Динаміка авроральних променів за телевізійними спостереженнями

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОФІЗИКИ імені С.І. СУББОТІНА

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Динаміка авроральних променів за телевізійними спостереженнями

Спеціальність: 04.00.22 - геофізика

Євтушевський Олександр Михайлович

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському національному університеті

ім. Тараса Шевченка

Науковий керівник

доктор фізико-математичних наук, професор

Дзюбенко Микола Іванович,

Київський національний університет ім. Тараса Шевченка,

професор кафедри астрономії та фізики космосу

Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник

Шуман Володимир Миколайович,

Інститут геофізики НАН України ім. С.І. Субботіна,

завідуючий відділом математичної геофізики;

кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник

Мусатенко Сергій Іванович,

Київський національний університет ім. Тараса Шевченка,

старший науковий співробітник Астрономічної обсерваторії

Провідна установа:

Головна астрономічна обсерваторія

Національної академії наук України, м. Київ

Захист відбудеться 25 грудня 2001 року о 10:00 годині

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.200.01

в Інституті геофізики НАН України ім. С.І. Субботіна за адресою:

03680 м. Київ-142, проспект Палладіна, 32

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту геофізики

НАН України ім. С.І. Субботіна за адресою:

03680 м. Київ-142, проспект Палладіна, 32

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дослідження. Вивчення навколоземного космічного простору стало важливою стороною практичної діяльності людини. Широкий комплекс наземних, ракетних і супутникових діагностичних засобів забезпечує нагромадження даних про фізичні умови в іоносфері і магнітосфері Землі. Поглиблення уявлень про характер іоносферно-магнітосферних зв'язків сприяло створенню загальної картини розвитку авроральної суббурі. Однак механізм цього явища в багатьох аспектах ще не розкритий і до числа актуальних задач на сьогодні відноситься докладне вивчення елементарних процесів суббур та отримання їх кількісних характеристик.

Полярні сяйва, як один з індикаторів стану магнітосфери і верхньої атмосфери, відбивають просторово-часовий розподіл частинок, що вторгаються в атмосферу, з властивим їм широким діапазоном енергій і інтенсивностей потоків. Для вивчення мікроструктури полярних сяйв успішно використовуються високочутливі телевізійні приймачі зображення: досліджено маломасштабні деформації авроральних дуг за спостереженнями в області магнітного зеніту [1-3]*; одержано дані про поперечні розміри авроральних структур [4], зокрема дуг [5], в тому числі і при наближенні до мінімально можливих значень їх ширини [6]; істотно розширено дані про динаміку пульсуючих сяйв, їхні висоти і зв'язки з геомагнітними збуреннями [7-10]; в експериментах з інжекцією електронних пучків в іоносфері зареєстровано і детально вивчено нові оптичні ефекти, якими супроводжувалось формування променів штучного полярного сяйва [11-13]. У той же час променисті форми полярних сяйв сучасними методами з високою просторовою та часовою роздільною здатністю досліджувались мало [4, 14, 15]. Недоcтатність експериментальних даних ускладнює вирішення питань походження променистої структури сяйв, стійкості електронних пучків, що рухаються в іоносферній плазмі, та розвитку локальних геомагнітних збурень при вторгненні в іоносферу інтенсивних структурованих електронних потоків.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота велась у відповідності з науковими темами, що виконувалися в Київському національному університеті ім. Тараса Шевченка на кафедрі астрономії та фізики космосу: 1) госпдоговірна тема 200-78 "Исследования солнечной короны. Оптические наблюдения в активных экспериментах в космосе", № держ. реєстрації 78046904 (1978-1980); 2) бюджетна тема "Солнечно-земные связи, солнечное радиоизлучение, физика и космогония комет как индикаторов межпланетного пространства и прошлого Солнечной системы", № держ. реєстрації 76045081 (1981); 3) госпдоговірна тема "Исследование искусственных геофизических образований и явлений в ионосфере Земли с помощью комплекса радиофизических и оптических средств ("Радон")", № держ. реєстрації 01820072687 (1982-1983); 4) бюджетна тема № 455 "Дослідження нестаціонарних процесів в іоносфері та магнітосфері Землі", № держ. реєстрації 0193U044513 (1992-1995); 5) бюджетна тема № 111 "Природні та штучні збурення в іоносфері", № держ. реєстрації 0194U018147 (1994-1996); 6) комплексна наукова програма з астрономії "Фізичні та метричні властивості Всесвіту, його походження та еволюція", № держ. реєстрації 0197U003061 (1997-2001).

