Волновая структура магнитных бурь

• Автор: Козырева, Ольга Васильевна
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 313 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Магнитные бури, суббури и пульсации (Обзор)

1.1. Низкочастотные волновые явления в околоземном пространстве

1.2. Магнитные бури и пульсации

1.3. Длиннопериодные геомагнитные пульсации в высоких широтах

1.4. Взаимодействие низкочастотных пульсаций Рс5/РгЗ с энергичными частицами и КНЧ-ОНЧ излучениями
1.5. Эффекты возмущений «космической погоды» в вариациях атмосферного электрического поля

1.6. Разработка и применение нового волнового УНЧ индекса

ГЛАВА 2. Исследование волновой структуры разных фаз

магнитных бурь
2.1. Геомагнитные возмущения диапазона Рс5 начальной фазы магнитных бурь
2.1.1 Геомагнитные пульсации начальной фазы магнитных бурь, вызванных подходом к Земле межпланетных магнитных облаков
2.1.2 Бухтообразные магнитные возмущения после £С и сопровождающие их геомагнитные пульсации
2.1.3 Глобальные Рс5 пульсации в начальную фазу магнитной бури при большом динамическом давлении солнечного ветра и Вг>
- Возбуждение колебаний диапазона Рс5 в турбулентном пограничном слое магнитопаузы
2.1.4 Геомагнитные пульсации диапазона Рс5-б на низких и экваториальных широтах
2.2. Г еомагнитные возмущения главной фазы больших магнитных бурь
2.2.1. Пространственно-временная динамика геомагнитных пульсаций ПЗ и Рс5 во время экстремальных магнитных бурь
2.2.2. Геомагнитные возмущения в главную фазу сверхсильной магнитной бури
2.3. Геомагнитные возмущения восстановительной фазы больших магнитных бурь

2.3.1. Проникновение пульсаций Рс5 на необычно низкие широты во время восстановительной фазы суперсилыюй магнитной бури
2.3.2. Интенсивные квазимонохроматических наземные Рс5 геомагнитные пульсации в восстановительную фазу супербури
- Утренние Рс5 пульсаций и суббури на ночной стороне
- Глобальное распределение Рс5 волновой активности
2.3.3. Дневные колебания в восстановительную фазу сильной магнитной бури
2.3.4. Суббури и Рс5 пульсации в восстановительную фазу сильной магнитной бури
2.3.5. Возможные механизмы генерации глобальных Рс5 пульсаций в восстановительную фазу сильных магнитных бурь
2.4. Выводы к ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. Специфические геомагнитные пульсации в высоких
широтах
3.1. Длиннопериодные геомагнитные пульсации в высоких широтах
3.1 Л. Связь динамики геомагнитных пульсаций в каспе с началом
суббури на ночной стороне
- Влияние знака Ву ММП на прекращения пульсаций грс1 в каспе с началом суббури
3.1.2. Длиннопериодные пр пульсации в области дневного полярного каспа
3.1.3. Пульсации 1рс1, Рс5 и Р13 в высоких широтах
3.1.4. Сопряженность длиннопериодных пульсаций в высоких широтах
- Северо-южная асимметрия геомагнитных пульсаций 1рс1 на широтах каспа в спокойных и слабо возмущенных условиях
3.1.5. Возможные механизмы генерации длиннопериодных пульсаций в высоких широтах
3.2 Геомагнитные пульсации РсЗ-4 на широтах полярного каспа
3.2.1. Эффекты УС в возбуждении геомагнитных пульсаций (/ре/, РсЗ-4) на широтах полярного каспа/клефта
3.2.2. Высокоширотные геомагнитные пульсации диапазона Рс4, вызванные подходом к Земле межпланетного магнитного облака
3.2.3 Является ли касп источником среднеширотных РсЗ пульсаций?

