Heliospheric physics

Yakhnina T.A., Demekhov A.G., Popova T.A., Lyubchich A.A.

В работе по данным спутников серии NOAA POES изучаются высыпания релятивистских (>800 кэВ) электронов (ВРЭ) наблюдаемые в верхней ионосфере Земли, связанные с ослаблением напряженности магнитного поля в районе Южно-Атлантической (Бразильской) аномалии. ВРЭ регистрировались во время геомагнитной бури 10 – 17 октября 2017 г., которая сопровождалась многочисленными суббурями. Показано, что несмотря на меньшую максимальную интенсивность (потоки 103 - 104 (см2 с ср)-1) по сравнению с другими высыпаниями (связанными с ЭМИЦ и свистовыми волнами, а также с питч-угловой диффузией в области большой кривизны силовых линий геомагнитного поля), их вклад в опустошение радиационного пояса может быть существенным. Отчасти это обусловлено их большей продолжительностью (20-220 с). Проведен анализ влияния суббуревой активности на частоту появления таких ВРЭ.

Яхнина Т.А., Попова Т.А., Любчич А.А., Демехов А.Г.

Высыпания релятивистских (>800 кэВ) электронов и потоки высыпающихся и захваченных энергичных (~100 кэВ) протонов чаще всего регистрируются во время геомагнитных возмущений, особенно, во время суббурь. При этом наблюдаются возмущения магнитного поля в субавроральной и авроральной областях (50–75 CGMLat). В результате развития ионно-циклотронной неустойчивости во внутренней магнитосфере происходит генерация электромагнитных ионно-циклотронных (ЭМИЦ) волн и питч-угловая диффузия протонов, что приводит к заполнению конуса потерь и, следовательно, к высыпанию энергичных протонов. ЭМИЦ волны, на поверхности Земли регистрируются как геомагнитные пульсации – квазипериодические колебания геомагнитного поля в диапазоне частот Рс1 (0,1–5 Гц). Одновременно на низкоорбитальных (~850 км) спутниках NOAA POES наблюдаются потоки заряженных энергичных высыпающихся и захваченных частиц. Эта работа посвящена изучению влияния ослабленного магнитного поля в районе Южно-Атлантической (Бразильской) магнитной аномалии на потоки энергичных протонов и релятивистских электронов в спокойных и возмущенных условиях.

Любчич А.А., Попова Т.А., Яхнина Т.А., Демехов А.Г.

Проведены расчеты магнитного поля Земли на высотах орбит спутников NOAA POES в северном и южном полушариях. Расчеты проводились в исправленных геомагнитных координатах AACGM (Altitude-Adjusted Corrected Geomagnetic Coordinates) с использованием модели внутреннего поля Земли IGRF (International Geomagnetic Reference Field) в пакете программ GEOPACK-2008, разработанных Н.А. Цыганенко. Показано, что по сравнению с Северным полушарием магнитное поле в Южном полушарии может быть ниже более чем на 10 000 нТл. Разница составляет ~40% на широте 50°, уменьшаясь до ~3% на широте 80°. Поле в Южном полушарии понижено на 30-90° восточной долготы AACGM, в долготном секторе Южно-Атлантической магнитной аномалии. Оценено влияние понижения магнитного поля на величину питч-угла заряженных частиц на высотах орбит спутников NOAA POES. Расчеты для разных лет (с 2014 по 2023 годы) показали, что хотя магнитное поле меняется со временем, но эти изменения не являются значительными – на широте 60° поле изменилось не более чем на 500 нТл в Северном полушарии и уменьшилось не более чем на 700 нТл в Южном полушарии. Оценено влияние внешнего магнитного поля, рассчитанного по модели Цыганенко T96, на положение сопряженных точек в двух полушариях.

The complex space weather events of September 2017 included interplanetary coronal mass ejections (ICMEs), magnetic clouds (MCs), Sheaths, Corotating Interaction Regions (CIRs), solar wind high-speed streams (HSSs), fast forward shocks. This month can be divided into four events with different space weather conditions: first period on 7-8 September, second period on 12-13 September, third period on 14-17 September and fourth period on 27-28 September. In this report we considered the increasing of geoinduced currents (GICs) during moderate magnetic storm (SYM/H ~ −74 nT) occurring on September 27-28 caused by CIR connected with the high-speed streams (HSS). This storm was characterized by a gradual, multi-step main phase development with maximum at ~06 UT on 28 September. At the background of the storm another geomagnetic activities were also registered – substorms and geomagnetic pulsations – which caused intense GICs on the Vykhodnoy (VKH), Revda (RVD) and Kondopoga (KND) stations in the North-West of Russia and on the Mantsala (MAN) in the South of Finland. The increasing of GICs were controlled by data from registration system on Karelian-Kola powerline in the auroral zone (eurisgic.ru) and in Finland obtained from gas pipeline near Mantsala in the subauroral zone. The fine spatiotemporal structure of electrojet development during substorms were analyzed using the maps of the equivalent currents of the MIRACLE system and IMAGE magnetometers data. It was shown that intense GICs observed in the subauroral and auroral zones were associated with two sources - the movement and intensification of the substorm westward electrojet during the expansion phase of the substorm (in the premidnight sector) and Pc5 pulsations during the recovery phase of the substorm (in the morning sector).

Шубин Д.А., Рубцов А.В., Климушкин Д.Ю.

В настоящей работе проведена кластеризация ультранизкочастотных волн по данным спутника THEMIS-A за один полный обзор магнитосферы Земли. Выделение волн производилось автоматически, после чего проводилась кластеризация методом Gaussian Mixture. Сравнительный анализ с использованием метода t-SNE позволил соотнести получившиеся кластеры с ожидаемым разделением волн по поляризации на полоидальные, тороидальные и компрессионные. Показано, что результаты кластеризации лишь частично совпадают с таким разделением.

Antonova E.E., Kirpichev I.P., Vorobjev V.G., Yagodkina O.I., Stepanova M.V., Eyelade A.V., Espinoza C.M., Ovchinnikov I.L., Naiko D.Y., Pulinets M.S.

Яхнина Т.А., Демехов А.Г., Любчич А.А., Федоренко Ю.В., Ермакова Е.Н.