Мета і задачі роботи. Мета роботи - визначення основних просторово-часових характеристик авроральних променів за матеріалами телевізійних спостережень.

Об'єкт досліджень - променисті структури полярних сяйв.

Предмет досліджень - динаміка променів полярного сяйва як протяжних світних об'єктів на висотах іоносфери, орієнтованих вздовж силових ліній геомагнітного поля.

Методи дослідження - оптичні спостереження променистих структур в полярних сяйвах з використанням високочутливої телевізійної апаратури (Полярна геокосмофізична обсерваторія Тіксі, Якутія, 1979 р.), позиційні вимірювання телевізійних зображень променів з застосуванням методів сферичної астрономії. Для досліджень променистих сяйв використано матеріали з архіву фотографічних спостережень в експедиціях кафедри астрономії в 1958-1961 рр. (Тіксі, Муостах), телевізійних спостережень у 1974 і 1976 рр. (Тіксі), телевізійні зображення променів штучного полярного сяйва, зареєстровані в космічних експериментах "Зарница" 1973 і 1975 рр. (космодром Капустин Яр), а також геомагнітні дані обсерваторії Тіксі.

Завдання роботи: 1. Визначити просторово-часові характеристики авроральних променів - розміри, яскравість, час існування, швидкість горизонтального дрейфу - та встановити співвідношення між ними.

2. Розробити методику вимірювань положень радіанта променистої корони полярного сяйва (аврорального зеніту) за телевізійними знімками, застосувати методику для обробки зображень корони і вивчити просторово-часову динаміку аврорального зеніту в умовах інтенсивної суббурі.

3. Підвищити точність вимірювань радіанта за телевізійними зображеннями променів штучного полярного сяйва в експериментах "Зарница" і визначити орієнтацію геомагнітних силових ліній у нічній середньоширотній незбуреній іоносфері.

Наукова новизна отриманих результатів. 1. Уперше телевізійним методом при граничній чутливості апаратури ~5Ч10-7 лк (пороговий потік 1.5Ч10-10 Вт/м2), з високою просторовою (~160 м) і часовою (до 0.1 с) роздільною здатністю, отримано експериментальний матеріал по динаміці променів в активних дугах і смугах полярних сяйв.

2. Вперше в інтервалі часу життя 0.1-10 с визначені швидкості дрейфу, розміри і відносні яскравості авроральних променів, знайдені взаємозв'язки цих параметрів, завдяки чому отримана нова кількісна інформація, що характеризує динаміку променів.

3. Досліджено характер міграцій радіанта променистої корони на часових масштабах від 1 с до 10 хв, як прояв геомагнітних збурень в області інтенсивних локальних вторгнень авроральних електронів і розвитку струмової системи суббурі. Вперше одержано оцінку поздовжнього струму в області променистої корони.

4. З вимірювань положень радіанта променів штучного полярного сяйва в експериментах "Зарница" визначено орієнтацію геомагнітних силових ліній в області інжекції електронних пучків з похибкою до ±1ў, не досягнутою в аналогах і прототипі цієї методики. Виявлено розбіжності між експериментальними і модельними значеннями геомагнітного схилення і нахилення на висотах іоносфери, де відсутні систематичні магнітні вимірювання.

Практичне значення одержаних результатів. 1. В динаміці авроральних променів досліджено особливості, які виявляються на маловивчених часових (0.1-10 с) і просторових (до сотень метрів) масштабах. Одержані експериментальні результати використовуються у теоретичних дослідженнях механізмів формування структури полярних сяйв.

2. Виконані вимірювання міграцій радіанта авроральної корони є свідченням можливості вивчення локальних геомагнітних збурень в області дискретних електронних вторгнень за наземними оптичними спостереженнями з одного пункту, а запропонована методика вимірювань може застосовуватись при комп'ютерній обробці великих масивів зображень корони. авроральний промінь іоносфера телевізійний

3. Результати визначення положень радіанта променів штучного полярного сяйва свідчать про придатність методики для уточнення орієнтації геомагнітних силових ліній в області висот 100 - 200 км, недоступних для регулярних магнітних вимірювань.

4. Розроблені методики вимірювань розширюють область досліджуваних авроральних процесів і можуть бути враховані при підготовці і проведенні спостережень дискретних форм сяйв, а також використані при обробці спостережного матеріалу.

Особистий внесок здобувача. 1. Участь в підготовці апаратури, розробці методики телевізійних спостережень променистих сяйв та їх проведенні [2].

