Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Москва, Россия
Москва, Россия
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Геофизический Центр РАН
Москва, Россия
Москва, Россия
Рассмотрены вариации магнитного поля в диапазоне 4–12 Гц в верхней ионосфере и на Земле. Исследуется наземный отклик на когерентные на двух спутниках SWARM колебания вблизи и выше высокочастотной границы номинального диапазона геомагнитных пульсаций Pc1. Для анализа наземных колебаний используются данные сети магнитометров CARISMA. Большая часть колебаний в ионосфере регистрируется на геомагнитных широтах выше 65°, т. е. от авроральной зоны до области полярного каспа-клефта. Колебания на тех же частотах фиксируются на авроральных и субавроральных наземных станциях на расстояниях от 1500 до 3000 км до проекции спутника. Определенные из наблюдательных данных значения отношения RGI амплитуды колебаний на Земле к амплитуде в ионосфере сравниваются со значениями, рассчитанными для альфвеновского пучка конечного радиуса, падающего на квазиреальную ионосферу [Fedorov et al., 2018]. Радиальное распределение RGI зависит от частоты колебаний и высотного распределения ионосферных параметров, которое определяется в основном сезоном и местным временем. Наиболее вероятные значения RGI лежат в диапазоне от 10–3 до 10–1. Показано, что определенные из измерений значения RGI согласуются с расчетными для радиуса падающего пучка в несколько сотен километров.
ионосфера, геомагнитные пульсации, ионно-циклотронные волны
1. Дженкинс Г., Ваттс Д. Спектральный анализ и его приложения. Вып. 2. М.: Мир, 1972. 287 с.
2. Ермакова Е.Н., Яхнин А. Г., Яхнина Т.А. и др. Спорадические геомагнитные пульсации на частотах до 15 Гц в период магнитной бури 7-14 ноября 2004 года: Особенности амплитудных и поляризационных спектров и связь с ионно-циклотронными волнами в магнитосфере. Известия вузов. Радиофизика. 2015. Т. 58, № 8. С. 607-621.
3. Поляков С.В., Рапопорт В.О. Ионосферный альфвеновский резонатор. Геомагнетизм и аэрономия. 1981. T. 21, № 5. C. 610-614.
4. Ягова Н.В., Федоров Е.Н., Пилипенко В.А. и др. Колебания геомагнитного поля в диапазоне 2.5-12 Гц в F-слое ионосферы по данным спутников SWARM. Солнечно-земная физика. 2023. Т. 9, № 1. С. 37-50. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-91202305.
5. Allen R.C., Zhang J.-C., Kistler L.M., et al. A statistical study of EMIC waves observed by Cluster: 1. Wave properties. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2015. Vol. 120. P. 5574-5592. DOI:https://doi.org/10.1002/2015JA021333.
6. Belyaev P.P., Bosinger T., Isaev S.V., et al. First evidence at high latitude for the ionospheric Alfvén resonator. J. Geophys. Res. 1999. Vol. 104. P. 4305-4318.
7. Bilitza D., Reinisch B. International Reference Ionosphere. Improvements and new parameters. Adv. Space Res. 2008. Vol. 42. P. 599-609. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2007.07.048.
8. Emmert J.T., Drob D.P., Picone J.M., et al. NRLMSIS 2.0: A whole-atmosphere empirical model of temperature and neutral species densities. Earth and Space Science. 2020. Vol. 8. e2020EA001321. DOI:https://doi.org/10.1029/2020EA001321.
9. Engebretson M.J., Posch J.L., Westerman A.M., et al. Temporal and spatial characteristics of Pc1 waves observed by ST5. J. Geophys. Res. 2008. Vol. 113. A07206. DOI: 10.1029/ 2008JA013145.
10. Fedorov E.N., Pilipenko V.A., Engebretson M.J., Hartinger M.D. Transmission of a magnetospheric Pc1 wave beam through the ionosphere to the ground. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2018. Vol. 123. P. 3965-3982. DOI: 10.1029/ 2018JA025338.
11. Hedin A.E., Reber C.A., Newton G.P., et al. A global thermospheric model based on mass spectrometer and incoherent scatter data MSIS. 2. Composition. J. Geophys. Res. 1977. Vol. 82. P. 2148-2156. DOI:https://doi.org/10.1029/JA082i016p02148.
12. Le G., Chi P.J., Strangeway R.J., Slavin J.A. Observations of a unique type of ULF wave by low altitude Space Technology 5 satellites. J. Geophys. Res. 2011. Vol. 116. A08203. DOI:https://doi.org/10.1029/2011JA016574.
13. Mann I.R., Milling D.K.,•Rae I.J., et al. The upgraded CARISMA magnetometer array in the THEMIS era. Space Sci Rev. 2008. Vol. 141. P. 413-451. DOI:https://doi.org/10.1007/s11214-008-9457-6.
14. Olsen N., Friis-Christensen E., Floberghagen R., et al. The Swarm satellite constellation application and research facility (SCARF) and Swarm data products. Earth Planets Space. 2013. Vol. 64. P. 1189-1200. DOI:https://doi.org/10.5047/eps.2013.07.001.
15. Papitashvili V.O., Papitashvili N.E., King J.H. Magnetospheric geomagnetic coordinates for space physics data presentation and visualization. Adv. Space Res. 1997. Vol. 20. P. 1097-1100. DOI:https://doi.org/10.1016/S0273-1177(97)00565-6.
16. Rème H., Aoustin C., Bosqued J.M., et al. First multispacecraft ion measurements in and near the Earth’s magnetosphere with the identical Cluster ion spectrometry (CIS) experiment. Ann. Geophys. 2001. Vol. 19. P. 1303-1354. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-19-1303-2001.
17. Vines S.K., Allen R.C., Anderson B.J., et al. EMIC waves in the outer magnetosphere: Observations of an offequator source region. Geophys. Res. Lett. 2019. Vol. 46. P. 5707-5716. DOI:https://doi.org/10.1029/2019GL082152.
18. Yahnin A.G., Yahnina T.A., Frey H.U. Subauroral proton spots visualize the Pc1 source. J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. A10223. DOI:https://doi.org/10.1029/2007JA012501.
19. URL: https://swarm-diss.eo.esa.int/ (дата обращения 11 января 2023 г.).
20. URL: https://www.carisma.ca/about-carisma (дата обращения 11 января 2023 г.).
