Physics of auroral phenomena : proceedings of the 39th annual seminar, Apatity, 29 February-4 March, 2016 / [ed. board: N. V. Semenova, A. G. Yahnin]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2016. - 167 с. : ил., табл.

“Physics o f Auroral Phenom ena’’. Ргос. XXXIX Annual Sem inar. A patity, pp. 31-35, 2 0 1 6 © Polar Geophysical Institute, 2016 Polar Geophysical Institute ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ ВЫСЫПАНИЙ ЭНЕРГИЧНЫХ ПРОТОНОВ К ЭКВАТОРУ ОТ ГРАНИЦЫ ИЗОТРОПИИ ПО ДАННЫМ НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ СПУТНИКОВ Н.В. С ем енова1, Т.А. Я хнин а1, А .Г. Я хнин1, А.Г. Д ем ехо в1 2 1Полярный геофизическии институт , г. Апатиты 2Институт прикладной физики РАН, г. Ниж ний Н овгород e-mail: nadezhda.semenova@ gmail.com Аннотация. По данным спутника NOAA POES впервые построено глобальное распределение вероятности наблюдения высыпаний энергичных протонов (Е >30 кэВ) к экватору от границы изотропных потоков. Показано, что частота наблюдения протонных высыпаний внутри зоны анизотропных потоков максимальна в дневные часы на L= 6-9 и уменьшается в вечерние и утренние часы. Сопоставление полученных результатов о протонных высыпаниях с пространственным распределением вероятности наблюдения электромагнитных ионно-циклотронных (ЭМИЦ) волн в экваториальной магнитосфере демонстрирует их тесную взаимосвязь. Это подтверждает, что высыпания энергичных протонов к экватору от границы изотропии являются следствием развития ионно-циклотронной неустойчивости в экваториальной магнитосфере. Введение. В магнитосфере Земли можно выделить области с изотропным и анизотропным распределением потоков заряженных частиц по питч-углам. Границы этих областей зависят от сорта и энергии частиц. Изотропные потоки (включая потоки в конусе потерь) формируются на более высоких инвариантных широтах вследствие питч-углового рассеяния частиц в областях слабого магнитного поля с большой кривизной силовых линий [например, Sergeev et al., 1993]. Во внутренних областях магнитосферы движение частиц адиабатическое, а потоки частиц анизотропные (с пустым конусом потерь). Появление высыпающихся частиц к экватору от зоны изотропных потоков (границы изотропии, ГИ) обусловлено рассеянием частиц на волнах [например, Yahnina et al., 2003]. В частности, к эффективной диффузии протонов по питч-углам, которая приводит к заполнению конуса потерь, т.е. к высыпанию частиц, приводит их взаимодействие с электромагнитными ионно-циклотронными (ЭМИЦ) волнами. Генерация этих волн происходит при развитии ионно-циклотронной (ИЦ) неустойчивости, которая возникает вследствие поперечной анизотропии температур (Tj>T/j) энергичных протонов, характерной для внутренней магнитосферы. В работе [Yahnina et al., 2003] авторы рассматривали два типа локализованных (~ 1° широты) высыпаний энергичных (> 30 кэВ) протонов (ЛВЭП) к экватору от ГИ. Используя наблюдения низкоорбитального спутника NOAA, было показано, что высыпания первого типа наблюдаются преимущественно в утреннем секторе; кроме того, в наблюдениях отсутствуют протоны с меньшими энергиями (Е < 20 кэВ). Такие протоны в дальнейшем условно будем называть низкоэнергичными. Авторы работы [Yahnina et al., 2003] связали этот тип высыпаний с квазимонохроматическими геомагнитными пульсациями Pci. Высыпания второго типа содержат в спектрах низкоэнергичную компоненту, наблюдаются в вечерние и ночные часы и связаны с колебаниями убывающего периода (КУП или IPDP). И P ci, и КУП являются проявлениями магнитосферных ЭМИЦ волн в наземных наблюдениях. В целом, корреляция ЛВЭП с ЭМИЦ волнами была найдена почти в 100% событий. В работе [Ермакова и др., 2015] рассмотрен редкий случай регистрации геомагнитных пульсаций на частотах значительно выше обычного диапазона Pci, а именно, на частотах до 14 Гц. При этом также наблюдалась корреляция этих пульсаций с «анизотропными» высыпаниями энергичных протонов. Это событие имело место во время сильного геомагнитного возмущения и объясняется генерацией ЭМИЦ волн на необычно низких L оболочках. Недавно был выделен еще один, третий, тип высыпаний энергичных протонов внутри зоны анизотропных потоков - это протяженные по широте (> 2° широты) и долготе (несколько часов MLT) высыпания на широтах >65° на дневной стороне [Яхнина и Яхнин, 2014]. В работе [Яхнина и Яхнин, 2014] связь этих высыпаний с ЭМИЦ волнами не рассматривалась, но указания на то, что эти высыпания также являются результатом ИЦ неустойчивости следуют из результатов работ [Zhang et a l, 2008; Engebretson et al., 2015; Попова и др., 2010]. В указанных работах дневные протонные высыпания экваториальнее изотропной границы (определенные либо по данным спутников NOAA, либо по наблюдениям протонных сияний со спутника IMAGE) были сопоставлены с наблюдениями пульсаций диапазона Pci или с наблюдениями ЭМИЦ волн в магнитосфере. Таким образом, наблюдения протонных высыпаний к экватору от изотропной границы (как ЛВЭП, так и дневных) могут, по- видимому, служить удаленным индикатором развития ИЦ неустойчивости в магнитосфере, и, соответственно, 31