Оценки параметров западного аврорального электроджета во время сильных суббурь

А. Петрукович; Петрукович А. А.; М. Евдокимова; Евдокимова М. А.; С. Апатенков; Апатенков С. В.

doi:10.31857/S0023420622700029

Оценки параметров западного аврорального электроджета во время сильных суббурь

Authors: Петрукович А.¹, Евдокимова М.¹, Апатенков С.²
Affiliations:
1. Институт космических исследований РАН
2. Санкт-Петербургский государственный университет
Issue: Vol 61, No 4 (2023)
Pages: 267-276
Section: Articles
URL: https://rjmseer.com/0023-4206/article/view/672626
DOI: https://doi.org/10.31857/S0023420622700029
EDN: https://elibrary.ru/LUMRFQ
ID: 672626

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

Продолжается разработка простой “прямоугольной” модели западного аврорального электроджета, основанной на наблюдениях магнитного поля вдоль разреженной меридиональной цепи станций в полярной зоне. Модель имеет три параметра: две границы и постоянную плотность электрического тока. Работа модели показана на примере суббурь, наблюдаемых на цепочке станций CARISMA (англ. Canadian Array for Realtime Investigations of Magnetic Activity). Был введен дополнительный параметр, позволяющий менять меридиональный профиль тока от прямоугольного к колоколообразному, но его влияние на работу модели оказалось слабым. В заключение проведено сравнение оценок полной силы электроджета, полученных по этой модели, с оценками суббуревого токового клина, полученными по среднеширотным станциям. Обе оценки имеют схожие амплитуды и изменяются согласованно в течение развития взрывной фазы суббури. Величины тока в определенные моменты времени могут различаться в два раза, но схожие различия наблюдаются и для других моделей западного аврорального электроджета. Последнее предполагает, что реальная геометрия тока электроджета и тока клина могут значительно отличаться от используемых относительно простых моделей.

References

Amm O., Viljanen A. Ionospheric disturbance magnetic field continuation from the ground to the ionosphere using spherical elementary current systems // Earth Planets Space. 1999. V. 51. Iss. 6. P. 431–440.
Chapman S., Bartels J. Geomagnetism. London: Oxford University Press, 1940.
Evdokimova M.A., Petrukovich A.A. Estimation of westward auroral electrojet current with magnetometer chain data // Ann. Geophys. 2020. V. 38. Iss. 1. P. 109–121.
Johnsen M.G. Real-time determination and monitoring of the auroral electrojet boundaries // J. Space Weather Space Clim. 2013. V. 3. Iss. A28.
Hazewinkel M. Encyclopedia of Mathematics: Supplement. Germany. Berlin; Heidelberg: Springer Science and Business Media, 1997.
Horning B.R., McPherron R., Jackson D.D. Application of linear inverse theory to a line current model of substorm current systems // J. Geophys. Res. 1974. V. 79. Iss. 34. P. 5202–5210.
Ganushkina N.Yu., Liemohn M.W., Dubyagin S. Current Systems in the Earth’s Magnetosphere // Reviews of Geophysics. 2018. V. 56. Iss. 2. P. 309–332.
Kotikov A.L., Latov Yu.O., Troshichev O.A. Structure of auroral electrojets by the data from a meridional chain of magnetic stations // Geophysica. 1987. V. 23. Iss. 2. P. 143–154.
Mann I.R., Milling D., Jonathan Rae I. et al. The upgraded CARISMA magnetometer array in the TH-EMIS era // Space Sci. Rev. 2008. V. 141. Iss. 1. P. 413–451.
McPherron R.L., Russell C.T., Kivelson M.G. et al. Substorms in space: The correlation between ground and satellite observations of the magnetic field // Radio Sci. 1973. V. 8. Iss. 11. P. 1059–1076.
Mersmann U., Baumjohann W., Küppers F. et al. Analysis of an eastward electrojet by means of upward continuation of ground-based magnetometer data // J. Geophys. 1979. V. 45. Iss. 1. P. 281–298.
Mishin V.M. The magnetogram inversion technique and some applications // Space Sci. Rev. 1990. V. 53. Iss. 1–2. P. 83–163.
Newell P.T., Sotirelis T., Wing S. Diffuse, monoenergetic, and broadband aurora: The global precipitation budget // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. Iss. A9. Art. ID. A09207.
Newell P., Gjerloev J. Evaluation of SuperMAG auroral indices as indicators of substorms and auroral power // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. Iss. A12. Art. ID. A12211.
Петров В.Г. Моделирование индукции в проводящей земле при исследовании динамики полярных электроструй // Geomagnetism and Aeronomy. 1982. Т. 22. № 1. С. 159–161.
Popov V.A., Papitashvili V. O., Watermann J.F. Modeling of equivalent ionospheric currents from meridian magnetometer chain data // Earth Planets Space. 2001. V. 53. P. 129–137. https://doi.org/10.1186/bf03352370
Sergeev V.A., Vagina L.I., Elphinstone R.D. et al. Comparison of UV optical signatures with the substorm current wedge as predicted by an inversion algorithm // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. Iss. A2. P. 2615–2627.
Старков Г.В. Математическая модель авроральных границ // Геомагнетизм и аэрономия. 1994. Т. 34. № 3. С. 331–336.
Untiedt J., Baumjohann W. Studies of polar current systems using the IMS Scandinavian magnetometer array // Space Sci. Rev. 1993. V. 63. Iss. 3–4. P. 245–390.
Viljanen A., Hakkinen L. IMAGE magnetometer network in Satellite-Ground Based Coordination Sourcebook / edited by Lockwood M., Wild M.N. Opgenoorth H.J. Eur. Space Agency Spec. Publ. 1997. ESA SP-1198. P. 111–117.
Vorobjev V.G., Yagodkina O.I., Katkalov Yu.V. Auroral Precipitation Model and its applications to ionospheric and magnetospheric studies // J. Atm. S-Terr. Phys. 2013. V. 102. P. 157–171. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2013.05.007