Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Особенности эмиссий 557.7 и 630.0 нм, наблюдавшихся 17 марта 2015 г. в среднеширотной Геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН (с. Торы, 52° N, 103° E) на второй ступени главной фазы магнитной бури, сопоставлены с изменениями ионосферных параметров над этой станцией, выявленными по данным ионосферного зондирования и картам полного электронного содержания. Обнаружено, что интенсивности эмиссий 557.7 и 630.0 нм возросли после того, как обсерватория оказалась в долготном секторе развитого главного ионосферного провала (ГИП). Самые мощные синхронные увеличения интенсивностей двух эмиссий были связаны с активизациями западного электроджета во время усиления магнитосферной конвекции. Исследована зависимость соотношений между интенсивностями эмиссии 630.0 нм, зарегистрированными в направлениях на север, в зенит и на юг, от положения излучающих областей относительно дна ГИП. Показано, что SAR-дуга, первоначально появившись вблизи основания полярной стенки ГИП, приблизилась к зениту станции одновременно с появлением на ионограммах F3s-отражений, являющихся индикатором наличия поляризационного джета вблизи наблюдательного пункта.
вторая ступень главной фазы магнитной бури, эмиссии 557.7 и 630.0 нм, главный ионосферный провал, поляризационный джет
1. Алексеев В.Н., Величко В.А., Надубович Ю.А. Исследование высот свечения и положения южной границы фонового свечения 6300 Å. Физика верхней атмосферы высоких широт. Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1975. Вып. 3. С. 124-133.
2. Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988. 528 с.
3. Васильев Р.В., Артамонов М.Ф., Белецкий А.Б. и др. Регистрация параметров верхней атмосферы Восточной Сибири при помощи интерферометра Фабри-Перо KEO Scientific «Arinae». Солнечно-земная физика. 2017. Т. 3, № 3. С. 70-87. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-33201707.
4. Деминов М.Г. Ионосфера Земли: особенности и механизмы. Электромагнитные и плазменные процессы от недр Солнца до недр Земли. Юбилейный сборник ИЗМИРАН-75. М., 2015. С. 295-346.
5. Жеребцов Г.А., Пирог О.М., Разуваев О.И. Структура и динамика высокоширотной ионосферы. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1986. Вып. 76. С. 165-177.
6. Зверев В.Л., Фельдштейн Я.И., Воробьев В.Г. Авроральное свечение к экватору от овала полярных сияний. Геомагнетизм и аэрономия. 2012. Т. 52, № 1. С. 64-72.
7. Золотухина Н.А., Куркин В.И., Полех Н.М., Романова Е.Б. Динамика обратного рассеяния во время большой геомагнитной бури по данным Екатеринбургского радара: 17-22 марта 2015 г. Солнечно-земная физика. 2016. Т. 2, № 4. С. 24-42. DOI:https://doi.org/10.12737/21740.
8. Иевенко И.Б., Алексеев В.Н. Влияние суббури и бури на динамику SAR-дуги. Статистический анализ. Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44, № 5. C. 643-654.
9. Иевенко И.Б., Парников С.Г. Наземные и спутниковые наблюдения SAR-дуги в вечернем секторе MLT в начале магнитной бури 17 марта 2015 г. Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60. № 6. С. 751-761. DOI:https://doi.org/10.31857/S00 16794020050090.
10. Михалев А.В. Среднеширотные сияния в 23-24-х солнечных циклах по данным наблюдений на юге Восточной Сибири. Солнечно-земная физика. 2019. Т. 5, № 4. С. 80-89. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-54201909.
11. Михалев А.В., Белецкий А.Б., Васильев Р.В. и др. Спектральные и фотометрические характеристики среднеширотного сияния во время магнитной бури 17 марта 2015 г. Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 4. С. 54-61. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-44201806.
12. Подлесный А.В., Брынько И.Г., Куркин В.И. и др. Многофункциональный ЛЧМ-ионозонд для мониторинга ионосферы. Гелиогеофизические исследования. 2013. Вып. 4. С. 24-31. Доступна на http://vestnik.geospace.ru/index.php?id=166 (дата обращения 10 ноября 2020 г.).
13. Полех Н.М., Золотухина Н.А., Романова Е.Б. и др. Ионосферные эффекты магнитосферных и термосферных возмущений 17-19 марта 2015 г. Геомагнетизм и аэрономия. 2016. Т. 56, № 5. С. 591-605. DOI:https://doi.org/10.7868/S00167 94016040179.
14. Старков Г.В. Планетарная динамика аврорального свечения. Физика околоземного космического пространства. Апатиты: Изд-во Кольск. науч. центра РАН, 2000. Т. 1. 706 с.