2. Вимірювання кількісних просторово-часових характеристик авроральних променів за даними телевізійних спостережень, аналіз статистичних особливостей одержаних характеристик і визначення співвідношень між ними [1, 7, 14]. Розробка методики вимірювання міграцій радіанта променистої корони за телевізійними зображеннями, проведення позиційних вимірювань і аналіз динаміки радіанта [3, 5, 12].

3. Визначення критеріїв, що забезпечують підвищення точності вимірювань орієнтації геомагнітних силових ліній за наземними телевізійними спостереженнями променів штучного полярного сяйва поблизу магнітного зеніту; позиційні вимірювання, визначення радіанта променів і орієнтації силових ліній, порівняння з модельними елементами геомагнітного поля [4, 10].

4. Визначення яскравості променистих структур [6, 9, 13].

В інтерпретації результатів внесок автора однаковий із внеском співавторів. Самостійні дослідження викладені у [8, 11].

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень були повідомлені на Всесоюзних розширених семінарах по магнітосферно-іоносферних зв'язках (ПГІ: Мурманськ, 1983 р.; Апатити, 1986 р.), на 17-у Семінарі по полярних сяйвах і світінню нічного неба (ПГІ: Апатити, 1987 р.), на Міжнародному симпозіумі "Полярні геомагнітні явища" (Суздаль, 1986 р.), на нараді "Геофізичні явища в авроральній зоні" (Норильськ, 1988 р.), на міжнародному симпозіумі "Оптичні емісії середньої та верхньої атмосфери" (Болгарія, 1989 р.), на 19-й і 23-й міжнародних конференціях "Annual European Meetіng on Atmospherіc Studіes by Optіcal Methods" (Швеція, 1992 р., Київ, 1996 р), на 20-у Семінарі "Фізика авроральних явищ" (ПГІ: Апатити, 1997).

Публікації. По темі дисертації опубліковано 14 праць: 7 статей у наукових журналах, 2 статті у збірниках наукових праць, 1 а.с., 1 депонований рукопис та 3 тез.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, 4 розділів, висновку і списку літератури із 147 найменувань. Ілюстрацій - 69, таблиць - 4. Повний обсяг роботи 149 сторінок, з них 14 сторінок - список використаних джерел і 7 сторінок повністю заповнених рисунками і таблицею. Дисертація написана російською мовою.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрито актуальність, мету і наукову новизну роботи, методи досліджень і використані матеріали, а також дається загальна характеристика розділів.

У першому розділі розглянуто стан проблеми досліджень мікроструктури полярних сяйв, методику, апаратуру й основні результати телевізійних спостережень, які проводяться з 1963 року. В огляді увага приділена дослідженням просторових характеристик авроральних структур поблизу магнітного зеніту, спостереженням деформацій авроральних дуг, вимірюванням аврорального зеніту, а також експериментам з утворенням штучних полярних сяйв.

Телевізійним методом протягом останніх десятиліть отримано докладні дані про маломасштабні деформації авроральних дуг, ширину авроральних дуг, динаміку пульсуючих плям, характеристики штучних авроральних променів, створених шляхом інжекції електронних пучків в іоносферу. Систематичне ж вивчення променистих дуг і смуг полярних сяйв не проводилося. Одержані характеристики маломасштабних авроральних структур стосувалися переважно розподілу їх поперечних розмірів (відносно магнітного поля), тобто не відбивали динамічних процесів на малих просторових і часових масштабах. Вважалося, що виникнення променистих структур частково можна пов'язати з утворенням завитків і складок в тонколистовому висипанні авроральних електронів, хоча відомі дані про виникнення променів незалежно від деформацій у дугах. Але за будь-якого механізму формування променистих структур важливими є динамічні характеристики, які описували б поведінку променів, одного з найбільш активних елементів у структурі полярних сяйв і практично не досліджених.

Зв'язок орієнтації променів полярного сяйва з напрямком силових ліній геомагнітного поля встановлено ще в ХVІІI столітті. Пучок прискорених електронів, який рухається в магнітному полі, при вторгненні у верхні шари атмосфери збуджує світіння у формі променя полярного сяйва, який є своєрідним світловим індикатором напрямку силових ліній в області вторгнення. Співвідношення довжини і поперечного розміру променів сприятливе для визначення просторової орієнтації зайнятих ними магнітних силових трубок, особливо при використанні ефекту перспективного зближення віддалених кінців променів у короні. Короною названа форма полярного сяйва, яка утворюється з променів навколо магнітного зеніту. Вимірювання положень радіанта корони (аврорального зеніту) використовувалися в ХІХ-ХХ століттях при візуальних і фотографічних спостереженнях для визначення напряму магнітного поля на ділянках вторгнення пучків авроральних електронів. Порівняння положень аврорального зеніту з координатами магнітного зеніту, розрахованими для спокійних геомагнітних умов, дозволяє виявляти характер збурень локальних ділянок магнітного поля на висоті іоносфери у період суббурі. Можливості телевізійних приймачів у цьому напрямі практично не використані.

