, а
также приемным центром в Нойштрелице (Германия).
Подробно ознакомиться с миссией можно на специальном сайте
Коронас-Ф, и конкретно с приборами по измерению
заряженных частиц на сайте СКЛ.
Несколько картинок пролета спутника через полярную шапку.
Верхний график относится к спокойному периоду, три дня до бури. Энергичных СКЛ нет, но
солнечные протоны 1-5 МэВ дают возможность установить границу проникновения.
Видно, что протоны проникают вплоть до максимума внешнего радиационного пояса.
Далее идут примеры пролетов во время бури.
| Коронас-Ф пролеты через шапку | 29.10_1 | 29.10_2 | 29.10_3 | 29.10_4 | 29.10_5 |
| Коронас-Ф по 4 пролета | 29.10_a | 29.10_b | 29.10_c | 29.10_d | 29.10_e | 29.10_f | 29.10_g | 29.10_h |
Такой же график за более протяженый период, только границу проникновения я взял по фону, т.е. наиболее близкая к
экватору широта. Зеленые значки - приблизительная граница полярной шапки. Точно определить
ее трудно, солнечные электроны не отделить от магнитосферных.
Координатор по Солнцу и гелиосфере
- Игорь Станиславович Веселовский
veselov@dec1.sinp.msu.ru
Координатор по магнитосфере
- Сергей Николаевич Кузнецов
kuznets@srd.sinp.msu.ru"
PI - Михаил Игоревич Панасюк
panasyuk@srd.sinp.msu.ru"
