Physics of auroral phenomena : proceedings of the 40th annual seminar, Apatity, 13-17 March, 2017 / [ed. board: N. V. Semenova, A. G. Yahnin]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2017. - 143 с. : ил., табл.

*Physics o f Auroral Phenomena ”, Proc. XL Annual Seminar, Apatity, pp. 46-49, 2017 © Polar Geophysical Institute, 2017 Polar Geophysical Institute ЗАВИСИМОСТЬ ВЫСЫПАНИЙ ЭНЕРГИЧНЫХ ПРОТОНОВ ЭКВАТОРИАЛЬНЕЕ ГРАНИЦЫ ИЗОТРОПИИ ПОТОКОВ ОТ ГЕОМАГНИТНОЙ АКТИВНОСТИ Н.В. Семенова1, А.Г. Яхнин1, Т.А. Яхнина1, А.Г. Демехов1’2 1Полярный геофизический институт, Апатиты 2Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород Аннотация. Построены распределения вероятности наблюдения высыпаний энергичных протонов, связанных с ионно-циклотронной (ИЦ) неустойчивостью, в зависимости от АЕ-индекса геомагнитной активности. Эти высыпания регистрируются низкоорбитальными спутниками в зоне, где потоки энергичных частиц анизотропны. Показано, что при росте геомагнитной активности от слабой (АЕ<100 нТл) до умеренной (100<АЕ<300 нТл) вероятность наблюдения высыпаний в дневной области за геостационарной орбитой (где наблюдаются максимальные значения вероятности наблюдения) растет, а при высокой активности (АЕ>300 нТл) - уменьшается. Высказано предположение, что это является следствием двух конкурирующих факторов: 1) роста потока энергичных протонов в результате инжекций частиц во внутреннюю магнитосферу во время возмущений, и 2) уменьшения радиального градиента потока частиц, также связанного с инжскциями. Первый фактор ведет к росту инкремента ИЦ неустойчивости, а второй — к его уменьшению за счет уменьшения поперечной анизотропии в дневном секторе, которая вызвана расщеплением дрейфовых оболочек и поэтому зависит от радиального градиента потока частиц. В работе [ Семенова и др., 2017] построено глобальное распределение интенсивности протонных высыпаний, которые наблюдаются к экватору от границы изотропных потоков. Согласно общепринятому представлению, такие протонные высыпания обусловлены развитием ИЦ неустойчивости в приэкваториальной магнитосфере [например, Yahnin and Yahnina, 2007]. Особенностью распределения, полученного в работе [Семенова и др., 2017] является то, что наибольшая вероятность наблюдения таких высыпаний (~20%) находится во внешней магнитосфере на дневной стороне. Это согласуется со статистикой наблюдений ионно-циклотронных волн в магнитосфере. Максимум вероятности наблюдений ЭМИЦ волн (~10-20%) также находится на дневной стороне на больших расстояниях от Земли (за геостационарной орбитой- 6.6 R e ) [Anderson et al., 1992; Usanova et al., 2012; Keika et al., 2013]. На расстояниях 3-5 R e (в области плазмопаузы) вероятность наблюдения ЭМИЦ волн и протонных высыпаний приблизительно на порядок меньше. Сходство распределений ЭМИЦ волн и протонных высыпаний подтверждает предположение об их общем источнике — ионно-циклотронной неустойчивости, которая развивается в приэкваториальной магнитосфере при наличии поперечной анизотропии температур энергичных ионов [Сагдеев, Шафранов, 1960; Kennel and Petscheck, 1966; Cornwall etal., 1970]. Дневной максимум в распределении вероятности наблюдения ЭМИЦ волн и высыпаний протонов естественно связать с наличием на дневной стороне магнитосферы области повышенной анизотропии энергичных протонов [например, Usanova et al., 2012]. Такая область может образоваться в результате расщепления дрейфовых оболочек, которое происходит в асимметричном магнитном поле магнитосферы [Shabansky, 1965; Roederer, 1967; Sibeck etal., 1987]. Частицы с разными питч-углами, стартующие на ночной стороне из одной точки, дрейфуют в магнитном поле Земли по разным дрейфовым оболочкам. Частицы, которые на ночной стороне имели бблыпие питч-угаы, на дневной стороне оказываются на больших расстояниях от Земли. При наличии отрицательного радиального градиента концентрации горячих протонов на ночной стороне это приводит к формированию на дневной стороне, на достаточно больших расстояниях от Земли области поперечной анизотропии энергичных заряженных частиц. Асимметрия магнитного поля обусловлена постоянно существующим динамическим давлением солнечного ветра. Рост давления приводит к росту асимметрии и, как следствие, к увеличению области поперечной анизотропии энергичных частиц на дневной стороне и к росту самой анизотропии. Соответственно на дневной стороне растет вероятность наблюдения ЭМИЦ волн [Usanova et al., 2012] и высыпаний протонов [Семенова и др., 2017]. Кроме зависимости от динамического давления солнечного ветра, авторы работы [Usanova et al., 2012] рассмотрели зависимость вероятности наблюдения ЭМИЦ волн от геомагнитной активности. Сделан вывод, что вероятность наблюдения ЭМИЦ волн в дневной магнитосфере увеличивается с ростом геомагнитной активности. В данной работе мы рассмотрим аналогичную зависимость для высыпаний энергичных протонов и сопоставим полученные результаты с результатами работы [Usanova et al., 2012]. Введение 46