3.3 Выводы к ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. Взаимодействие низкочастотных пульсаций Рс5/Р!3 с
энергичными частицами и КНЧ-ОНЧ излучениями
4.1 Высыпания энергичных электронов и полярные пульсации Рс5/Р
4.1.1 Утренние Рс5 пульсации в геомагнитном поле и риометрическом поглощении
4.1.2 Утренние геомагнитные пульсации, высыпание энергичных частиц и ОНЧ излучения в начальную фазу магнитной бури
4.1.3. Высокоширотные геомагнитные возмущения и ОНЧ излучения в начальную фазу рекуррентной магнитной бури
4.1.4. Длинноперидные геомагнитные пульсации и пульсации в риометрическом поглощении в восстановительную фазу сильной магнитной бури
4.1.5. Рс5 геомагнитные пульсации, пульсирующие высыпания частиц и ОНЧ хоры
4.1.6. Высыпания энергичных электронов и геомагнитные пульсации Р13 в полярных широтах
4.2 Взаимодействие УНЧ пульсаций с КНЧ-ОНЧ излучениями
4.2.1 КНЧ-ОНЧ шумовые излучения в высоких широтах
4.2.2 Модуляция всплесков КНЧ-излучений геомагнитными пульсациями диапазона РсЗ-4 на широтах дневного каспа
4.2.3 Квазипериодические ОНЧ излучения, ОНЧ хоры и геомагнитные пульсации Рс
4.2.4 КНЧ полярные хоры и магнитные бури
4.3 Выводы к ГЛАВЕ
ГЛАВА 5. Эффекты возмущений «космической погоды» в
вариациях атмосферного электрического поля
5.1 Связь суббурь и длиннопериодных геомагнитных пульсаций с вариациями
атмосферного электрического поля
5.1.1 Утренние полярные суббури и вариации атмосферного электрического
поля в полярных широтах

Глобальная атмосферная электрическая цепь замыкается через высокоширотную ионосферу, следовательно, на состояние и вариации атмосферного электрического поля большое влияние могут оказывать магнитосферные и ионосферные возмущения. Наиболее четко это проявляется в полярных и авроральных широтах [Olson, 1971; Апсен и др., 1988; Michnowski et al., 1991; Belova et al., 2001; Frank-Kamenetsky et al., 2001; Никифорова и др., 2003; Клейменова и др., 1998, 2010]. Связь вариаций атмосферного электрического поля с магнитными возмущениями известна давно [Treier, 1961; Rao, 1970; Olson,1971]. Анализ индивидуальных событий [Бандилет и др., 1982, 1986; Апсен и др., 1988] позволил установить ряд зависимостей возмущений градиента потенциала атмосферного электрического поля (Ez) на разных широтах с солнечно-магнитосферными процессами и авроральными суббурями. Наиболее ярко эти зависимости проявляются в высоких широтах. Низкий уровень аэрозольной загрязненности и устойчивые температурные инверсии в приземном слое в полярных широтах способствуют значительному подавлению турбулентных конвективных токов, что позволяет с большей уверенностью, чем в средних широтах, выделять возможный вклад магнитосферных источников в вариации атмосферного электричества.
Вариации вертикальной компоненты атмосферного электрического поля (Ez), измеренной на наземных станциях, показывают состояние глобальной электрической цепи. В высоких широтах, эти токи находятся под сильным воздействием вариаций солнечного ветра и межпланетного магнитного поля. В работах [Rycroft et al. 2011, 2012] обсуждаются механизмы взаимодействия глобальной атмосферной электрической цепи и нижней тропосферы. Различные эффекты солнечного ветра, проявляющиеся в геомагнитных явлений, могут оказывать влияние на поведение атмосферного электрического поля [например, Sao, 1967; Michnowski, 1998; Rycroft et al., 2000; Tinsley, 2000; Frank-Kamenetsky, 2001; Singh et al., 2005]. Таким образом, атмосферное электричество, играет важную роль в атмосфере Земли и околоземном космическом пространстве (например, Burns et al., 1998; Rycroft et al., 2000, Singh et al., 2005; Rycroft, 2006). Детали физических механизмов этого взаимодействия до сих пор не понятны. Физическая основа влияния солнечного ветра на атмосферное электричество в высоких широтах отмечалась некоторыми авторами [например, Michnowski, 1998;]. Модельные расчеты [например, Park, 1976; Tinsley, 2000] показали, что крупномасштабные горизонтальные электрического поля ионосферы могут проникать глубоко в атмосферу и изменить значения вертикального атмосферного электрического поля (Ez), измеренного на поверхности Земли.
В высоких широтах на фоне унитарной вариации Ez с максимумом вблизи 18-20 UT наблюдаются флюктуации, вызванные солнечной и геомагнитной активностью [например, Sao, 1967; Olson, 1971; Park, 1976; Бандилет и др., 1986; Апсен и др., 1988; Michnowski et al., 1991]. В работах [D'Angelo et al., 1982; Tinsley and Heeiis, 1993; Frank-Kamenetsky et al., 1999, 2001] было