2 Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения

Околополуденное авроральное свечение на высоких широтах
В.Л. Зверев 1, В.Г. Воробьев 1, Я.И. Фельдштейн 2.
1 Полярный геофизический институт, Апатиты, Россия
2 Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн, Троицк, Россия
Оптические наблюдения полярных сияний меридиональным сканирующим фотометром (MSP),
телевизионной камерой всего неба (TV–камера) на ст. Баренцбург (BAB; Ф´=75.2°, MLT=UT+2.4) и
одновременные наблюдения вторгающихся частиц спутниками DMSP F12-F16 использованы для
исследования связи дневных полярных сияний с плазменными структурами вторгающихся частиц. Детально
исследованы два события, когда орбиты спутников пересекали дневную авроральную зону от полярной
границы мантии до диффузной зоны.
(1). 22 декабря 2003 г. одновременные наблюдения полярных сияний и вторжений авроральных
частиц на спутнике DMSP F16 проводились в интервале 09:01–09:04 UT.
Особое внимание обращалось на положение аврорального свечения во время пересечения высокоширотных
плазменных доменов в магнитосфере: мантии (МА), каспа (CU) и низкоширотного граничного слоя (LLBL)
в 09:01:30–09:02:30 UT. Такие события достаточно редки, так как пролеты спутников DMSP происходят со
скважностью ~102 мин, а наблюдения за свечением в области каспа возможны только вблизи зимнего
солнцестояния в интервале 08–11 UT. Анализ спектрограммы электронов и ионов вдоль траектории пролёта
спутника и спектров вторгающихся частиц показал, что положение границы между мантией и каспом,
определённым автоматическим методом APL, необходимо сместить на более высокие широты (~0.4º). Дуга
полярного сияния в 09:02:05 UT в предположении высоты 240 км проектируется на геомагнитную широту ~
73º. Её положение хорошо совпадает с положением границы мантия – касп. В 09:01 UT. отношение
интенсивностей эмиссий 630.0/557.7 в дуге равно 4, что соответствует средней энергии высыпающихся
электронов ~0.2 keV. Спектры с максимумом на этих энергиях наблюдаются по DMSP на приполюсном крае
электронных высыпаний. Согласно этим данным высота дуги должна быть ~250 км.
(2). 8 декабря 2000 г. одновременные наблюдения полярных сияний и вторгающихся частиц по
данным спутника DMSP F13 проводились в 08:10:47–08:21:31 UT. Траектория спутника пересекала поле
зрения TV камеры вблизи Z станции и проходила практически вдоль геомагнитной параллели E-W.
Полярные сияния в 08:12:00 UT располагались широкой полосой в области Z ст. BAB. В проекции на
поверхность Земли они находились в пределах плазменных областей магнитосферы: мантия - касп – LLBL –
касп - LLBL, которые были определены автоматическим методом APL, и чередуются через небольшие
интервалы широт. Полярные сияния имели слабо выраженную лучистую или волокнистую структуру. На
основе анализа реальных спектров вторгающихся электронов и ионов предложена другая идентификация
доменов вдоль траектории DMSP F13: мантия, касп, LLBL.
Вывод. Автоматический метод APL для определения границ плазменных доменов в дневном секторе
требует корректировки по реальным спектрам вторгающихся частиц. Полярные сияния наблюдаются в
области границы вторжения частиц мантия/касп на высотах ~250 км.