КОРРЕЛЯЦИЯ СКОРОСТИ РАЗВИТИЯ МАГНИТНОЙ БУРИ НА ГЛАВНОЙ ФАЗЕ И АВРОРАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Исследовалась связь между скоростью развития магнитной бури на главной фазе |ΔDst|/ΔT и средней величиной AE-индекса (ΣАЕ/ΔT) за время главной фазы, где |ΔDst| — изменение Dst-индекса, ΣАЕ — суммарное значение АЕ-индекса за время главной фазы магнитной бури, ΔT — длительность главной фазы. Рассмотрены бури, инициированные областью сжатия перед высокоскоростными потоками (corotating interaction region, CIR) и межпланетными проявлениями корональных выбросов IСМE (магнитные облака и ejecta). Анализ показал, что величина ΣАЕ/ΔT коррелирует со скоростью развития магнитной бури для CIR-событий в отличие от бурь, инициированных ICME-событиями. Обнаружена слабая корреляция между ΣАЕ/ΔT и минимальным значением Dst-индекса магнитной бури для CIR- и ICME-событий.

Ключевые слова:
магнитная буря, AE-индекс, Dst-индекс, солнечный ветер, электрическое поле
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

ВВЕДЕНИЕ

Известно, что в периоды длительной южной Bz-компоненты межпланетного магнитного поля (ММП) в магнитосфере Земли, кроме суббуревых возмущений, развиваются и магнитные бури. Эффективность южной Bz-компоненты ММП в генерации магнитосферных возмущений связана с воздействием на магнитосферу электрического поля солнечного ветра (СВ) Esw=VxBz [Burton et al., 1975; Gonzalez et al., 1994; Kane, 2005]. Интенсивность суббуревых и буревых возмущений оценивается по индексам геомагнитной активности АЕ и Dst. Высокоширотный АЕ и низкоширотный Dst-индексы, характеризующие в основном интенсивность токов авроральной зоны и кольцевого тока, коррелируют между собой, так как имеют общую причину возникновения (Esw). Особое внимание уделяется исследованиям магнитосферных возмущений в главную фазу магнитной бури, когда наиболее сильно проявляются эффекты взаимодействия СВ с магнитосферой Земли. Результаты статистических и морфологических исследований показывают, что интенсивность магнитосферно-ионосферных возмущений (магнитные бури и суббури) существенно зависит от типа СВ (например, [Plotnikov, Barkova, 2007; Yermolaev et al., 2010]). В настоящее время выделяют следующие типы СВ: межпланетные проявления корональных выбросов (interplanetary coronal mass ejections, IСМE), включающие магнитные облака (magnetic clouds, МС) и поршни (ejecta), области сжатия перед высокоскоростными потоками (corotating interaction regions, CIR), а также области сжатия перед ICME (sheath). Анализ связи между параметрами СВ для разных типов течений и индексами геомагнитной активности AE и Dst [Plotnikov, Barkova, 2007; Yermolaev et al., 2010; Guo et al., 2011; Yermolaev et al., 2012; Liemohn, Katus, 2012; Николаева и др., 2013; Cramer et al., 2013] показал, что во время магнитных бурь минимальное значение (|Dstmin|) увеличивается с ростом электрического поля Esw для всех типов течений. Для событий ICME (MC + ejecta) величина |Dstmin| выходит на насыщение при больших значениях Esw [Nikolaeva et al., 2015]. В отличие от Dst величина АЕ на главной фазе магнитной бури не зависит от Esw почти для всех течений, кроме МС. Наблюдается нелинейная зависимость AE от Esw в событиях МС.

Необходимо отметить, что вариация Dst определяет интенсивность не только кольцевого тока, но и тока на магнитопаузе, а также токовой системы хвостовой части магнитосферы и высокоширотные магнитосферно-ионосферные токи [Feldstein et al., 2005]. Используя высокоширотный АЕ, можно учесть вклад магнитосферно-ионосферных токовых систем в вариацию Dst. Однако из-за разных временных масштабов развития суббуревых и буревых возмущений АЕ дает приближенное представление о роли магнитосферно-ионосферных токовых систем в магнитной буре. Кроме того, во время магнитных бурь не только интенсивность авроральных токов, но и их смещение на низкие широты определяют величину АЕ.

