Ультранизкочастотные эмиссии диапазона 0.1–3 Гц в приполярных областях
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Рассмотрены характеристики двух типов излучений в высокочастотной части УНЧ-диапа-зона (0.1–3 Гц) — серпентинной эмиссии (SE) и дискретных диспергированных сигналов (DS). Они наблюдаются в полярных шапках с помощью индукционных магнитометров. Поскольку в настоящее время эти инструменты в высоких широтах практически отсутствуют, анализ проведен на основе записей 1968–1971 гг., полученных на близких к геомагнитным полюсам ст. «Восток» и «Туле». Показано, что появление DS жестко привязано к магнитной силовой линии, проходящей через станцию наблюдения, с острым пиком частоты появления в местный магнитный полдень. В то же время сезонный ход частоты появления DS имеет основной пик местным летом и дополнительный — местной зимой. С учетом полученного нами ранее результата о возбуждении, по крайней мере, части DS в области форшока, можно предположить, что падающие на магнитопаузу волновые пакеты проникают на внешние силовые линии преимущественно в околополуденной области и распространяются вдоль этих линий в обе стороны, попадая в конце концов на поверхность земли в приполярных областях. В отличие от DS частота появления SE не имеет ни суточного, ни сезонного хода. Мы проверили и косвенно подтвердили выдвинутую ранее гипотезу о возбуждении SE циклотронной неустойчивостью протонов в солнечном ветре, промоделировав вариации частоты ионно-циклотронных волн при разных уровнях возмущенности межпланетной плазмы и сравнив результаты с наблюдавшимися в сходных условиях вариациями частоты SE. Сделан вывод о необходимости возобновления непрерывных наблюдений УНЧ-излучений с помощью индукционных магнитометров, установленных в полярных шапках вблизи проекций каспов и около геомагнитных полюсов.

Ключевые слова:
ультранизкочастотные электромагнитные волны, полярные шапки, касп, магнитосфера, солнечный ветер
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать
Список литературы

1. Гульельми А.В., Довбня Б.В. Гидромагнитное излучение межпланетной плазмы // Письма в ЖЭТФ. 1973. Т. 18, № 10. С. 601–604.

2. Гульельми А.В., Довбня Б.В. Наблюдение геомагнитных пульсаций в диапазоне 0–2 Гц с глубокой модуляцией несущей частоты в полярной шапке // Геомагнетизм и аэрономия. 1974. Т. 14, № 5. С. 868–870.

3. Гульельми А.В., Клайн Б.И., Потапов А.С. Северно-южная асимметрия ультранизкочастотных колебаний электромагнитного поля Земли // Солнечно-земная физика. 2017. Т. 3, N 4. С. 27–33.DOI: 10.12737/szf-34201703.

4. Гульельми А.В., Потапов А.С., Довбня Б.В. Влияние ориентации ММП на северно-южную асимметрию УНЧ-волновых пакетов в полярных шапках // Геофиз. иссл. 2019. Т. 20, № 2. С. 19–27. DOI: 10.21455/gr2019.2-2.

5. Довбня Б.В., Потапов А.С. Исследование частотной модуляции серпентинной эмиссии // Физика Земли. 2018. № 5. С. 19–26. DOI: 10.1134/S0002333718050058.

6. Довбня Б.В., Клайн Б.И., Гульельми А.В., Потапов А.С. Спектр частотной модуляции серпентиной эмиссии как отражение спектра солнечных колебаний // Солнечно-земная физика. 2017. Т. 3, № 1. С. 59–62. DOI: 10.12737/23043.

7. Asheim S. Serpentine emissions in the polar magnetic field. Oslo. 1983. 8 p. (Rep. ser. No. 83–38 / Inst. of Physics).

8. Berthomier M., Cornilleau-Wehrlin N., Fontaine D., et al. CLUSTER-II observations of mid-altitude polar cleft turbulence // American Geophysical Union, Fall Meeting 2004, abstract id.SM51C-0394.

9. Farrell W.M., van Allen J.A. Observations of the Earth’s polar cleft at large radial distances with the Hawkeye-1 Magnetometer // J. Geophys. Res. 1990. V. 95, N A12. P. 20945–20958.

