Козырев, А. А. Введение в геофизику : [учебное пособие для геофизических и горно-геологических специальностей вузов] / А. А. Козырев, Я. А. Сахаров, Н. В. Шаров ; Рос. акад. наук, Кол. науч. центр, Петрозав. гос. ун-т, Кол. фил.

В целом, более 90% объема магнитосферы соединено силовыми линиями магнитного поля с полярной ионосферой, которая расположена на геомагнитных широтах выше 60°. Именно в высоких широтах, где силовые линии почти перпендикулярны к поверхности земли, проявляются эффекты высыпаний заряженных частиц из магнитосферы. Глубина проникновения и процессы торможения зависят, в первую очередь, от энергии частиц. Так электроны с энергиями 10-200 кэв проникают до высот 100-70 км и помимо ионизации верхних слоев атмосферы возбуждают поток тормозного рентгеновского излучения. Высыпание электронов с энергиями до 10 кэв вызывает ионизацию на высотах, больших 100 км, и сопровождается оптическим излучением возбужденных атомов и молекул атмосферных газов. Именно это авроральное свечение - полярные сияния, является наиболее красочным проявлением сложных процессов, протекающих на огромных расстояниях от наблюдателя, в магнитосфере Земли. 1.5. Овал полярных сияний Зона на высоких широтах, в которой наиболее часто наблюдаются полярные сияния, была впервые исследована Хорошевой, Фельштейном и Старковым и получила название Овала полярных сияний или аврорального овала. Земля имеет два овала полярных сияний, по одному на полушарие, каждый из которых окружает соответствующий геомагнитный полюс. Геометрия овала в северном полушарии приведена на рис.1.19. Существование овала полярных сияний вокруг геомагнитного полюса подтверждено снимками с высокоапогейных спутников. Овал полярных сияний примерно совпадает с пересечением границы зоны захвата энергичных частиц с ионосферой. В течение последних лет общая картина вторжения авроральных частиц в высокие широты стала значительно яснее. Первые данные, полученные посредством камер полного обзора неба, фотометров, риометров были существенно дополнены наблюдениями при помощи спутников. Исследования показали, что энергетический спектр вторгающихся электронов существенно меняется в разных частях овала полярных сияний. Спектр электронов, вторгающихся в полуденную часть овала, существенно мягче, чем вторгающихся в полуночную часть овала Кроме того, даже в полуночной части овала спектр становится более мягким с ростом широты. Эксцентричность овала полярных сияний связана с осевой асимметрией магнитосферы, обусловленной постоянным направлением течения солнечного ветра. Процессы в верхней атмосфере высоких широтах отличаются от тех, которые наблюдаются на широтах ниже овала. Поэтому выделяют область внутри овала полярных сияний, которую называют полярной шапкой. По современным представлениям в область полярной шапки проецируются магнитные силовые линии, уходящие в доли хвоста магнитосферы. 32