Physics of auroral phenomena : proceedings of the 37th Annual seminar, Apatity, 25 - 28 February, 2014 / [ed. board: A. G. Yahnin, N. V. Semenova]. - Апатиты : Изд-во Кольского научного центра РАН, 2014. - 125 с. : ил., табл.

МАГНИТНЫЕ БУРИ И РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ЗЕМЛИ J1.JT . Лазутин (НИИЯФ МГУ, e-mail: lll@srd.msu.ru) 1. Введение Структура радиационных поясов Земли задается конфигурацией магнитосферы и ее изменениями во время полярных и глобальных магнитных бурь. Вслед за падением напряженности магнитного поля и сжатием магнитосферы на главной фазе магнитной бури сжимается и внешний радиационный пояс, меняются потоки частиц, возникает асимметрия день-ночь и утро-вечер. Протонный пояс пополняется солнечными космическими лучами, возникают дополнительные пояса протонов и электронов. На рис. 1-1 приведена знакомая всем картина магнитосферы с ее основными доменами и на рис. 1-2 - радиальные профили протонов и электронов в спокойное время. Радиационных поясов три - один протонный и два электронных, внутренний и внешний с провалом между ними. Настоящий обзор отражает текущее состояние проблемы с уклоном на результаты и предпочтения автора там, где общее мнение еще не устоялось. Предполагается, что читатель владеет базовыми представлениями о магнитосфере, радиационных поясах и происходящих там процессах, что позволяет сократить объем обзора и сосредоточиться на последних результатах. 2. Магнитное поле Дипольное магнитное поле Земли под действием солнечного ветра искажается, поджимаясь с дневной стороны и вытягиваясь в хвост с ночной. Структура магнитосферы в спокойное время достаточно хорошо изучена и нет смысла на ней останавливаться. Во время магнитных бурь сохраняется та же форма, однако происходят изменения, существенные для понимания происходящих во время бури процессов, поэтому исследованию структуры возмущенной магнитосферы уделялось и уделяется большое внимание. Не останавливаясь на истории построения моделей магнитосферы, отметим, что в настоящее время наибольшей популярностью пользуются модели Цыганенко и модели Алексеева и их сотрудников [Tsyganenko 2002, Алексеев и Калегаев, 2008]. В основу моделей возмущенной магнитосферы заложено воздействие на магнитосферу четырех токовых систем, которые в итоге приводят к Dst-вариации - понижению Н- составляющей магнитного поля на экваторе: Dst = Вкт + Вх + Вмп + Вп. С правой стороны - последовательно кольцевой ток, токи хвоста, токи на магнитопаузе и продольные токи. Для определения вклада каждой из токовых систем используются экспериментально измеренные параметры - на кольцевой ток влияет Bz- компонента магнитного поля солнечного ветра и производное от нее крупномасштабное электрическое поле конвекции, давление солнечного ветра определяет токи на магнитопаузе, а токи хвоста и продольные токи определяются по АЕ индексу магнитной активности, так что в это понятие включаются токи авроральной магнитосферы, усиленные во время суббурь. Модели постепенно усложнялись, последние включают и параметры последействия основных аргументов и воздействие частичного и симметричного кольцевого тока по отдельности. Читатель может познакомиться подробнее с моделями по цитируемой литературе. Насколько теоретические модели соответствуют реальной конфигурации магнитосферы во время магнитной “Physics o f Auroral Phenomena'’, Proc. XXXVII A nnual Seminar, Apatity, pp. 29-37, 2014 © Kola Science Centre, Russian Academy of Science, 2014 29 N, част • см 2• с 1 10в 10' £,>40 08 104 ю2 >30 Май ^ООМэВ --- Я, ад. L Протоны Электроныс дневной стороны Земли Электроныс ночной стороны Земли 9 Рисунок 1-2. Радиальные профили радиационных поясов солнечный Рисунок 1-1. Основные домены магнитосферы Polar Geophysical Institute