Physics of auroral phenomena : proceedings of the 35th Annual seminar, Apatity, 28 Februaru – 02 March, 2012 / [ed. board: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2012. - 187 с. : ил., табл.

*Physics o f Auroral Phenomena", Proc. XXXV Annual Seminar, Apatity, pp. 30 - 33, 2012 © Kola Science Centre, Russian Academy of Science, 2012 ПРОТОННЫЕ ВЫСЫПАНИЯ К ЭКВАТОРУ ОТ ИЗОТРОПНОЙ ГРАНИЦЫ ВО ВРЕМЯ ГЕОМАГНИТНОЙ БУРИ Т.А. Яхнина, А.Г. Яхнин (Полярный геофизический институт, Апатиты) Введение Протонные высыпания к экватору от изотропной границы являются индикатором развития ионно­ циклотронной (ИЦ) неустойчивости в экваториальной магнитосфере (Yahnin and Yahnina, 2007). По данным низкоорбитальных спутников NOAA было выделено два типа локализованных высыпаний энергичных (> 30 кэВ) протонов (аббревиатура в английской транскрипции - LPEP), соответствующих двум различным режимам циклотронного взаимодействия волн и частиц (Yahnina et/al., 2003). Изучение протонных сияний, обусловленных этими высыпаниями, показало, что источник LPEP первого типа локализован как по широте, так и по долготе, существует до нескольких часов, находится, предположительно, на плазмопаузе, и участвует вместе с плазмосферой в коротации (Yahnin et al., 2007, 2012). LPEP второго типа наблюдаются, в основном, в вечернем секторе и возникают при взаимодействии дрейфующих на запад протонов с внешней областью плазмосферного «хвоста». В протонных сияниях этот тип высыпаний отображается в виде «дуги» с долготными размерами в несколько часов MLT в вечернем секторе (Yahnin et al., 2009; Spasojevic and Fuselier, 2009). Общей особенностью этих двух типов высыпаний является их широтный размер (около 1° широты). Различаются эти высыпания тем, что в спектре LPEP второго типа всегда присутствуют протоны с энергией <20 кэВ, в то время как в спектрах LPEP первого типа низкоэнергичные частицы не регистрируются. Кроме того, во время сжатия магнитосферы при прохождении фронта повышенного давления солнечного ветра могут наблюдаться в дневном секторе кратковременные (длительностью в несколько минут) высыпания протонов с широтными размерами в несколько градусов, также связанные с ИЦ неустойчивостью (Fuselier et al., 2004; Yahnina et al., 2008; Zhang et al., 2008; Попова и др., 2010). В отличие от LPEP первого и второго типов, высыпания протонов во время сжатия магнитосферы, по-видимому, не связаны с границами холодной плазмы (Yahnin et al., 2011). ИЦ неустойчивость приводит к высыпанию не только протонов с энергиями 10-100 кэВ, но и релятивистских электронов (Summers and Thorne, 2003), обеспечивая потери, как частиц кольцевого тока, так и внешнего радиационного пояса. Представляет интерес рассмотрение областей, где эти потери происходят, их динамики в различных геофизических условиях, в частности, в условиях геомагнитной бури. Низкоорбитальные спутники NOAA проводят мониторинг потоков различных частиц, в том числе и энергичных протонов. На полярных орбитах на высоте около 800 км постоянно находятся несколько спутников, обеспечивая наблюдения в различных секторах MLT. Все спутники оснащены однотипными детекторами MEPED (Evans and Greer, 2000). Один из каналов этого детектора измеряет потоки высыпающихся протонов с энергией >30 кэВ. Данные измерений таких частиц будут использованы в этой работе. Будут рассмотрены морфологические характеристики высыпаний энергичных протонов и их динамика во время геомагнитной бури 20 ноября 2003 г., главная фаза которой началась в ~2 UT. Минимальное значение Dst индекса составило -472 нТл и оно наблюдалось в 19 UT. Фаза восстановления продолжалась несколько суток пока Dst индекс не вернулся к «предбуревому» значению около -10 нТл. Надо заметить, что подобное рассмотрение уже было проведено нами в работе (Yahnina et al., 2007), где анализировались протонные высыпания первого и второго типов во время нескольких бурь и было показано, в частности, что морфология этих высыпаний согласуется, соответственно, с морфологией геомагнитных пульсаций Pci и КУП, которые являются индикатором ИЦ взаимодействия. В данной работе мы привлечем к рассмотрению еще один (третий) тип протонных высыпаний, наблюдаемых экваториальнее изотропной границы, который не учитывался в работе (Yahnina et al., 2007). Этот тип высыпаний отличается от высыпаний первого и второго типов широтными размерами (обычно более двух градусов). На рисунке 1 приведен пример наблюдения таких высыпаний. Показаны широтные профили потоков высыпающихся и квази-захваченных протонов с энергией >30 кэВ во время последовательных пролетов спутника NOAA-17. Высыпания, выделенные вертикальной полосой, как раз и соответствуют LPEP третьего типа. Высыпания наблюдаются в дневном секторе на относительно больших широтах в течение многих часов. На некоторых пролетах спутника, к экватору от LPEP третьего типа видны узкие изолированные всплески протонных высыпаний первого типа. Разумеется, деление высыпаний только по такому критерию, как широтный размер, является не вполне однозначным. Тем не менее, мы увидим, что такое деление имеет смысл —высыпания с такими характеристиками наблюдаются, главным образом, в определенном секторе MLT и на определенных широтах. Polar Geophysical Institute 30