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.

несколько объяснений. Первое и достаточно справедливое объяснение состоит в том, что во время развития таких бурь кольцевой ток включает в себя ионы кислорода, вытянутые электрическим полем из ионосферы. При этом их концентрация весьма значительная - на уровне или больше концентрации протонов. Однако их время жизни составляет всего 3-5 часов, по сравнению с 15-20 часами жизни протонов. Второе теоретическое объяснение такого эффекта, основано на одной из современных моделей развития магнитной бури, которая была разработана группой американских ученых. Эта модель построена на данных американских стационарных спутников (высота орбит - 6.6 радиусов Земли). Измерения распределения по пространству заряженных частиц, двигающихся из хвоста магнитосферы в сторону Земли, на этих аппаратах используются для задания начальных условий расчета этого их движения. Далее, по соответствующим моделям распределения электрического и магнитного полей, проводился расчет движения этих частиц, и рассчитывалось магнитное возмущение, создаваемое кольцевым током, носителями которых данные частицы являются. Из такого расчета получалось, что в период развития кольцевого тока он был не замкнутым, а когда концентрация и энергия частиц, поступающих из хвостовой части магнитосферы, падали, то он становился замкнутым, что сразу резко меняло интенсивность создаваемого им магнитного поля. Третье объяснение вытекает из предположения о том, что в период значительных магнитных бурь плазменный слой магнитосферы может резко приближаться к земле в период поступления энергии из солнечного ветра и также резко возвращаться назад. При этом создается сначала резкое усиление магнитного возмущения на уровне земной поверхности, так как токовая система хвостовой части магнитосферы генерирует поле, совпадающее по знаку с полем кольцевого тока, а потом резкое его убывание. Именно такой сценарий генерации буревого магнитного возмущения и его убывания был нами использован при моделировании рассматриваемой исторической магнитной бури [Levitin et al., 2009]. Но есть и четвертое, лежащее на поверхности, объяснение наблюдаемого эффекта. Это влияние высокоширотной токовой системы на магнитное возмущение в средних и низких широтах. Здесь важно только обосновать возможность возникающего магнитного возмущения в зоне полярных сияний, когда там они в периоды магнитных бурь регистрируются с амплитудой до 2500 нТл (данные АЕ, AU, AL индексов), смещаться к экватору на значительные расстояния. Мы обосновываем наличие такой ситуации в период сверх гигантской магнитной бури фактом смещения реально наблюдаемых сияний в период ее развития почти до экватора. Необычная временная динамика геомагнитного возмущения на низкоширотной обсерватории анализировалась различными группами исследователей, и отдельные авторы объясняют ее наличием очень большой амплитуды динамического давления солнечного ветра в период бури. В своем оценочном расчете магнитного возмущения, зарегистрированного в Колабе, они используют модель, созданную на основе статистического подбора параметров, что позволяет описывать Dst вариацию в периоды магнитных бурь в форме суммы полей от отдельных токовых источников. Этими источниками они чаще всего считают ток на поверхности магнитосферы, кольцевой ток, частичный кольцевой ток и ток в хвостовой части магнитосферы. Но при этом они полагают, что токовая система хвоста не является одной из главных магнитосферных токовых систем, участвующих в генерации наблюдаемого магнитного возмущения. Мы же при моделировании опираемся на полученный нами при анализе магнитосферных токовых систем вывод, которой говорит о следующем. В периоды больших бурь магнитосферная хвостовая токовая система создает магнитное возмущение в низких широтах по амплитуде не уступающее, а иногда даже превосходящее, магнитное возмущение, создаваемое кольцевым током, за счет значительного смещения плазменного слоя к Земле [Feldstein et al., 2005]. Именно такое смещение может объяснить конфигурацию геомагнитного сигнала на обсерватории Колаба, показанного на Рис. 1. Представленная на рисунке магнитограмма отличается от обычных агнитограмм магнитных бурь тем, что в данном случае главная фаза бури длиться всего 2 часа, в течение которых поле меняется на 1600 нТл. При этом и начальная часть фазы восстановления происходит очень быстро - поле восстанавливается от 1600 нТл до порядка 400 нТл всего за полтора часа. На Рис. 2 представлен наш модельный расчет магнитного Моделирование гигантских возмущений геомагнитного поля 31 0 2 S e p f e n i b e r 1 B 5 9 Рис. 2 Модельный расчет магнитного возмущения, создаваемого токовыми системами: кольцевой ток DR, хвостовой ток DT, ток на поверхности магнитосферы DCF (прерывистые линии) и их сумма (жирная линия).