15. Степанов А.Е., Халипов В.Л., Голиков И.А., Бондарь Е.Д. Поляризационный джет: узкие и быстрые дрейфы субавроральной ионосферной плазмы. Якутск: Издательский дом СВФУ, 2017. 176 с.
16. Тащилин А.В., Леонович Л.А. Моделирование ночных свечений красной и зеленой линий атомарного кислорода для умеренно-возмущенных геомагнитных условий на средних широтах. Солнечно-земная физика. 2016. Т. 2, № 4. С. 76-84. DOI:https://doi.org/10.12737/21491.
17. Фельдштейн Я.И., Воробьев В.Г., Зверев В.Л. Планетарные закономерности полярных сияний. Итоги МГГ (обзор). Геомагнетизм и аэрономия. 2010. Т. 50, № 4. С. 435-458.
18. Филиппов В.М., Шестакова Л.В., Гальперин Ю.И. Полоса быстрого дрейфа ионов в субавроральной F-области и ее проявление в структуре высокоширотной ионосферы. Космические исследования. 1984. Т. 22, № 4. С. 557-564.
19. Шиндин А.В., Клименко В.В., Кологин Д.А. и др. Пространственные характеристики области генерации искусственного свечения ионосферы в линии 630 нм при воздействии радиоизлучением стенда «Сура». Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2017. Т. 60. № 11. С. 949-966.
20. Aruliah A., Förster M., Hood R., et al. Comparing high-latitude thermospheric winds from Fabry-Perot interferometer (FPI) and challenging mini-satellite payload (CHAMP) accelerometer measurements. Ann. Geophys. 2019. Vol. 37. P. 1095-1120. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-37-1095-2019.
21. Balan N., Shiokawa K., Otsuka Y., et al. A physical mechanism of positive ionospheric storms at low latitudes and midlatitudes. J. Geophys. Res. 2010. Vol. 115, A02304. DOI:https://doi.org/10.1029/2009JA014515.
22. Bame S.J., Asbridgie J.R., Felthauseer H.E., et al. Characteristics of the plasma sheet in the Earth’s magnetotail. J. Geophys. Res. 1967. Vol. 72, iss. 1. P. 113-129. DOI: 10.1029/ JZ072i001p00113.
23. Baumjohann W., Paschmann G., Cattell C.A. Average plasma properties in the central plasma sheet. J. Geophys. Res. 1989. Vol. 94, iss. 6. P. 6597-6606. DOI:https://doi.org/10.1029/JA094 iA06p06597.
24. Blanc M., Richmond A.D. The ionospheric disturbance dynamo. J. Geophys. Res. 1980. Vol. 85, iss. A4. P. 1669-1686. DOI:https://doi.org/10.1029/JA085iA04p01669.
25. Chu X., Malaspina D., Gallardo-Lacourt B., et al. Identifying STEVE's magnetospheric driver using conjugate observations in the magnetosphere and on the ground. Geophys. Res. Lett. 2019. Vol. 46, iss. 22. P. 12665-12674.
26. Deminov M.G., Shubin V.N. Empirical model of the location of the main ionospheric trough. Geomagnetism and Aeronomy. 2018. Vol. 58, iss. 3. P. 338-347. DOI: 10.1134/ S0016793218030064.
27. Ding G.-X., He F., Zhang X.-X., Chen B. A new auroral boundary determination algorithm based on observations from TIMED/GUVI and DMSP/SSUSI. J. Geophys. Res. 2017. Vol. 122. P. 2162-2173. DOI:https://doi.org/10.1002/2016JA023295.
28. Feldstein Y.I., Vorobjev V.G., Zverev V.L., Förster M. Investigations of the auroral luminosity distribution and the dynamics of discrete auroral forms in a historical retrospective. History Geo Space Sci. 2014. Vol. 5. P. 81-134. DOI:https://doi.org/10.5194/hgss-5-81-2014.
29. Foster J.C., Buonsanto M.J., Mendillo M., et al. Coordinated stable auroral red arc observations: Relationship to plasma convection. J. Geophys. Res. 1994. Vol. 99. P. 11,429-11,439.
30. Frey H.U. Localized aurora beyond the auroral oval. Rev. Geophys. 2007. Vol. 45, RG1003. DOI:https://doi.org/10.1029/2005RG000174.
31. Gonzalez W.D., Tsurutani B.T., Lepping R.P., Schwenn R. Interplanetary phenomena associated with very intense geomagnetic storms. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2002. Vol. 64. P. 173-181.