Прогалина в дослідженнях динаміки дискретних сяйв обумовлена більшим зосередженням сучасних наземних і супутникових вимірювань на глобальних проявах авроральних суббур, на поведінці великомасштабних форм полярних сяйв та на отриманні лише статистичних характеристик маломасштабних форм в області магнітного зеніту. Висновком огляду є важливість застосування сучасних приймачів зображень для вивчення активних променистих структур полярного сяйва як носіїв інформації про поведінку структурованих електронних потоків в період суббурі і про локальні геомагнітні збурення в ділянках їх взаємодії з іоносферою.

Другий розділ. У п. 2.1 приведено опис телевізійної системи, що застосовувалася для реєстрації полярних сяйв у Тіксі (27.02-24.03.79). Уперше з цією метою використовувався високочутливий суперізокон ЛИ804, який реєструє потік 7.4Ч10-10 Вт/м2 (при роздільній здатності на цьому рівні освітленості ~300 телевізійних ліній) і має граничний контраст 0.01. Поле зору телевізійної системи з об'єктивом "Юпітер-3" складало 25°ґ30°, цим забезпечувалась просторова роздільна здатність ~160 м на висоті 100 км. Часова роздільна здатність при фотографічній реєстрації зображень з екрана монітора кінокамерою - 0.1 с. Високі світлотехнічні характеристики суперізокона дозволили реєструвати низькі рівні поверхневої яскравості і контрастів в елементах тонкої структури сяйв. Наведені ілюстрації променистих структур демонструють, що якість зображень, одержаних з цим аналоговим приймачем зображень близько двадцяти років тому, не поступається якості зображень, одержаних з цифровими ПЗС-приймачами останніх поколінь.

У період спостережень проведена реєстрація променистих авроральних дуг і смуг, променистої корони в області магнітного зеніту (зокрема, у період вибухової фази інтенсивної суббурі 22.03.1979 р.) у діапазоні яскравостей I-IV IВС при рівні фонового світіння ~I IВС (~10-7 сб). Розроблені в цій роботі методики вимірювань і результати вивчення динаміки авроральних променів продовжують дослідження, які ведуться на кафедрі астрономії з 50-х років минулого сторіччя.

З вимірювань телевізійних знімків отримано просторово-часові характеристики променів в активних дугах і смугах полярного сяйва. Відзначено, що промениста структура сяйв не може бути зведена лише до деформацій (складок, вигинів, завитків) у листовому висипанні авроральних електронів, як стверджується в деяких роботах. Спостереження в області магнітного зеніту показують, що маломасштабні (0.2 - 1 км) квазіциліндричні авроральні промені можуть з'являтися як у результаті розпаду інтенсивних листових електронних потоків на відносно ізольовані пучки, так і без зв'язку з еволюцією листових висипань. Не виключена можливість активізації авроральних дуг і смуг з одночасним утворенням і деформацій, і власне променів, які відбивають пучкову структуру деформованого листового висипання. Підтвердженням цього є зареєстровані поблизу магнітного зеніту зображення променистих дуг.

У п. 2.2 і 2.3 аналізуються час життя t (0.2-10 с), швидкість горизонтального дрейфу v (0.5-20 км/с), довжина L (5-60 км), поперечний розмір D (0.5-8 км) і відносна яскравість J у трибальній шкалі, визначені для 188 променів. Висота нижнього краю приймалася 100 км. Приведені гістограми цих характеристик і співвідношення між ними.

У залежності t(v) виявлено тенденцію до зменшення максимально можливого часу життя променів при зростанні швидкості їхнього дрейфу (рис. 1). Цей результат важливий у зв'язку з проблемою взаємодії швидко дрейфуючого пучка електронів з іоносферною плазмою і, зокрема, із проблемою замикання струму пучка зворотними (компенсаційними) струмами.

