Physics of auroral phenomena : proceedings of the 34th Annual seminar, Apatity, 01 - 04 March, 2011 / [ed.: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2011. - 231 с. : ил.

*Physics o fAuroral Phenomena", Proc. XXXIVAnnual Seminar, Apatity, pp. 97 -100 2011 © Kola Science Centre, Russian Academy of Science, 2011 Polar Geophysical Institute ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ ПОЛОЖЕНИЯ СУБАВРОРАЛЬНЫХ ПЯТЕН ПРОТОННОГО СИЯНИЯ И МАКСИМУМА ИНТЕНСИВНОСТИ ПУЛЬСАЦИЙ РС1 Т.А. .Яхнина, А.Г. Яхнин (.Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия) Аннотация. Широтное положение субавроральных пятен протонного сияния (особого типа протонных сияний, наблюдавшихся со спутника IMAGE) сопоставлено с распределением интенсивности пульсаций Pci, определенным по данным меридиональной сети индукционных магнитометров, расположенных в Финляндии. Показано, что максимум интенсивности Pci всегда наблюдается на той станции, которая расположена ближе к проекции пятна протонного сияния. Такая пространственная корреляция пульсаций Pci и пятен протонного свечения вместе с ранее установленной временной корреляцией этих явлений доказывают, что субавроральные пятна протонного сияния являются отображением на уровне ионосферы области циклотронной неустойчивости ионов в экваториальной магнитосфере. Электромагнитные ионно-циклотронные (ЭМИЦ) волны в диапазоне от десятых долей до нескольких герц генерируются в экваториальной плоскости магнитосферы в результате развития циклотронной неустойчивости ионов (протонов) кольцевого тока. Предполагается, что ЭМИЦ волны, распространяясь в магнитосфере вдоль магнитного поля в волноводе, образованном градиентом концентрации холодной плазмы (на плазмопаузе или в оторвавшихся от плазмосферы трубках с холодной плазмой), могут достичь ионосферы и вызвать возмущение, которое регистрируется наземными магнитометрами как геомагнитные пульсации Pci [см., например, обзор Kangas et al., 1998]. Ионно-циклотронное взаимодействие предполагает как генерацию ЭМИЦ волн, так и рассеяние протонов кольцевого тока по питч-углам [например, Cornwall et al., 1970], которое приводит к заполнению конуса потерь [Erlandson and Ukhorsky, 2001] и, соответственно, высыпанию протонов. В работах [Yahnina et al., 2000; Yahnina et al., 2003; Яхнина и др., 2002] по данным низкоорбитальных спутников к экватору от границы изотропии потоков энергичных (Е>30 кэВ) протонов были обнаружены локализованные высыпания энергичных протонов, которые оказались статистически связаны с генерацией геомагнитных пульсаций Pci. Широтный размер таких высыпаний составляет около одного градуса, что согласуется с широтной локализацией пакетов ЭМИЦ волн при наблюдениях на низкоорбитальных спутниках [Iyemori and Hayashi, 1989; Engebretson et al., 2008]. Наилучшая корреляция наблюдалась, когда локализованные высыпания протонов наблюдались вблизи (в пределах двух часов MLT) меридиана наземной станции, на которой регистрировались Pci. Это позволило предположить, что локализованные высыпания энергичных протонов являются ионосферной проекцией области развития ионно-циклотронной неустойчивости в экваториальной магнитосфере [Yahnin and Yahnina, 2007]. Высыпания энергичных протонов могут вызвать достаточно интенсивные протонные сияния - излучение возбужденных атомов водорода, образовавшихся в результате обмена зарядом между высыпающимися протонами и атмосферными молекулами. В последние годы такие сияния интенсивно изучались по данным высоко-апогейного спутника IMAGE. Одним из типов протонных сияний, вызываемых локализованными протонными высыпаниями, являются пятна (области с размерами менее 300 км в диаметре) протонного свечения в субавроральной области [Frey et al., 2004], морфология которых сходна с морфологией Pci. В работах [Yahnin et al., 2007; Яхнин и др., 2008] на нескольких примерах показано, что в тех случаях, когда проекция пятна протонного сияния находилась вблизи меридиана станции, регистрирующей Pci, наблюдалось хорошее соответствие моментов появления (исчезновения) пятна и начала (конца) регистрации Pci. С увеличением долготного расстояния между проекцией пятна протонного сияния и наземной станцией это соответствие пропадало. Был сделан вывод о том, что пятно протонного сияния является двумерным отображением области циклотронного взаимодействия на ионосферном «экране». Заметим, однако, что в цитируемых выше работах рассматривались лишь временные корреляции Pci и протонных сияний и, отчасти, их зависимость от расстояния по долготе, поскольку для регистрации геомагнитных пульсаций использовалась лишь одна наземная станция (Ловозеро или Соданкюля). Проводить детальные пространственные сопоставления можно лишь с использованием сети разнесенных магнитометров. Область падения на ионосферу локализованного пакета ЭМИЦ волн является областью источника волнового возмущения, которое распространяется в ионосферном МГД волноводе и регистрируется наземными магнитометрами как геомагнитные пульсации Pci. Распространяющийся в ионосферном волноводе сигнал испытывает затухание, поэтому в области ионосферного источника должен наблюдаться 1 Введение 97