Физика околоземного космического пространства. Гл. 1 / Рос. акад. наук, Кол. науч. центр, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : [б. и.], 2000. – 216 с.

Физика околоземного космического пространства плавно переходят в вытянутые в хвост. Полоса сияний проектируется на приземную границу плазменного слоя, в котором нет той части, что в возмущенной AM называется CPS. Опуская подготовительную фазу и переходя сразу к ситуации в разгаре возмущения, мы видим несколько образований или явлений, которые могут рассматриваться как проявления внешней границы AM: в плазме это низкоширотный граничный слой (LLBL), граничный плазменный слой (PSBL), в проекции на ионосферу - это приполюсная дуга полярного сияния или внешняя область двойного овала (Elphinstone et al, 1995). В магнитном поле и в потоках энергичных частиц резкие изменения наблюдаются в виде дропаутов, которые также могут претендовать на роль внешней границы AM. Плазменные граничные структуры подробно рассмотрены Фельдштейном и Гальпериным (1996), Newell et al. (1996), которые связывают овал полярных сияний с CPS. Обратимся к прямым измерениям энергичных частиц. Дропауты. На рисунке 1.69 показаны временные вариации потоков электронов и ионов, измеренных на спутнике CRRES 4 апреля 1991 г. при пролете в полуночном секторе магнитосферы в геостационарной области. Резкие перепады интенсивности частиц совпадают с быстрым изменением магнитного поля - от квазидипольного к вытянутому в хвост и обратно. Это явление - дропауты (“провалы”) потока частиц известно давно (Sauvaud, Winckler, 1980; Walker et al., 1976; Dandouras et al., 1986; Baker, McPherron, 1990) и объясняется прохождением мимо спутника границы захвата энергичных частиц, которая из плавной, неопределенной в спокойные периоды становится резкой, динамичной в периоды возмущений. При выходе из зоны захвата (например в 10.11 UT на рис. 1.69) поток энергичных частиц падает на два порядка, при выходе из дропаута - восстанавливется до прежнего уровня (10.38 UT). При этом меняется и питч-угловое распределение частиц от захваченного к изотропному и обратно, причем все эти изменения могут могут быть очень быстрыми, несколько секунд и меньше. Подробный анализ динамики частиц, питч- углового распределения, связи с изменением магнитного поля дает много интересных сведений о структуре границы, но мы сейчас не будем углубляться в эти детали. Отметим лишь, что выход за границу дропаута по потоку и функции распределения частиц можно отождествлять с PSBL в магнитосфере и с приполюсной дугой полярного сияния в ионосфере. Остановим внимание читателя на таком вопросе: конфигурация с резким переломом силовых линий не описывается ни одной из моделей магнитного поля магнитосферы. Действительно, статистические модели, типа моделей Цыганенко (Tsyganenko, 1989, 1996), основаны на усреднении большого числа измерений в данном районе, и это приводит к сглаживанию формы силовых линий. Предсказанная разными моделями конфигурация силовых линий в районе геостационарной орбиты чаще всего более вытянута в хвост, чем измеренная в эксперименте (Reeves et al., 1996). 151