Введение к работе
Актуальность проблемы. Освоение космического пространства поставило в повестку дня задачу оценки состояния и прогноза обстановки ближнего космоса, а в перспективе - и в любой области гелиосферы. Это привело к расширению работ в области солнечно-земной физики, физики магнитосферы Земли и магнитосферно-ионосферного взаимодействия. Наряду с прямыми измерениями в космосе с помощью спутников и ракет, существенное место в этих работах занимают наземные геофизические измерения и, в частности, наблюдения продольных токов. Проведение исследований в этом направлении определяется тем, что продольные токи, текущие вдоль силовых линий геомагнитного поля, являются одним из важных компонентов магнитосферно-ионосферного взаимодействия. Продольные токи тесно связаны с широким комплексом многих геофизических явлений (бури, суббури и т.д.), обусловленных взаимодействием солнечного ветра с магнитосферой Земли. Особое место продольных токов в этом комплексе явлений определяется, в частности, тем, что они являются прямым индикатором корпускулярных вторжений в верхнюю атмосферу, вызывающих свечение нижней ионосферы и приводящих к существенным изменениям условий радиосвязи. Таким образом, продольные токи, с одной стороны, подвержены воздействию межпланетной среды, а, с другой, могут оказывать значительное влияние на радиационную обстановку в верхней атмосфере.
В настоящее время по данным спутниковых измерений установлено, что продольные токи образуют чередующиеся полосы втекающих в ионосферу и вытекающих из нее токов и являются неотъемлемой частью трехмерных крупномасштабных токовых систем. Систематизация данных по большому числу пролетов спутников позволила выделить три основные области - 0, 1 и 2 втекающих и вытекающих токов, локализованных, соответственно, на широтах каспа, приполюсной и экваториальной границах аврорального овала. С ростом геомагнитной активности, как правило, при южной В2-компоненте межпланетного магнитного поля (ММП), области 1 и 2 смещаются к экватору, и интенсивность продольных токов увеличивается. Дпичі"»'"" » "япрпип0""'' про-
I РОС. НАЦИОНАЛЫ»» ( БИБЛИОТЕКА ,
дольных токов области 0 сильно зависят от ориентации ММП и определяются в основном азимутальной компонентой (By) ММП. Кроме того, в периоды суббуревого взрыва генерируется дополнительная система продольньж токов, образуя так называемый токовый клин суббури.
Описанные закономерности отражают среднее пространственно-временное распределение токов. Единичные измерения, особенно в периоды формирования суббуревого возмущения, свидетельствуют о сильной изменчивости продольньж токов, связанной с мелкомасштабными вариациями токов и временными изменениями крупномасштабных токовьж полос. Выяснение физических факторов, обуславливающих вариации продольньж токов в период развития суббури и их роли в генерации пространственно локализованных токовьж систем с учетом влияния азимутальной компоненты ММП является актуальной нерешенной проблемой.
Основной целью диссертации является исследование роли продольных токов суббури и Ву-компоненты ММП в развитии низкоширотньж и высокоширотных возмущений в течение магнитосферной суббури.
Научная новизна
1. По данным наземных наблюдений автором впервые обнаружено сущест
вование регулярных вариаций магнитного поля на фазе роста суббури,
которые обусловлены продольными токами с направлением, подобным
токам области 2. По данным геостационарных спутников установлено,
что вероятность наблюдения продольньж токов на фазе роста суббури за
висит от уровня геомагнитной активности.
-
Впервые детально исследовано влияние Ву-компоненты ММП на локализацию центра очага суббури в магнитосфере и на характер развития взрывной фазы суббури.
-
Выявлен механизм влияния Ву-компоненты ММП на продольные токи суббуревого возмущения.
Научная и практическая ценность
Полученные в работе результаты позволили выявить связь между Ву-компонентой ММП и продольными токами суббуревого возмущения. Решение этой задачи можно рассматривать как этап на пути построения новой асимметричной модели развития суббури. Ряд результатов может быть использован и в прикладных исследованиях по разработке методов краткосрочного прогноза космической погоды.
Личный вклад автора
Основные результаты, представленные в диссертации, получены автором лично или при его участии. Автор принимал непосредственное участие в фотометрических наблюдениях полярных сияний в районе бухты Тикси в 1996г. Автор самостоятельно систематизировал и проанализировал необходимые материалы наземньж и спутниковьж магнитных измерений и внес определяющий вклад в формулировку основных выводов.
Достоверность результатов, представленных в диссертации, обусловлена использованием физически обоснованных методов, их проверкой в экспериментах, а также использованием экспериментальных результатов с необходимой статистической обеспеченностью.
Апробация работы
Основные результаты диссертации были представлены на 22, 24 и 25 ежегодных Апатитских семинарах «Физика авроральных явлений» (Апатиты, 1999, 2001 и 2002 гг.), Международной конференции по суббурям (С.Петербург, 2000 г.), 26" Генеральной ассамблее EGS (Ницца, Франция, 2001 г.), Всероссийских конференциях по физике солнечно-земных связей (Иркутск, 2001, 2003 гг.), Всероссийской конференции "Проблемы физики космических лучей и солнечно-земные связи" (Якутск, 2002г.), Международной Байкальской школе по фундаментальной физике (Иркутск, 2003г.), Всероссийской школе-
семинаре «Фундаментальные и прикладные проблемы физики на Севере» (Якутск, 2003г.), а также обсуждались на расширенных семинарах отдела аэрономии ИКФИА.
Основной материал диссертации опубликован в 16 работах.
Структура и объем диссертации