10. Guglielmi A.V., Dovbnya B.V. Hydromagnetic emission of the interplanetary plasma // Astrophys. Space Sci. 1974. V. 31. P. 11–29.

11. Guglielmi A.V., Potapov A.S. Propagation of guided waves in moving media with application to the theory of small-scale electromagnetic waves in the solar wind plasma. IEEE Xplore Digital Library / 2017 Progress in Electromagnetics Research Symposium — Spring (PIERS). 2017. P. 1051–1054.

12. Guglielmi A., Potapov A., Dovbnya B. Five-minute solar oscillations and ion-cyclotron waves in the solar wind // Solar Phys. 2015. V. 290, N 10. P. 3023–3032. DOI: 10.1007/s11207-015-0772-2.

13. Jian L.K., Russell C.T., Luhmann J.G., et al. Ion cyclotron waves in the solar wind observed by STEREO near 1 AU // The Astrophys. J. Lett. 2009. V. 701, iss. 2. P. L105–L109. DOI: 10.1088/0004-637X/701/2/L105.

14. Jian L.K., Russell C.T., Luhmann J.G., et al. Observations of ion cyclotron waves in the solar wind near 0.3 AU // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. P. A12115. DOI: 10.1029/2010JA015737.

15. Kurazhkovskaya N.A., Klain B.I. Isolated bursts of irregular geomagnetic pulsations in the region of the dayside cusp // Geomagnetism and Aeronomy. 2017. V. 57, N 5. P. 566–578. DOI: 10.1134/S0016793217040119.

16. Lanzerotti L.J., Maclennan C.G., Konik R.M., et al. Cusp latitude magnetic impulse events. 1. Occurrence statistics // J. Geophys. Res. 1991. V. 96, N A8. P. 14009–14022.

17. Manweiler J., Engebretson M., Connors M. February 2, 2017 observation of magnetic impulsive event (MIE) by AUTUMNX and Van Allen Probes // 42nd COSPAR Scientific Assembly. July 14–22, 2018, Pasadena, California, USA. Abstract id. C1.3-22-18.

18. Moiseev A.V., Baishev D.G., Barkova E.S., et al. Specific features of the generation of long-periodic geomagnetic pulsations in the event on June 25, 2008 // Cosmic Res. 2015. V. 53, N 2. P. 111–118. DOI: 10.1134/S0010952515020057.

19. Morris R.J., Cole K.D. “Serpentine emission” at the high latitude Antarctic station Davis // Planet. Space Sci. 1987. V. 35. P. 313–328.

20. Sauvaud J.A., Barthe H., Aoustin C., et al. The ion experi-ment onboard the Interball-Aurora satellite; initial results on velocity-dispersed structures in the cleft and inside the auroral oval // Ann. Geophys. 1998. V. 16, N 9. P. 1056–1069. DOI: 10.1007/s00585-998-1056-z.

21. Sibeck D.G., Korotova G.I. Occurrence patterns for transient magnetic field signatures at high latitudes // J. Geophys. Res. 1996. V. 96, N A6. P. 13413–13428. DOI: 10.1029/96JA00187.

22. Yahnin A., Titova E., Lubchich A., et al. Dayside high lati-tude magnetic impulsive events: their characteristics and relationship to sudden impulses // J. Atmos. Terr. Phys. 1995. V. 57. P. 1569–1582.

23. Zhao G.Q., Feng H.Q., Wu D.J., et al. Time-dependent occurrence rate of electromagnetic cyclotron waves in the solar wind: Evidence for the effect of alpha particles? // Astrophys. J. Lett. 2017. V. 847, iss. 1. Article id. L8. 4 p. DOI: 10.3847/2041-8213/aa88b3.

24. URL: https://omniweb.gsfc.nasa.gov/form/omni_min.html (дата обращения 8 мая 2020 г.).

25. URL: https://omniweb.gsfc.nasa.gov/ow.html (дата обращения 8 мая 2020 г.).

26. URL: https://cdaweb.gsfc.nasa.gov/istp_public (дата обращения 8 мая 2020 г.).