Введение к работе
Диссертация посвящена экспериментальному исследованию проявления магнитосферной суббури в дискретных и диффузных формах полярных сияний и иррегулярных геомагнитных пульсациях. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Несмотря на достижения в области геофизики, все еще нет единой физической модели суббури, для построения которой необходимо знать, как развивается возмущение в течение суббури с достаточно большим "пространственно - временным разрешением. Для решения этой задачи целесообразно использовать наземные данные о полярных сияниях и геомагнитных пульсациях, поскольку полярные сияния являются наглядным проявлением суббури, а геомагнитные пульсации позволяют проводить непрерывный мониторинг быстропротекающих процессов, развивающихся в магнитосферно - ионосферной системе. Возбуждение иррегулярных геомагнитных пульсаций является следствием развития неустойчивостей магнитосферной ц. ионосферной плазмы и генерации МГД - волн, взаимодействие которых с энергичными авроральными частицами определяют процессы . магнитосферно -ионосферной связи и могут играть заметную роль в динамике магнитосферного возмущения.
С точки зрения физики магнитосферы, проблема суббури является главной, узловой проблемой, связывающей воедино множество физических процессов и явлений, протекающих в магнитосфере и ионосфере. Исследование этой проблемы имеет практический интерес, так как хорошо известно воздействие магнитосферных суббурь и бурь на сферу обитания и деятельности человека, и поэтому на первый план выступает развитие средств диагностики и прогноза сильно меняющихся магнитосферных воздействий по данным мониторинга различных геофизических явлений, где особое место могут занимать полярные сияния и геомагнитные пульсации.
ОБОСНОВАНИЕ РАБОТЫ, Сейчас твердо установлено, что взрывная фаза суббури имеет тонкую структуру и часто развивается в виде однотипных активизаций геофизических явлений или микросуббурь. Продолжительность такой активизации составляет ~5-15 мин и часто состоит из отдельных импульсов или микровзрывов с длительностью ~1 мин. В настоящее время ряд вопросов, касающихся тонкой структуры и динамики развития суббури, остаются не выясненными. Так микросуббуревая активность в основном исследована по данным полуночного меридиана с временным и пространственным разрешением, соответственно, ~1 мин и ~10-100 км, хотя структура суббури может включать в себя значительно меньшие пространственные и временные масштабы. Например, дискретная авроральная дуга, уярчающаяся во время начала суббури состоит из отдельных волокнистых и лучистых структур с поперечными размерами ~0,1-1 км и временем жизни < 1 с. Не ясна также реакция утреннего сектора авроральной зоны на микросуббуревую активность и не определены физические условия формирования различных волнообразных структур на границе диффузных сияний и их связь с геомагнитными пульсациями. Много неясного остается и в понимании причин появления иррегулярных геомагнитных пульсаций во время суббури. ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ ЯВЛЯЕТСЯ:
1. Детальное исследование тонкой структуры проявления магнитосферной
суббури или ее отдельных интенсификации в геомагнитных пульсациях и
авроральном свечении в ночном и утреннем секторах авроральной зоны.
2. Экспериментальное изучение физических условий формирования
нестационарных структур диффузных полярных сияний и возбуждени;
иррегулярных геомагнитных пульсаций в процессе развития суббури.
1. Новые данные о динамике ярких волокон и разориентации лучей дуп
сияний во время ее уярчения и перехода от волокнистой структуры 1
лучистон в начале суббури. Возможное проявление процесса образования волокнистых, лучистых и волновых структур авроральной дуги в частотном спектре всплесков геомагнитных пульсаций типа Pi 1В и РІ2.
2. Пространственно - временные характеристики есплєсков геомагнитных
пульсаций тина PilC с длительностью 1-Ю мин и повторяющихся через
-5-15 мин, их связь с колебаниями Pi2, Ps6 и со структурой и динамикой
диффузного аврорального свечения в течение активной и
восстановительной фаз магнитосферной суббури.
-
Результаты статистического исследования свойств и условий формирования волнообразных структур диффузных сияний в зависимости от типа структуры, геомагнитной и солнечной активности, параметров солнечного ветра и ММП.
-
Схема проявления конвекционных, квазистационарных возмущений и фазы экспансии суббури в иррегулярных геомагнитных пульсациях в ночные - утренние часы на широтах авроральной зоны.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в том, что в ней впервые:
-
Получены новые данные об уярчении дуги сияний в виде увеличения яркости ее отдельных волокон с их продвижением вдоль дуги со скоростью о -1+20 км/с и об отклонении авроральных лучей от направления на радиант на угол ~1-И0 в зависимости от геомагнитной возмущенное, свидетельствующие о важной роли мелкомасштабных быстропротекающих процессов в динамике энергичных частиц в начале суббури;
-
Обнаружены и исследованы в ночные - утренние часы на широтах авроральной зоны всплески иррегулярных геомагнитных пульсаций типа PilC длительностью ~ 1-И0 мин, повторяющиеся через -5-И5 мин. Установлено, что они отражают дискретный характер развития взрывной азы суббури и процессы формирования волн свечения на зысокоширотной границе диффузных сияний в утреннем секторе.
Ї. Показано, что. волнообразные структуры диффузных сияний - омега ггруктуры и факелы возникают при различных геофизических условиях,
-6- ..
которые определяются уровнем геомагнитной активности и параметрами солнечного ветра и ММП.
4. Предложена схема развития диффузных форм сияний и динамики источников иррегулярных геомагнитных пульсаций в ночном-утреннем секторах авроральной зоны в зависимости от типа (или фазы) магнитосферно-ионосферного возмущения. НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Результаты исследований, проведенных в диссертации, важны для понимания процессов в магнитосфере,и ионосфере во время суббури. Они могут быть использованы для построения модели суббури в полярных сияниях и геомагнитных вариациях, а также доя разработки более надежных методов диагностики нестационарных процессов в магнитосферно - ионосферной системе.
РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований вошли в научные отчеты ИКФИА по темам: "Геомагнитные явления в авроральной и субавроральной зонах и их связь с параметрами магнитосферы и солнечного ветра" (№ гос. регистрации 81042591); "Пространственно -временные изменения оптического, жесткого излучений верхней атмосферы, геомагнитных вариаций и их связь с параметрами магнитосферы, солнечного ветра и ММП" (№ гос. регистрации 01870068045) и были использованы в хоздоговорных темах "Прогноз", "Преднамеренность" и "Комплекс".
ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА. Диссертант проводил в течение -15 лет наблюдения полярных сияний и вариаций геомагнитного поля в обс.Тикси, принимал участие в проведении экспедиционных измерений, создании телевизионной установки, обработке, анализе и интерпретации данных. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывалиа или были представлены на: V Генеральной Ассамблее МАГА, Прага, 1985 VII Школе-семинаре по ОНЧ излучениям, Якутск, 1985; Международно\ симпозиуме "Полярные геомагнитные явления", Суздаль, 1986; XVI
Всесоюзном совещании по полярным сияниям и свечению ночного неба, Апатиты, 1987; Всесоюзном совещании "Геофизические явления в авроралыюй зоне", Норильск, 1988; симпозиуме КАПГ по солнечно-земной физике. Самарканд, 1989; XX Генеральной Ассамблее МСГГ, Вена, 1991; XII-XV семинарах "Физика авроральных явлений", Апатиты, 1989-1992. ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 15 работ. ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем 170 страниц, включая 44 рисунка, 3 таблицы и библиографию из 134 наименований.