32. Gussenhoven M.S., Hardy D.A., Heinemann N. Systematics of the equatorward diffuse auroral boundary. J. Geophys. Res. 1983. Vol. 88, iss. A7. P. 5692-5708.
33. Hairston M., Coley W.R., Stoneback R. Responses in the polar and equatorial ionosphere to the March 2015 St. Patrick Day storm. J. Geophys. Res. 2016. Vol. 121. P. 11,213-11,234. DOI:https://doi.org/10.1002/2016JA023165.
34. He M., Liu L., Wan W., Zhao B. A study on the nighttime midlatitude ionospheric trough. J. Geophys. Res. 2011. Vol. 116, iss. A5, A05315. DOI:https://doi.org/10.1029/2010JA016252.
35. Hong J., Kim Y.H., Kam H., et al. Simultaneous observations of SAR arc and its ionospheric response at subauroral conjugate points (L≈2.5) during the St. Patrick’s Day Storm in 2015. J. Geophys. Res. 2020. Vol. 124, iss. 4. DOI:https://doi.org/10.1029/2019JA027321.
36. Ievenko I.B., Parnikov S.G., Alexeyev V.N. Relationship of the diffuse aurora and SAR arc dynamics to substorms andstorms. Adv. Space Res. 2008. Vol. 41, no. 8. P. 1252-1260. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2007.07.030.
37. Jacobsen K.S., Andalsvik Y.L. Overview of the 2015 St. Patrick’s Day storm and its consequences for RTK and PPP positioning in Norway. J. Space Weather Space Climate. 2016. Vol. 6, A9. DOI:https://doi.org/10.1051/swsc/2016004.
38. Keika K., Nakamura R., Baumjohann W., et al. Substorm expansion triggered by a sudden impulse front propagating from the dayside magnetopause. J. Geophys. Res. 2009. Vol. 114, A00C24. DOI:https://doi.org/10.1029/2008JA013445.
39. Khalipov V.L., Sivtseva L.D., Filippov V.M., et al. Step-like profiles of electron density in the subauroral lower F-region in the morning sector and possible mechanisms of their formation during substorms: the comparison of data of ground-based ionosondes with the AUREOL-3 satellite measurements. Results of the ARCAD 3 project and of the recent programmes in magnetospheric and ionospheric physics, Toulouse, 1984. Toulouse, Cepadues-editions, 1985. P. 895-916.
40. Khalipov V.L., Stepanov A.E., Ievenko I.B., et al. Formation of red arc in the polarization jet ban. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018. Vol. 179. P. 494-503. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2018.08.005.
41. Khomich V.Yu., Semenov A.I., Shefov N.N. Airglow as an Indicator of Upper Atmospheric Structure and Dynamics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008. 756 p.
42. Kosar B.C., MacDonald E.A., Case N.A., et al. A case study comparing citizen science aurora data with global auroral boundaries derived from satellite imagery and empirical models. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018. Vol. 177. P. 274-282. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2018.05.006.
43. Le G., Lühr H., Anderson B.J., et al. Magnetopause erosion during the March 17, 2015 magnetic storm: Combined field-aligned currents, auroral oval, and magnetopause observations. Geophys. Res. Lett. 2016. Vol. 43, iss. 4. P. 2396-2404. DOI:https://doi.org/10.1002/2016GL068257.
44. McPherron R.L. The use of ground magnetograms to time the onset of magnetospheric substorms. Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 1978. Vol. 30. P. 149-163.
45. Megan Gillies D., Knudsen D., Donovan E., et al. Identifying the 630 nm auroral arc emission height: A comparison of the triangulation, FAC profile, and electron density methods. J. Geophys. Res. 2017. Vol. 122. P. 8181-8197. DOI: 10.1002/ 2016JA023758.
46. Mendillo M. Storms in the ionosphere: Patterns and processes for total electron content. Rev. Geophys. 2006. Vol. 44, iss. 4, RG4001. DOI:https://doi.org/10.1029/2005RG000193.
47. Mendillo M., Baumgardner J., Wroten J., et al. Imaging magnetospheric boundaries at ionospheric heights. J. Geophys. Res. 2013. Vol. 118, iss. 11. P. 7294-7305. DOI: 10.1002/ 2013JA019267.
48. Mendillo M., Finan R., Baumgardner J., et al. A stable auroral red (SAR) arc with multiple emission features. J. Geophys. Res. 2016. Vol. 121. P. 10,564-10,577. DOI: 10.1002/ 2016JA023258.
49. Meurant M., Gerard J.-C., Blockx C., et al. Propagation of electron and proton shock-induced aurora and the role of the interplanetary magnetic field and solar wind. J. Geophys. Res. 2004. Vol. 109, A10210. DOI:https://doi.org/10.1029/2004JA010453.
