Космические исследования, 2020, T. 58, № 2, стр. 89-102

Экстремальные продольные токи во время магнитных бурь 24-го солнечного цикла: март 2015 г. и сентябрь 2017 г.

Р. Ю. Лукьянова *

Институт космических исследований РАН
г. Москва, Россия

* E-mail: r.lukianova@gcras.ru

Поступила в редакцию 22.04.2019
После доработки 09.09.2019
Принята к публикации 19.09.2019

Аннотация

Представлены характеристики продольных токов (ПТ), полученные из наблюдений спутников SWARM во время двух сильных магнитных бурь 16–19.III.2015 г. и 6–9.IX. 2017 г. Бури сопровождались суббурями большой интенсивности. Спутники пересекали вечерний, полуденный, пред- и после полуночный секторы MLT. Показано, что изменения плотности ПТ и широтного положения экваториальных границ ПТ контролируются как развитием бури, так и в значительной степени – суббуревой активностью. На пике суббури средние плотности втекающих и вытекающих ПТ, достигают 3–4 μА/м2, в то время как невозмущенный уровень составляет около 0.2 μА/м2. Минимальная широта экваториальных границ ПТ ограничена 50° MLat. Крупномасштабные ПТ состоят из мелкомасштабных нитевидных структур с высокой плотностью тока, которые всегда присутствуют в наблюдениях SWARM. Мелкомасштабные пиковые токи с плотностью 50–100 μА/м2 появляются в периоды общего повышения плотности во время активации суббурь. Локальные повышения концентрации и температуры электронов, показывают, что токовая структура может быть связана с мезомасштабной дискретной авроральной дугой.

DOI: 10.31857/S0023420620020077

Список литературы

  1. Iijima T., Potemra T.A. The amplitude distribution of field-aligned currents at northern high latitudes observed by Triad // J. Geophys. Res. 1976. V. 81. № 13. P. 2165–2174. https://doi.org/10.1029/JA081i013p02165

  2. Lui A.T.Y. Current disruption in the Earth’s magnetosphere: Observations and models // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. P. 13067–13088.

  3. Weimer D.R. Maps of ionospheric field-aligned currents as a function of the interplanetary magnetic field derived from Dynamics Explorer 2 data // J. Geophys. Res. 2001. V. 106. P. 2889–12902.

  4. Papitashvili V.O., Christiansen F., Neubert T. A new model of field-aligned currents derived from high-precision satellite magnetic field data // Geophys. Res. Lett. 2002. V. 29. № 14. P. 1683. https://doi.org/10.1029/2001GL014207

  5. Wang H., Luhr H., Ma S.Y. et al. Field-aligned currents observed by CHAMP during the intense 2003 geomagnetic storm events // Ann. Geophys. 2006. V. 24. P. 311–324. SRef-ID:1432-0576/ag/2006-24-311

  6. Anderson B.J., Korth H. Saturation of global field aligned currents observed during storms by the Iridium satellite constellation // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2007. V. 69. P. 166–169.

  7. Lukianova R., Hanuise C., Christiansen F. Asymmetric distribution of the ionospheric electric potential in the opposite hemispheres as inferred from the SuperDARN observations and FAC-based convection model // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2008. V. 70. P. 2324-2335. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2008.05.015

  8. Neubert T., Christiansen F. Small-scale, field-aligned currents at the top-side ionosphere // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30. № 19. P. 2010. https://doi.org/10.1029/2003GL017808

  9. Dunlop M.W., Yang Y.-Y., Yang J.-Y. et al. Multispacecraft current estimates at Swarm // J. Geophys. Res. Space Phys. 2015. V. 120. https://doi.org/10.1002/2015JA021707

  10. Juusola L., Kauristie K., Vanhamaki H. et al. Comparison of auroral ionospheric and field-aligned currents derived from Swarm and ground magnetic field measurements // J. Geophys. Res. Space Phys. 2016. V. 121. P. 9256–9283. https://doi.org/10.1002/2016JA022961

  11. McGranaghan R.M., Mannucci A.J., Forsyth C. A comprehensive analysis of multiscale field-aligned currents: Characteristics, controlling parameters, and relationships // J. Geophys. Res. Space Phys. 2017. V. 122. P. 11931–11960. https://doi.org/10.1002/2017JA024742

  12. Ritter P., Lühr H. Curl-B technique applied to Swarm constellation for determining field-aligned currents // Earth Planets Space. 2006. V. 58. № 4. P. 463–476.

  13. SWARM Level 2 Processing System Consortium. D-etailed Processing Model (DPM) FAC (Tech. Rep. SW-DS-GFZ-GS-0002): Swarm Level 2 Processing System, 2012.

  14. Milan S.E., Cowley W.H., Lester M. et al. Response of the magnetotail to changes in the open flux content of the magnetosphere // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. https://doi.org/10.1029/2003JA010350

  15. Aikio A.T., Lakkala T., Kozlovsky A., Williams P.J.S. Electric fields and currents of stable drifting auroral arcs in the evening sector // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. A12. P. 1424. https://doi.org/10.1029/2001JA009172

  16. Elphic R.C., Bonnell J.W., Strangeway R.J. et al. The auroral current circuit and field-aligned currents observed by FAST // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. P. 2033–2036.

  17. Janhunen P., Olsson A., Amm O., Kauristie K. Characteristics of a stable arc based on FAST and MIRACLE observations // Ann. Geophys. 2000. V. 18. P. 152–160.

  18. Wu J., Knudsen D.J., Gillies D.M. et al. Swarm Observation of Field-Aligned Currents Associated With Multiple Auroral Arc Systems // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2017. V. 122. P. 10145–10156. https://doi.org/10.1002/2017JA024439

  19. Meng C.I. Dynamic Variation of the Auroral Oval During Intense Magnetic Storms // J. Geophys. Res. 1984. V. 89. P. 227–235.

  20. Lukianova R., Kozlovsky A. Dynamics of polar boundary of the auroral oval derived from the IMAGE satellite data // Cosmic Res. 2013. V. 51. V. 1. P. 46–53.

Дополнительные материалы отсутствуют.