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.
Н.В. Семенова и др. Вероятность наблюдения протонных высыпаний внутри зоны анизотропных потоков максимальна (~ 20%) в послеполуденном секторе MLT и уменьшается в вечерние и утренние часы. В околополуденном секторе протонные всплески занимают большую широтную область и чаще всего локализуются за пределами геосинхронной орбиты. Протонные высыпания наблюдаются и в ночные часы, что отчетливо видно на распределении, построенном в логарифмическом масштабе, однако их вероятность не превышает 2%. В ночном секторе MLT высыпания энергичных протонов располагаются внутри геосинхронной орбиты. Найденные протонные всплески покрывают все секторы MLT. Полученная статистическая картина согласуется с долготным распределением числа событий протонных высыпаний (как ЛВЭП, так и дневных) к экватору от ГИ, полученным в работе [Яхнина и Яхнин, 2014] для отдельной бури 18-29 ноября 2003 г. 00 MLT 00 MLT Рисунок 2. Распределение вероятности наблюдения высыпаний энергичных протонов экваториальнее ГИ в проекции на экваториальную плоскость в линейном (а) и логарифмическом (б) масштабах. Черной жирной линией показано положение геосинхронной орбиты (L= 6.6). Обсуждение. Поскольку предполагается связь высыпаний протонов к экватору от ГИ с ЭМИЦ волнами, интересно сопоставить полученное распределение вероятности наблюдения высыпаний с глобальным распределением ЭМИЦ волн в магнитосфере. О последнем, в отличие от глобальной статистики протонных высыпаний, в литературе имеется несколько публикаций. Так, в работе [Usanova et al., 2012) анализируются измерения спутника THEMIS. Usanova et al. [2012] показали, что максимум вероятности наблюдения (~ 10%) ЭМИЦ волн находится секторе 12-21 MLT и, преимущественно, на больших /„-оболочках (за пределами геосинхронной орбиты). Глобальное распределение вероятности наблюдения ЭМИЦ волн на L=3-9 для частот выше и ниже локальной гирочастоты Не+, построенное по данным спутника АМРТЕ/ССЕ, представлено в работе Keika et al.. [2013]. Это исследование также показало послеполуденный максимум вероятности наблюдения ЭМИЦ волн за геостационарной орбитой. Величина этого максимума составила 25% в полосе между экваториальными значениями гирочастот протонов и ионов гелия (Не+) и < 10% в полосе ниже гирочастоты Не+. Послеполуденный максимум вероятности наблюдения ЭМИЦ волн был обнаружен в более ранней работе [Anderson et al., 1992], в которой использовались данные с этого же спутника, но за более короткий интервал наблюдений. В работе [Fraser and Nguyen, 2001] по данным спутника CRRES также отмечено наличие послеполуденного максимума вероятности наблюдения ЭМИЦ волн в экваториальной магнитосфере и уменьшение вероятности наблюдений в ночные часы. Таким образом, сопоставление морфологии ЭМИЦ волн в экваториальной магнитосфере с полученным нами пространственным распределением протонных высыпаний демонстрирует их подобие и подтверждает связь протонных высыпаний с развитием ИЦ неустойчивости. Развитие ИЦ неустойчивости в дневном секторе на больших расстояниях от Земли связано, очевидно, с наличием здесь существенной поперечной анизотропии горячих протонов [Wang et al., 2013]. Повышенная поперечная анизотропия энергичных протонов на дневной стороне, по-видимому, обусловлена расщеплением дрейфовых оболочек [Roederer, 1967]. Это явление возникает в асимметричном магнитном поле Земли при наличии радиального градиента потока протонов. Инжектированные на ночной стороне и дрейфующие по азимуту энергичные протоны с большими питч-углами окажутся на дневной стороне на большем расстоянии от Земли, нежели частицы с малыми питч-углами. Еще одним механизмом, ответственным за повышенную поперечную анизотропию на дневной стороне, является движение энергичных протонов по т.н. орбитам Шабанского [McCollough et al., 2012]. Этот эффект связан с тем, что магнитное поле на дневной стороне может иметь два минимума напряженности магнитного поля вдоль силовой линии из-за поджатия магнитосферы солнечным ветром. Вследствие этого нарушается второй адиабатический инвариант, и дрейфовая оболочка разветвляется на две зоны в южном и северном полушарии, формируя области повышенной поперечной анизотропии [Shabansky, 1971]. Эффекты расщепления дрейфовых оболочек и движения частиц по орбитам Шабанского в развитии поперечной анизотропии сильнее проявляются при высоком динамическом давлении солнечного ветра. С 33
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz