Иркутск, Россия
В работе обсуждаются особенности среднеширотного сияния типа great aurora во время экстремальной магнитной бури 11 февраля 1958 г., которое обладало необычными оптическими и спектральными характеристиками: очень большой интенсивностью эмиссии атомарного кислорода [OI] 630 нм (10⁵–10⁸ Рл) I₆₃₀ и необычно высоким отношением интенсивностей двух запрещенных линий кислорода [OI] 630 нм и 557.7 нм I₆₃₀/I₅₅₇.₇, достигавшим 10³–10⁴. В результате анализа динамики I₆₃₀ во время других экстремальных геомагнитных бурь, а также сопутствующих геофизических условий и физических процессов в ионосфере и магнитосфере Земли высказано предположение, что среднеширотные сияния типа great aurora формируются во время интенсивных суббурь на главных фазах магнитных бурь. Для интерпретации наблюдаемых особенностей среднеширотного сияния 11 февраля 1958 г. предлагается рассмотреть механизм селективного заселения уровня [OI] ¹D, в котором могут быть реализованы реакции резонансной перезарядки ионов кислорода O⁺(²D)+O(³P)→O⁺(⁴S)+O(³P, ¹D) и/или реакции столкновения атомов и молекул кислорода с возбужденными компонентами нечетного азота.
среднеширотные сияния, магнитные бури, полярное сияние 11 февраля 1958 г.
1. Гогошева Ц. Вклад N(2D) в возбуждение красной кислородной эмиссии. Бълг. геофиз. списание. 1979. Т. 5, № 1. С. 33–35.
2. Данилов А.Д. Реакция области F на геомагнитные возмущения (Обзор). Гелиогеофизические исследования. 2013. Вып. 5. С. 1–33.
3. Дашкевич Ж.В., Иванов В.Е. Анализ источников эмиссии 630.0 нм в полярных сияниях. Космические исследования. 2022. Т. 60, № 5. С. 368–376.
4. Дремухина Л.А., Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г. Различия в динамике асимметричной части магнитного возмущения в периоды магнитных бурь, индуцированных разными межпланетными источниками. Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60, № 6. С. 727–739. DOI:https://doi.org/10.31857/S0016794020060036.
5. Евлашин Л.С. Выдающееся полярное сияние 11/II 1958 г. Геомагнетизм и аэрономия. 1962. Т. 2, № 1. С. 74–78.
6. Золотухина Н.А., Полех Н.М., Михалев А.В. и др. Особенности эмиссий 630.0 и 557.7 нм в области главного ионосферного провала: 17 марта 2015 г. Солнечно-земная физика. 2021. Т. 7, № 3. С. 57–71. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-73202105.
7. Иевенко И.Б., Парников С.Г. Связь динамики SAR-дуги с суббуревой инжекцией по наблюдениям полярных сияний. Магнитосферные явления в окрестности плазмопаузы. Геомагнетизм и аэрономия. 2022. Т. 62, № 2. С. 171–188. DOI:https://doi.org/10.31857/S0016794022020092.
8. Михалев А.В. Среднеширотные сияния в Восточной Сибири в 1991–2012 гг. Солнечно-земная физика. 2013. Вып. 24. С. 78–83.
9. Михалев А.В. Среднеширотные сияния в 23–24-м солнечных циклах по данным наблюдений на юге Восточной Сибири. Солнечно-земная физика. 2019. Т. 5, № 4. С. 80–89. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-54201909.
10. Михалев А.В., Белецкий А.Б., Васильев Р.В. и др. Спектральные и фотометрические характеристики среднеширотного сияния во время магнитной бури 17 марта 2015 г. Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 4. С. 54–61. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-44201806.
11. Николаев А.В. Исследование токовой системы суббури по данным спутниковых измерений: диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук: 01.03.03. СПб., 2015. 150 с.
12. Трутце Ю.Л. Верхняя атмосфера во время геомагнитных возмущений. Полярные сияния и свечения ночного неба. М.: Наука, 1973. № 20. С. 5–22.
13. Тясто М.И., Птицына Н.Г., Веселовский И.С., Яковчук О.С. Экстремально сильная магнитная буря 2–3 сентября 1859 г. по архивным магнитным данным российской сети наблюдений. Геомагнетизм и аэрономия. 2009. Т. 49, № 2. С. 163–173.
14. Фишкова Л.М., Марцваладзе Н.М. О поведении эмиссии HI 656.3 нм и [OI] 630 нм верхней атмосферы во время магнитных бурь с внезапным началом. Геомагнетизм и аэрономия. 1985. Т. 25, № 3. С. 509–511.
15. Шефов Н.Н., Юрченко О.Т. Абсолютные интенсивности эмиссий полярных сияний, наблюдавшихся в Звенигороде. Полярные сияния и свечение ночного неба. 1970. № 18. С. 50–96.
16. Шефов Н.Н., Семенов А.И., Хомич В.Ю. Излучение верхней атмосферы — индикатор ее структуры и динамики. М.: ГЕОС, 2006. 741 с.
17. Шуйская Ф.К. Наблюдение полярного сияния 11.II. 1958 г. на ст. Рощино. Полярные сияния и свечение ночного неба. М.: Наука, 1967. № 13. С. 87–97.
18. Akasofu S.-I. The dynamic aurora. Scientific American. 1989. Vol. 260, iss. 5. P. 90–97.
19. Akasofu S.-I. Relationship between geomagnetic storms and auroral/magnetospheric substorms: Early studies. Review. Front. Astron. Space Sci. Sec. Space Phys. 2020. Vol. 7. P. 1–16. DOI:https://doi.org/10.3389/fspas.2020.604755.
20. Akasofu S., Chapman S. Large-scale auroral motions and polar magnetic disturbances – III: The aurora and magnetic storm of 11 February 1958. J. Atmos. Terr. Phys.1962. Vol. 24. P. 785–796. DOI:https://doi.org/10.1016/0021-9169(62)90199-X.
21. Berrilli F., Giovannelli L. The great aurora of 4 February 1872 observed by Angelo Secchi in Rome. J. Space Weather Space Clim. 2022. Vol. 12, 3. DOI: 10.1051/ swsc/2021046.
22. Dmitriev A., Yeh H.-C. Storm-time ionization enhancements at the topside low-latitude ionosphere. Ann. Geophys. 2008. Vol. 26. P. 867–876.
23. Hikosaka T. On the great enhancement of the line [OI] 6300 in the aurora at Niigata on February 11, 1958. Rep. Ionosp. Res. Japan. 1958. Vol. 12, no. 4. P. 469–471.
24. Kataoka R., Uchino S., Fujiwara Y., et al. Fan-shaped aurora as seen from Japan during a great magnetic storm on February 11, 1958. J. Space Weather Space Clim. 2019. Vol. 9, A16. DOI:https://doi.org/10.1051/swsc/2019013.
25. Knipp D.J., Bernstein V., Wahl K., Hayakawa H. Timelines as a tool for learning about space weather storms. J. Space Weather Space Clim. 2021. Vol. 11, 29. DOI:https://doi.org/10.1051/swsc/2021011.
26. Mahadevan P., Roach F.E. Mechanism for the auroral emission of OI (6300 Å). Nature. 1968. Vol. 220. P. 150–152. DOI:https://doi.org/10.1038/220150B0.
27. Manring E.R., Pettit H.B. Photometric observations of the 5577 Å and 6300 Å emissions made during the aurora of February 10–11, 1958. J. Geophys. Res. 1959. Vol. 64, no. 2. P. 149–153. DOI:https://doi.org/10.1029/JZ064i002p00149.
28. Rassoul H.K., Rohrbaugh R.P., Tinsley B.A. Low-latitude particle precipitation and associated local magnetic disturbance. J. Geophys. Res. 1992. Vol. 97, iss. A4. P. 4041–4052. DOI:https://doi.org/10.1029/91JA03028.
29. Rassoul H.K., Rohrbaugh R.P., Tinsley B.A., Slater D.W. Spectrometric and photometric observations of low-latitude aurorae. J. Geophys. Res. 1993. Vol. 98, no. A5. P. 7695–7709. DOI:https://doi.org/10.1029/92JA02269.
30. Rees M.H., Luckey D. Auroral electron energy derived from ratio of spectroscopic emissions. 1. Model computations. J. Geophys. Res. 1974. Vol. 79, iss. 34. P. 5181–5186.
31. Saiz E., Cid C., Guerrero A. The relevance of local magnetic records when using extreme space weather events as benchmarks. J. Space Weather Space Clim. 2021. Vol. 11, 35. DOI:https://doi.org/10.1051/swsc/2021018.
32. Sergeev V.A., Tsyganenko N.A., Smirnov M.V., et al. Magnetic effects of the substorm current wedge in a “spread-out wire” model and their comparison with ground, geosynchronous, and tail lobe data J. Geophys. Res. 2011. Vol. 116, A07218. DOI:https://doi.org/10.1029/2011JA16471.
33. Shiokawa K., Ogawa T., Kamide Y. Low-latitude auroras observed in Japan: 1999–2004. J. Geophys. Res. 2005. Vol. 110, iss. A5, A05202. DOI:https://doi.org/10.1029/2004JA010706.
34. Shiokawa K., Miyoshi Y., Brandt P.C., et al. Ground and satellite observations of low-latitude red auroras at the initial phase of magnetic storms. J. Geophys. Res. 2013. Vol. 118, no. 1. P. 256‒270. DOI:https://doi.org/10.1029/2012JA018001.
35. Solomon S.C., Hays P.B., Abreu V.J. The auroral 6300 Å emission: Observations and modeling. J. Geophys. Res. 1988. Vol. 93, no. A9. P. 9867–9882.
36. Tinsley B.A., Rohrbaugh R.P., Rassoul H., et al. Low-latitude aurorae and storm time current systems. J. Geophys. Res. 1986. Vol. 91, iss. A10. P. 11257–11269. DOI: 10.1029/ JA091iA10p11257.
37. Vallance J.A. Historical review of great aurora. Can. J. Phys. 1992. Vol. 70, iss. 7. P. 479–487. DOI:https://doi.org/10.1139/p92-083.
38. Wallace L. An analysis of spectrogram of the red aurora of February, 1958, in the wavelength range. Can. J. Phys. 1960. Vol. 38, no. 3. P. 453–457. DOI:https://doi.org/10.1016/0021-9169(59)90142-4.
39. URL: https://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/dst_realtime/index.html (дата обращения 25 января 2024 г.).
40. URL: http://ckp-angara.iszf.irk.ru (дата обращения 25 января 2024 г.).
