Алексеева Л.М., Кшевецкий С.П. «Вертикальные токовые слои в солнечной хромосферной плазме с эффектом Холла. Численное моделирование» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 5, с. 547-561 (2019)

Путем численного решения 2D МГД-задачи (с постоянством физических величин вдоль прямых горизонтальных магнитных силовых линий) исследованы последствия поступления магнитного поля из нижележащих слоев в верхнюю хромосферу Солнца. Хромосферная плазма считается столкновительной, учитывается ее джоулева диссипация и теплопроводность; учтен также эффект Холла. Начальное магнитное поле характеризуется значением β=1.5 и соответствует направленному вверх токовому слою конечной толщины. Выявлены случаи, когда совместная эволюция магнитного поля и плазмы приводит к формированию очень тонкого вертикального токового слоя, из которого по вертикали вниз истекает поток плазмы. Процесс оказался типичным для достаточно больших высот, где влияние эффекта Холла на эволюцию магнитного поля начинает превосходить влияние сноса поля из-за (частичной) вмороженности силовых линий. Образовавшийся тонкий токовый слой затем прекращает свое существование под действием пинчевых неустойчивостей (перетяжечной и/или изгибной). Пересоединение силовых линий не проявляет себя в условиях данного численного эксперимента из-за принятого постоянства физических величин (в том числе, скорости) на силовой линии. Соответственно, в природе описанные процессы следует рассматривать как альтернативные или дополнительные по отношению к обычно рассматриваемым сценариям пересоединения.

Кропоткин А.П. «Крупномасштабные вариации в ионных потоках в центральной части плазменного слоя и на его границе» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 5, с. 562-568 (2019)

Результаты, получаемые при многоспутниковых одновременных наблюдениях в геомагнитном хвосте, на небольших удалениях ∼ в двух близко расположенных областях внутри плазменного слоя геомагнитного хвоста и на границе этого слоя, указывают на кинетическую природу процессов в плазме геомагнитного хвоста. Наблюдаемая картина одновременных возмущений в ионных потоках и в их анизотропии возникает из-за присутствия тонкого кинетического токового слоя в хвосте. Он расположен на удалениях, больших, чем области наблюдений в таком эксперименте. Как было показано ранее, тонкий токовый слой, вложенный в более толстый плазменный слой, является важнейшей составной частью магнитоплазменной структуры, отвечающей процессу магнитного пересоединения в хвосте магнитосферы. Соответственно, те кинетические структуры, которые наблюдаются в таком эксперименте, оказываются проявлением типичного возмущения, отвечающего магнитному пересоединению на больших удалениях.

Птицына Н.Г., Данилова О.А., Тясто М.И., Сдобнов В.Е. «Влияние параметров солнечного ветра и геомагнитной активности на вариации жесткости обрезания космических лучей во время сильных магнитных бурь» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 5, с. 569-577 (2019)

Рассчитана корреляция вариаций жесткостей геомагнитного обрезания ΔR с межпланетными параметрами и Dst-индексом геомагнитной активности во время шести сильных и одной умеренной бури 23-го и 24-го солнечных циклов. Значения ΔR вычислялись с использованием двух методов: (1) метода спектрографической глобальной съемки, при котором определение жесткостей обрезания R_сгс базируется на наблюдательных данных сети нейтронных мониторов и (2) метода, при котором для определения жесткостей обрезания R_эф численно рассчитываются траектории частиц в модельном магнитном поле магнитосферы. В целом результаты, полученные двумя методами, хорошо согласуются между собой. Наибольшее влияние на ΔR оказывает Dst-индекс геомагнитной активности. При этом корреляция увеличивается с ростом интенсивности бури. Чувствительность ΔR к межпланетным параметрам сильно отличается для разных бурь. Наиболее геоэффективным межпланетным параметром оказалась скорость солнечного ветра V. Существенная антикорреляция ΔR и V прослеживается почти для всех бурь. Корреляция R_сгс с Bz-компонентом межпланетного магнитного поля наблюдается только для двух бурь, 7–14.11.2003 г. и 7–8.11.2004 г., для которых абсолютная величина Bz достигала очень высоких значений (≡–50 нТл). В то же время довольно высокая корреляция ΔR_эф с Bz была получена для большинства бурь. Азимутальная компонента межпланетного поля By и динамическое давление солнечного ветра P практически не обнаруживают связи с ΔR.

Степанов А.Е., Халипов В.Л., Кобякова С.Е., Котова Г.А. «Результаты наблюдений дрейфов ионосферной плазмы в области поляризационного джета» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 5, с. 578-581 (2019)

По данным доплеровских измерений на субавроральной ионосферной станции Якутск впервые обнаружены новые, ранее неизвестные, динамические явления во время развития поляризационного джета. Проведенное исследование горизонтальных и вертикальных скоростей дрейфов ионосферы выявило, что в периоды наблюдения поляризационного джета пик вертикальной компоненты скорости не всегда совпадает с пиком горизонтальной составляющей. Скорости горизонтального дрейфа плазмы составляют, в среднем, ∼300–600 м/с (есть события со скоростями 900–1000 м/с). Скорости вертикальной составляющей дрейфа, также в среднем, составляют 30–50 м/с (есть события со скоростями 100–150 м/с). По результатам анализа наземных ионосферных данных установлено, что все события с развитием поляризационного джета над Якутском подразделены равномерно на 4 ситуации, где первая ситуация – это когда значения вертикальных скоростей в полосе поляризационного джета достигали максимума одновременно с горизонтальными скоростями. В двух других ситуациях времена пиков вертикальных скоростей сдвинуты в обе стороны от реперного времени на ±1 ч, a в последнем случае вертикальные скорости имеют равнозначные пики по обе стороны от пиковых значений горизонтальных скоростей.