50. Mishin V.V., Lunyushkin S.B., Mikhalev A.V., et al. Extreme geomagnetic and optical disturbances over Irkutsk during the 2003 November 20 superstorm. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018. Vol. 181, pt. A. P. 68-78. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2018.10.013.
51. Moldwin M.B., Downward L., Rassoul H.K., et al. A new model of the location of the plasmapause: CRRES results. J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107, iss. A11. P. SMP 2-1-SMP 2-9. DOI:https://doi.org/10.1029/2001JA009211.
52. Nagai T., Baker D.N., Higbie P.R. Development of substorm activity in multiple-onset substorms at synchronous orbit. J. Geophys. Res. 1983. Vol. 88, iss. A9. P. 6994-7004.
53. Newell P.T., Sotirelis T., Wing S. Diffuse, monoenergetic, and broadband aurora: The global precipitation budget. J. Geophys. Res. 2009. Vol. 114, A09207. DOI:https://doi.org/10.1029/2009 JA014326.
54. Ni B., Thorne R.M. Zhang X., et al. Origins of the Earth’s diffuse auroral precipitation. Space Sci. Rev. 2016. Vol. 200. P. 205-259. DOI:https://doi.org/10.1007/s11214-016-0234-7.
55. Polekh N., Zolotukhina N., Kurkin V., et al. Dynamics of ionospheric disturbances during the 17-19 March 2015 geomagnetic storm over East Asia. Adv. Space Res. 2017. Vol. 60, iss. 11. P. 2464-2476. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2017.09.030.
56. Pryse S.E., Kersley L., Malan D., Bishop G.J. Parameterization of the main ionospheric trough in the European sector. Radio Sci. 2006. Vol. 41, RS5S14. DOI:https://doi.org/10.1029/2005RS003364.
57. Rassoul H.K., Rohrbaugh R.P., Tinsley B.A., Slater D.W. Spectrometric and photometric observations of low-latitude aurorae. J. Geophys. Res. 1993. Vol. 98, iss. A5. P. 7695-7709. DOI:https://doi.org/10.1029/92JA02269.
58. Sazykin S., Fejer B.G., Galperin Yu.I., et al. Polarization jet events and excitation of weak SAR arcs. Geophys. Res. Lett. 2002. Vol. 29, iss. 12. P. 26-1-26-4. DOI: 10.1029/ 2001GL014388.
59. Shinbori A., OtsukaY., Tsugawa T., et al. Temporal and spatial variations of storm time midlatitude ionospheric trough based on global GNSS-TEC and Arase satellite observations. Geophys. Res. Lett. 2018. Vol. 45. P. 7362-7370. DOI:https://doi.org/10.1029/2018 GL078723.
60. Shiokawa K., Ogawa T., Kamide Y. Low-latitude auroras observed in Japan: 1999-2004. J. Geophys. Res. 2005. Vol. 110, A05202. DOI:https://doi.org/10.1029/2004JA010706.
61. Suzuki H., Chino H., Sano Y., et al. Imaging-based observations of low-latitude auroras during 2001-2004 at Nayoro, Japan. Earth, Planets and Space. 2015. Vol. 67, 107. DOI: 10.1186/ s40623-015-0278-z.
62. Tsurutani B.T., Lakhina G.S., Verkhoglyadova O.P., et al. A review of interplanetary discontinuities and their geomagnetic effects. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2011. Vol. 73. P. 5-19. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2010.04.001.
63. Zolotukhina N., Polekh N., Kurkin V., et al. Ionospheric effects of St. Patrick’s storm over Asian Russia: 17-19 March 2015. J. Geophys. Res. 2017. Vol. 122. P. 2484-2504. DOI:https://doi.org/10.1002/2016JA023180.
64. URL: https://www.swpc.noaa.gov/noaa-scales-explanation (дата обращения 2 апреля 2021 г.).
65. URL: https://www.intermagnet.org/data-donnee/download-eng.php (дата обращения 16 октября 2015 г.).
66. URL: ftp.swpc.noaa.gov/pub/warehouse (дата обращения 15 октября 2015 г.).
67. URL: https://www.ngdc.noaa.gov/stp/ovation_prime/data (дата обращения 20 марта 2020 г.).
68. URL: http://ckprf.ru/ckp/3056 (дата обращения 15 апреля 2015 г.).
69. URL: www.intermagnet.org (дата обращения 21 марта 2015 г.).
70. URL: http://cdaweb.gsfc.nasa.gov/istp_public (дата обращения 15 июля 2015 г.).
