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.

Б.В. Козелов и др. При этом модельные распределения j\ обнаруживали масштабную инвариантность (или скейлинг), которая в разные моменты времени характеризовалась различными значениями индекса масштабирования ауц. Индекс а,ц обнаруживал характерную временную эволюцию. Временная эволюция индекса ауц, полученная в численном моделировании нелинейного взаимодействия трубок с током, представлена на рис.2. Можно видеть, что её отличительными чертами являются: наличие начальной стадии эволюции длительностью 1.5-2 мин., в течение которой распределение продольных токов, как и в t = 0 , можно считать близким к белому шуму, последующий достаточно быстрый рост индекса щ до значений ~ 2.4, который сменяется “медленной ” стадией эволюции, практически выходом на насыщение. Наличие “медленной ” стадия эволюции указывает на то, что структуры, сформировавшиеся в результате слияния мелкомасштабных продольных токов, являются достаточно долгоживущими образованиями и, начиная с некоторого момента времени, эволюционируют медленно. Чтобы произвести количественное сопоставление авроральных и электродинамических характеристик масштабирования, необходимо перейти от продольных токов к потоку энергии высыпающихся электронов £, поскольку именно эта величина определяет интенсивность свечения I, в том числе, и на начальной стадии аврорального брейкапа (например, [Bythrow and Potemra, 1987]). Как известно, поток энергии высыпающихся электронов во многих случаях можно считать пропорциональным /ц р, где показатель степени р - 1.5-2.0 [Lyons, 1979]. На рис.3а,б показана временная эволюция индекса масштабирования аЕ потока энергии высыпающихся электронов г, который считался пропорциональным j { , r^e показатель р принимался равным р = 1.5 (рис.За) и р = 2.0 (рис.Зб). В данном случае индекс масштабирования ае находился как 2 Я+ 1 , где показатель масштабирования Н, в свою очередь, определялся из наклона структурной функции второго порядка. О 1.5 3.0 4.5 tim e .m in Рис.2. Временная эволюция индекса масштабирования продольных токов ад, полученная в численном моделировании нелинейного взаимодействия когерентных альвеновских структур. 3. Временная эволюция индекса масштабирования авроральных структур в начале взрывной фазы суббури Если связывать начало взрывной фазы суббури со всплеском альвеновской активности в ближнем плазменном слое хвоста магнитосферы, сопровождающимся развитием альвеновской турбулентности в верхней ионосфере, то авроральный брейкап даёт нам уникальную возможность проследить нелинейный процесс, моделирование которого описано в разделе 2 , в полярных сияниях. В работе [Kozelov et al., 2011] рассматривалось начало (временной интервал в 20 мин) суббуревой активизации 07 февраля 2000, UT = 12:27 по наблюдениям UVI имиджера высокоапогейного спутника Polar в эмиссии LBH-L. Имиджер давал изображения с пространственным разрешением ~ 25 км на один пиксель. Всего был проанализирован тридцать один имидж в рассматриваемом временном промежутке. Для флуктуаций свечения в центральных областях имиджей строились логарифмические диаграммы [Abry et al., 2000] в диапазоне масштабов 50-400 км, из наклона которых определялся индекс масштабирования аА. На рис.4 показано поведение индекса аАво времени. Можно видеть, что временная эволюция индекса ад обнаруживает качественное сходство с эволюцией индексов ал (рис. 2 ) и «е (рис.З): мелкомасштабным структурам требуется некоторое время, чтобы перейти в режим кластеризации, который затем продолжается 2-3 минуты (“быстрая” стадия), после чего процесс практически выходит на насыщение, сопровождаясь более медленными вариациями аА(“медленная” стадия). 4. Выводы 1. Продемонстрировано качественное сходство временной динамики характеристик масштабирования когерентных альвеновских структур, полученных в численном моделировании, и авроральных возмущений, наблюдаемых в начале взрывной фазы суббури. 2. Полученное соответствие может являться аргументом в пользу того, что причиной аврорального структурирования на начальной стадии брейкапа является альвеновская турбулентность, развивающаяся в ближней магнитосфере. Работа поддержана Программой 22 Президиума РАН «Фундаментальные проблемы исследований и освоения Солнечной системы». Список литературы Abry P., Flandrin P., Taqqu M.S., and Veitch D. Wavelets for the analysis, estimation and synthesis of scaling data, in: Self-Similar Network Traffic and Performance Evaluation, 2000 . 57