Physics of auroral phenomena : proceedings of the 36th Annual seminar, Apatity, 26 February – 01 March, 2013 / [ed. board: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2013. - 215 с. : ил., табл.

СРАВНЕНИЕ ГРАНИЦ И ПЛОЩАДИ ПОЛЯРНОЙ ШАПКИ, ОПРЕДЕЛЕННЫХ НА ОСНОВЕ ТЕХНИКИ ИНВЕРСИИ МАГНИТОГРАММ, ИЗОБРАЖЕНИЙ ПОЛЯРНЫХ СИЯНИЙ И МГД-МОДЕЛИРОВАНИЯ Ю.А. Караваев1, В.М .Мишин \ С.Б. Лунюшкин1, У. Сухбаатар2, А. В. Моисеев 3, Д.Ш . Ширапов4 1 Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия 2Исследовательский центр астрономии и геофизики МАИ, Улаан-Баатар, Монголия 3 Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН, Якутск, Россия 4 Восточно-Сибирский государственный технологический университет, Улан-Удэ , Россия Аннотация. Выполнено сравнение границ и площади полярной шапки (ПШ), полученных двумя независимыми методами по данным пяти моментов бури 24.09.1998. Первый метод основан на наземных магнитных измерениях, обработанных с помощью техники инверсии магнитограмм (ТИМ) второй - на измерениях UV эмиссии на борту s/c Polar. Абсолютное среднеквадратичное отклонение (RMS) широты границ, полученных первым и вторым методом - менее 2°, отношение RMS к средней широте ПШ - менее 3%. Вычислены также значения магнитного потока ¥ через ПШ, полученные каждым методом. RMS разностей двух названных значений ¥ - менее 2 %. 1. Введение Доли хвоста магнитосферы - две связки магнитных силовых линий, которые замыкаются в солнечном ветре (СВ). Каждая связка содержит магнитный поток 4M3S, где В= бООООнТ - магнитное поле в полярной шапке (ПШ), S - площадь одной из двух ПШ, пересекаемая потоком 'Р. Известен ряд независимых способов определения границ и площади ПШ [e.g., Stern and Alekseev, 1988; Mishin et al., 1992; 2001; 2013; Maltsev and Ostapenko, 2004; Shukhtina et al., 2004; 2005; Milan et al., 2003; 2007]. Определив границу ПШ и площадь S, вычисляют *Р. Поток электромагнитной энергии из СВ в магнитосферу есть e'=C-tP12V, где С - эмпирическая постоянная, V - скорость СВ, - переменная часть полного потока *Р, создаваемая суммарным действием процессов пересоединения на магнитопаузе, в ближнем и дальнем хвосте [e.g., Mishin and Falihammar, 1998; Milan, 2008]. Полный поток 'Р='Р,+Ч/0, где значение 'Р в спокойное время перед рассматриваемым возмущением. Три производные по времени от 'Р, и % все имеют разный физический смысл. В частности, dxP1/dt=0.5(UD+UN)=Upc, где UD и UN - скорости пересоединения на дневной магнитопаузе и в дальнем хвосте, соответственно, a UPC - разность потенциалов на границе ПШ [ Siscoe and Huang, 1985; Cowley and Lockwood, 1992]. Можно видеть, что поток 'Р и его компоненты 'Р, и % , входят в ряд немногих ключевых параметров физики магнитосферы. Поэтому, нахождению из данных наблюдений границы ШП, параметров 'Р, % и ¥ 0, и изучению их динамики в ходе магнитосферных возмущений посвящена обширная литература [e.g., Craven and Frank, 1987; Newell et al., 1997; Kauristie et al., 1999; Baker, 2000; Clauer et al., 2001; Zhou et al., 2001; Milan et al., 2007]. Эти факты определяют мотивацию и основную задачу настоящей статьи. Задача сводится к сравнению результатов нового метода определения границы ПШ и магнитного потока 'Р на основе техники инверсии магнитограмм (ТИМ) [Mishin, 1990; 2001; 2013], с соответствующими данными от UVI images. Последние были получены на борту s/c Polar [Ostgaard and Mende, et al., 2006], использованы ранее в работах Clauer et al., [2001] и Zhou et al., [2001]. 2. Методы UVI images, использованные в настоящем кратком сообщении, взяты из статьи Zhou et al. [2001] и показаны в верхней панели Рис. 1. Распределение UVI эмиссии, кодированное цветными тонами представлено в магнитной системе координат с центром в магнитном полюсе. В нижней панели даны в той же системе координат карты распределения в 2D ионосфере плотности продольных токов (nT=FACs), вычисленные на основе ТИМ. Красные изолинии (черные) соответствуют продольному току, втекающему downward (вытекающему upward) из ионосферы. На картах распределения UVI показаны две границы. Синяя сплошная линия - граница UV эмиссии, соответствующая уровню -2 0 photons cm-2 s'1 в области выше этой границы, и пунктирная черная линия - по данным высокоширотной сети наземных магнитометров с помощью ТИМ. Приведены также значения коэффициента сжатия ПШ, X, и значения *Р, полученные двумя методами. “Physics o f Auroral Phenomena", Proc. XXXVI Annual Seminar, Apatity, pp. 29 - 32, 2013 © Kola Science Centre, Russian Academy of Science, 2013 VYyl j Polar Geophysical Institute 29