Введение к работе
В диссертации рассматривается динамика полярных сияний на разных фазах суббури и по движению сияний исследуется поведение электрических полей в магнитосфере.
Актуальность проблемы. Изучение магнитосферных возмущений и, в частности, их проявление в динамике полярных сияний имеет большое значение как в фундаментальных исследованиях по физике магнитосферы, так и в прикладных задачах, связанных с освоением космического пространства и жизнедеятельности человека.
Несмотря на достижения в области геофизики все еще нет единой физической модели суббури, для построения которой необходимо знать, как. развивается возмущение на всех фазах суббури, наглядным проявлением которой являются полярные сияния. Использование наземных данных о полярных сияниях имеет то преимущество, что позволяет проводить на большом пространственном и временном масштабе непрерывный мониторинг процессов в магнитосфере, что недоступно прямым спутниковым и ракетным данным.
Высокоширотная ионосфера представляет собой экран, на котором с поверхности Земли можно наблюдать процессы, происходящие в космической плазме, которые невозможно смоделировать в лабораторных условиях. К таким процессам относятся развитие турбулентности в магнитосферной плазме, появление аномального сопротивления и двойных электростатических слоев.
Актуальность исследования динамики полярных сияний обусловлена и тем, что в ней отражается поведение электрических полей в разных областях магнитосферы и ионосферы, определящих электродинамику суббури, знание которой даст возможность понять физику процессов, приводящих к передаче энергии из солнечного ветра в магнитосферу и ее диссипацию в ионосферу через явление, называемое суббурей.
Цель данной работы - исследование динамики авроральных форм на разных фазах суббури и установление связи с процессами в магнитосфере /перестройка магнитного поля, вариации электрических полей и энергии/, изучение процессов, связанных с аномальным сопротивлением по данным о пульсациях и полярных сияниях. Содержание диссертации составляет решение этой проблемы в основном на базе телевизионных данных и аскафильмов полярных сияний. В работе также были использованы спектральные, магнитные и фотометрические данные.
На завиту выносятся:
1. Положение о том, что развитие магнитосферной суббури контролируется вариациями вихревой Е„ и потенциальной Ея компонент магни-
тосферного. электрического поля, которые могут быть разделены по наблюдениям за движением авроральных дуг; для авроральных форм, источники которых находятся на замкнутых силовых линиях-, движение к экватору определяется изменением потенциальной компоненты электрического поля, а движение сияний, обусловленное процессами в области пересоединения во время взрывной фазы, позволяет следить за изменением вихревой компоненты.
-
Положение о том, что за несколько минут до начала брейкапа наблюдается затухание в дуге и окружающем ее фоновом свечении /исследована структура затухания/.
-
Положение о том, что черные сияния являются специфическим проявлением полярных сияний и могут быть использованы для изучения продольных электрических полей. /Дана классификация черных сияний/.
Научная новизна работы заключается в том, что предложен метод, позволяющий по наблюдениям полярных сияний во время суббури разделять вихревую и потенциальную компоненты электрического поля в магнитосфере и исследовать эти поля.
Впервые исследована морфология черных сияний и предложена их классификация.
Детально изучена структура затухания сияний перед .брейкапом и тонкая,структура приполюсной границы в фазу расширения.
Научная и практическая значимость. Результаты исследований, проведенных, в диссертации, ваяны для понимания процессов в магнитосфере и ионосфере во время суббури. Они могут быть учтены при разработке комплексных программ по изучению околоземной плазмы и магнито-сферно-ионосферного взаимодействия. Экспериментальные данные по тонкой структуре сияний во время суббури дают возможность усовершенствовать модель пересоединения магнитных силовых линий в хвосте магнитосферы.
Личный вклад автора. Автор принимал участие в постановке задачи, отборе экспериментального материала, его обработке, выполнении расчетов и интерпретации полученных результатов. Результаты, изложенные в диссертации, получены автором самостоятельно или на равных правах с соавторами. Автором самостоятельно сформулированы положения, выносимые на защиту.
Реализаттия работы. Работа выполнена в рамках плана научно-исследовательских работ Полярного геофизического института Кольского научного центра.
Результаты исследований вошли в ряд научных отчетов ПГИ по темам: Исследование пространственных вариаций параметров полярных сияний в широком временном интервале и их связь с другими геофизически-
ми явлениями, № гос. регистрации 01860046402; Исследование динамических характеристик полярных сияний, № гос. регистрации 81055450; Исследование полярных сияний с целью дополнения модели; Экспериментальные исследования оптического излучения верхней полярной атмосферы в широком диапазоне спектра.
Адробалия работы. Результаты работы представлялись на Всесоюзных семинарах в Апатитах в 1981 и 1991 гг., на Международных конференциях по исследованию верхней атмосферы оптическими методами в Дублине в 1980 г. и в Тромсе в 1991 г., на Всесоюзном совещании по итогагл выполнения проекта МШ в Ашхабаде в 1981 г., на Международном сиглпозиуме по полярным геомагнитным явлениям в Суздале в 1986 г., на Научной ассамблее МАГА в Эдинбурге в 1987 г., на Конгрессе по космическому пространству в Вашингтоне в 1992 г., на научных семинарах в Полярном геофизическом институте..
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Диссертация содержит 150 страниц машинописного текста, 43 рисунка, 1 таблицу, библиографию из 156 ниаменований.