Солнечно-земная Физика  "СиЗиФ"

Структура авроральной магнитосферы и взрывные процессы магнитосферной суббури

Л. Лазутин

страница 2

Тот факт, что граница АМ эпизодически приближается к Земле вплоть до геостационарной области, позволяет, в принципе, поместить эпицентр взрывной неустойчивости суббури на границу АМ, в PSBL, а то и в "ближний хвост" магнитосферы. На этом основаны некоторые модели суббури, о которых мы будем говорить в последнем разделе. На самом деле конфигурация с близкой к Земле границей создаётся вследствие предшествующей суббуревой активности, и эпицентр возмущения обычно располагается в глубине АМ, часто у её внутренней границы. Спутник CRRES значительное время проводил в АМ, поэтому получена большая статистика так называемых бездисперсионных инжекций энергичных частиц - резких возрастаний интенсивности, свидетельствующих о близости эпицентра интенсификации суббури. Эта статистика уже использовалась для изучения пространственного распределения инжекций [Friedel et al, 1996, Perry et al, 1996].
Однако положение инжекций в абсолютных единицах (расстояние от Земли, например) ещё не говорит о позиции по отношению к изменчивым границам магнитосферных структур. Поэтому в работе [Lazutin and Korth, 1998] мы использовали свою базу данных, полученную в процессе работы над данными CRRES, чтобы определить распределение относительной позиции спутника во время инжекции. В качестве опорной точки мы выбрали максимум внешнего радиационного пояса, который пересекается дважды за каждую орбиту спутника. Относительное положение (ОП) спутника мы определили как отношение потока частиц в момент перед инжекцией (N min) к потоку в максимуме пояса. Рис.1.4 иллюстрирует процедуру нахождения относительного положения по параметрам временного хода интенсивности в одном из каналов детектора частиц на отрезке траектории спутника. Крестиком показано положение ОП в координатах интенсивность - ОП для данной конкретной инжекции. В детекторе энергичных частиц CRRES 14 электронных и 12 ионных энергетических каналов, поэтому в принципе отношение N max/N min в любом из них можно выбрать в качестве реперного. Однако в младших каналах поток частиц слишком изменчив и регулярный склон от максимума к минимуму не всегда прослеживается, а в старших энергетических каналах мала статистика счёта частиц, и вскоре после максимума наступает область флуктуаций. Поэтому для анализа были выбраны несколько каналов средней энергии.

Рис 1.5 Распределение относительных позиций инжекций энергичных частиц зафиксированных спутником КРЭС. а - зависимость интенсивности возрастания потока электронов в энергетическом канале 21.5 - 31.5 кэВ в индивидуальных событиях (крестики) и усредренные значения (сплошная линия). б - гистограмма вероятности инжекций. Стрелкой указано положение изотропной границы электронов радиационного пояса.

На рис.1.5 приведено распределение положения инжекций по шкале четвёртого электронного канала (50-60 кэВ). В верхнем блоке распределение положения и интенсивность индивидуальных событий (крестики) и средней интенсивности (сплошная линия) инжекции в канале Е1 (21.5-31.5 кэВ). В нижнем блоке дана гистограмма по числу случаев; стрелкой указано относительное положение изотропной границы электронов 50-60 кэВ, которая наблюдается примерно при 30-кратном понижении интенсивности по сравнению с максимумом радиационного пояса. Из этой и других аналогичных картин следует однозначный вывод, что эпицентр области ускорения энергичных частиц расположен внутри АМ, на склоне радиационного пояса, вплоть до его максимума (ОП=1). Интенсивность инжекции понижается при приближении к границе и несколько возрастаний, которые наблюдаются на границе АМ, имеют интенсивность на порядок ниже, чем вблизи внутренней границы. В принципе эти возрастания связаны скорее с эффектом движения границ, восстановления после дропаута, а не с настоящей инжекцией.

1.4. Выводы по гл. 1

Итак, мы полагаем, что активные процессы суббури происходят внутри авроральной магнитосферы - области, расположенной между внутренней магнитосферой и внешней, хвостовой частью полуночночной магнитосферы. Мы полагаем, что магнитное поле АМ составляют замкнутые силовые линии, и что АМ располагается вдоль склона внешнего радиационного пояса. Мы считаем необходимым разделять процессы на внешней границе АМ от возрастаний энергичных частиц и суббуревых активизаций полярных сияний, происходящих внутри АМ.

в назад		вперед		оглавление		литература
		другие обзоры