Воробьев В.Г., Ягодкина О.И., Антонова Е.Е. «Ионное давление на границах авроральных высыпаний и его связь с динамическим давлением солнечного ветра» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 5, с. 582-593 (2019)

Данные спутника DMSP F7 за 1986 г. использованы для изучения поведения ионного давления на границах авроральных высыпаний. Рассмотрено 7489 пролетов спутника в ночном секторе авроральной зоны, в том числе более 5000 пролетов в секторе 21:00–24:00 MLT. Величина ионного давления определялась как среднее значение, полученное за 5 с наблюдений, что соответствует расстоянию в ∼40 км на участках траектории спутника, примыкающих к границам высыпаний. Показано, что при всех уровнях магнитной активности давление плазмы на границах авроральных высыпаний почти линейно возрастает с ростом динамического давления солнечного ветра (P_sw). Распределение давления в зависимости от MLT указывает на то, что даже при низком уровне геомагнитной активности границы высыпаний, в том числе и граница изотропизации, не являются изобарами. Давление плазмы максимально в секторе 22–24 MLT и уменьшается как в утреннюю, так и в вечернюю стороны. Получено широтное положение границ высыпаний и давления плазмы на границах в периоды всех фаз среднестатистической суббури интенсивностью в максимуме AL=–410 нТл. Построен широтный профиль ионного давления относительно границы изотропизации (ГИ) в начале фазы развития суббури. Показано, что с увеличением динамического давления наблюдается не только значительный рост давления плазмы на границах авроральных высыпаний, но и изменение широтного положения самих границ. С ростом P_sw широта приполюсной границы овала увеличивается, в то время как широта экваториальной границы уменьшается. Несмотря на значительное расширение области высыпаний, широтный градиент давления между границами овала даже в спокойные периоды (средние AL=–18 нТл, ММП B_z=+1.4 нТл) при отсутствии каких-либо возмущений в авроральной зоне увеличивается примерно в 2 раза от 0.06 до 0.12 нПа/град.

Данилов А.Д., Константинова А.В. «Ионосферные предвестники геомагнитных бурь. 1. Обзор проблемы» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 5, с. 594-606 (2019)

Обсуждается проблема появления возмущений параметров ионосферного слоя F2 до начала геомагнитной бури. Показано, что во многих исследованиях обнаружены возмущения (существенные отклонения от спокойных условий) как критической частоты foF2, так и полного содержания электронов в столбе ионосферы TEC за несколько часов, а иногда даже за двое суток до момента SC (внезапного начала бури). Амплитуды указанных возмущений в среднем составляют 30–60%, но в отдельных случаях могут превышать 100%. Возможны отклонения от спокойных условий обоих знаков, но гораздо чаще встречаются положительные предбуревые возмущения foF2 и TEC.

Петленко А.В. «Особенности распределений холловских токов и магнитного поля пульсаций диапазона РС4» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 5, с. 607-617 (2019)

Распределения интенсивностей и направлений холловских токов в ионосфере определены по заданным значениям координат и интенсивностей продольных токов. На примере распределений, вычисленных для трех продольных токов, показано, что совпадение вблизи точек их проекций особенностей поля холловских токов и магнитного поля на поверхности Земли объясняется индукционным характером формирования холловских токов. Это позволяет оценивать число, положение и интенсивности продольных токов по экспериментально построенным распределениям поля магнитных пульсаций при условии, что расстояния между источниками больше высоты ионосферы. Приведенное решение уравнений силовых линий и изолиний интенсивности холловских токов показывает, что локально дуги этих кривых порождаются парой эквивалентных продольных токов.

Лебедь О.М., Федоренко Ю.В., Маннинен Ю., Клейменова Н.Г., Никитенко А.С. «Моделирование прохождения аврорального хисса от области генерации к земной поверхности» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 5, с. 618-627 (2019)

Разработана численная модель распространения аврорального хисса от области генерации к земной поверхности, предназначенная для интерпретации результатов наземных высокоширотных ОНЧ-наблюдений. Модель включает в себя модули, описывающие статистические свойства электростатических свистовых волн, генерируемых за счет черенковского резонанса на высотах порядка 6–20 тыс. км, распространение этих волн в магнитосфере до области верхней ионосферы (ниже 5 тыс. км), заполненной мелкомасштабными неоднородностями электронной концентрации, рассеяние электростатических волн на этих неоднородностях в конус прохождения и дальнейшее распространение волн через нижнюю ионосферу к земной поверхности. Результаты моделирования согласуются с результатами наблюдений.

Спивак А.А., Рябова С.А. «Геомагнитные вариации при падении метеоритов» Геомагнетизм и аэрономия, 59, № 5, с. 655-665 (2019)

Анализируются результаты инструментальных наблюдений вариаций магнитного поля Земли, выполненных в ряде обсерваторий международной сети INTERMAGNET и в Геофизической обс. Михнево ИДГ РАН в периоды падения метеоритов. На примерах Витимского (24.09.2002 г.), Челябинского (15.02.2013 г.), Румынского (07.01.2015 г.), Бурятского (25.10.2016 г.), Хакаксского (06.12.2016 г.), С.-Петербургского (11.09.2017 г.) и Липецкого (21.06.2018 г.) событий показан геомагнитный эффект падающих космических тел. Отмечается, что эффект имеет нелокальный характер, возникает одновременно и наблюдается на расстояниях до 7000 км от места падения космического тела. Установлена слабая зависимость амплитуды наведенных геомагнитных вариаций от расстояния до места события. Полученные данные могут представлять интерес при верификации теоретических и расчетных моделей геофизических процессов, сопровождающих падение метеоритов.