Цель данной работы - исследование связи между динамикой изменения Dst и АЕ на главной фазе магнитной бури для разных типов СВ.

Список литературы

1. Ермолаев Ю.И., Николаева Н.С., Лодкина И.Г., Ермолаев М.Ю. Каталог крупномасштабных явлений солнечного ветра для периода 1976-2000 гг. // Косм. иссл. 2009. Т. 47, № 2. С. 99-113.

2. Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Николаева Н.С., Ермолаев М.Ю. Зависит ли длительность фазы вос-становления магнитной бури от скорости развития бури на ее главной фазе? 2. Новый метод // Геомагнетизм и аэрономия. 2016. Т. 56, № 3. С. 296-301.

3. Николаева Н.С., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г. Моделирование временного хода Dst-индекса на главной фазе магнитных бурь, генерированных разными типами солнечного ветра // Косм. иссл. 2013. Т. 51, № 6. С. 443-454.

4. Николаева Н.С., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г. Зависимость геомагнитной активности во время маг-нитных бурь от параметров солнечного ветра для разных типов течений. 4. Моделирование для магнитных облаков // Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54, № 2. С. 163-173.

5. Burton R.K., McPherron R.L., Russell C.T., An empirical relationship between interplanetary conditions and Dst // J. Geophys. Res. 1975. V. 80. P. 4204-4214.

6. Cramer W.D., Turner N.E., Fok M.C., Buzulukova N.Y. Effects of different geomagnetic storm drivers on the ring current: CRCM results // J. Geophys. Res. 2013. V. 118. DOI:https://doi.org/10.1002/jgra.50138.

7. Feldstein Y.I., Levitin A.E., Kozyra J.U., et al. Self-consistent modeling of the large-scale distortions in the geomagnetic field during the 24-27 September 1998 major magnetic storm // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. DOI: 10.1029/ 2004JA010584.

8. Guo J., Feng X., Emery B.A., et al. Energy transfer during intense geomagnetic storms driven by interplanetary coronal mass ejections and their sheath regions // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. DOI:https://doi.org/10.1029/2011JA016490.

9. Gonzalez W.D., Joselyn J.A., Kamide Y., et al. What is a geomagnetic storm? // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 5771-5792.

10. Plotnikov I.Ya., Barkova E.S. Advances in space research nonlinear dependence of Dst and AE indices on the electric field of magnetic clouds // Adv. Space Res. 2007. V. 40. P. 1858-1862.

11. Kane R.P. How good is the relationship of solar and interplanetary plasma parameters with geomagnetic storms? // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. DOI:https://doi.org/10.1029/2004JA010799.

12. Kane R.P. Scatter in the plots of Dst(min) versus Bz(min) // Planetary and Space Science. 2010. V. 58. P. 792-1801.

13. Liemohn M.W., Katus R. Is the storm time response of the inner magnetospheric hot ions universally similar or driver dependent? // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. DOI:https://doi.org/10.1029/2011 JA017389.

14. Nikolaeva N.S., Yermolaev Yu.I., Lodkina I.G. Predicted dependence of the cross polar cap potential saturation on the type of solar wind stream // Adv. Space Res. 2015. V. 56. P. 1366-1373.

15. Yermolaev Yu.I., Nikolaeva N.S., Lodkina I.G., Yermolaev M.Yu. Specific interplanetary conditions for CIR-, sheath-, and ICME-induced geomagnetic storms obtained by double superposed epoch analysis // Ann. Geophysicae. 2010. V. 28. P. 2177-2186.

16. Yermolaev Y.I., Nikolaeva N.S., Lodkina I.G., Yermolaev M.Y. Geoeffectiveness and efficiency of CIR, sheath, and ICME in generation of magnetic storms // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. A00L07. DOI:https://doi.org/10.1029/2011JA017139.

17. URL: ftp://ftp.iki.rssi.ru/omni/ (дата обращения 12 мая 2016 г.).

18. URL: http://wdc.kugi.kyoto.u.ac.jp/index.html (дата обращения 12 мая 2016 г.).

Войти или Создать
* Забыли пароль?