Крім цієї особливості в динаміці променів виявлено також, що час їхнього життя зростає із збільшенням яскравості і ширини. На основі аналізу характеристик, пов'язаних з тривалістю існування променів, зроблено висновок, що стійкість пучка електронів, який формує авроральний промінь, значною мірою визначається ефективністю іонізації в області вторгнення і гальмування пучка. Значне локальне підвищення іоносферної провідності повільно дрейфуючими, більш інтенсивними і широкими променями сприяє замиканню струму пучка і, отже, його підтриманню.

Максимальну електронну концентрацію Nemax, яку створює дрейфуючий із швидкістю v^ пучок, можна оцінити (без врахування рекомбінації) із співвідношення:

Nemax Ј jeЕe D / e L v^,

де je - густина потоку електронів пучка, Еe - енергія електронів, D - горизонтальний розмір пучка у напрямі , e - енерговнесок пучка на одну іонізацію, L - висотна протяжність (напівширина) шару максимальної дисипації енергії пучка. З цього виразу видно, що із збільшенням v^ зменшується Nemax. Крім того, деструктивна дія поперечного дрейфу пучка на його стійкість менш помітна для потужних (великі jeЕe), широких (великі D) і коротких (малі L) променів. Це, загалом, підтверджується спостережними даними.

Відношення довжини променів до ширини обмежено значеннями 4 <L/D <20 (рис. 2). Вертикальна протяжність світіння в дискретних сяйвах визначається, головним чином, енергетичним спектром електронів, що вторгаються (скорочується із збільшенням долі високоенергійних електронів). Тому відношення L/D, зокрема його мінімальне граничне значення, може відбивати залежність діаметра пучків від жорсткості енергетичного спектра частинок: максимально можливий діаметр пучка зменшується із зростанням жорсткості електронів.

По зображеннях променистих дуг, зареєстрованих при сприятливих ракурсних умовах, визначено, що довжина дрейфуючих на схід променів за час їх життя зменшується. Причиною цього може бути збільшення жорсткості електронів при пересуванні на схід, що припускалося раніше за фотографічними спостереженнями протяжних авроральних дуг. Виявлена нами тенденція цікава тим, що простежується при горизонтальних зміщеннях променів Ј25 км і часові їхнього життя 1ё10 с. Крім того, встановлено, що впродовж ночі в інтервалі 22-04 LT середня ширина променів зменшується вдвічі (рис. 3). Це також може бути пов'язано із зростанням жорсткості електронних висипань.

В п. 2.4 приведені результати вивчення темних провалів на загальному фоні дискретних сяйв і дифузного світіння - авроральних дір (black aurora - "чорні сяйва") у формі волокон, променів, плям. Найглибші депресії поверхневої яскравості в дірах реєструються при спостереженні поблизу магнітного зеніту. Це вказує на орієнтацію області низького світіння уздовж силових ліній геомагнітного поля. Приведено фотометричні перетини авроральних дір розмірами 1-3 км.

Для кількісного визначення яскравості елементів полярного сяйва, у тому числі й авроральних дір, як фотометричні репери використано зображення зірок на телевізійних знімках. Найяскравіші деталі дискретних форм відповідали II - III IBC (~10-6 ч 10-5 сб), фонове світіння - І IBC (~10-7 сб). В межах авроральних дір, що спостерігалися в магнітному зеніті, поверхнева яскравість падала до Ј 5Ч10-8 сб, тобто ставала меншою за рівень світіння нічного неба, який звичайно реєструється в зоні сяйв у безмісячну ніч за спокійних геомагнітних умов. Зареєстровано випадки еволюції авроральних дір у близькі за формою яскраві елементи сяйва.

Можливою причиною утворення авроральних дір можуть бути локальні поздовжні електричні поля, що замикають електронне вторгнення. Такі поля, прискорюючи надтеплову частину електронів вгору, сприяють авроральній активізації на спряженому кінці магнітної силової трубки в протилежній півкулі. Спостереженнями раніше, наприклад, виявлено передранкове посилення аврораль-ної активності в момент сходу Сонця в магнітноспряженій іоносфері. Взаємозв'язок механізмів формування дискретних сяйв і авроральних дір, на нашу думку, необхідно вивчати з урахуванням ефектів магнітної спряженості авроральних явищ.

У третьому розділі викладені методика і результати вимірів положення радіанта променистої корони, зображення якої зареєстровані в інтервалі 14:36 - 14:46 UT під час інтенсивної суббурі 22.03.1979 р. Отримані дані використано для аналізу локальних геомагнітних збурень в області дискретних електронних потоків, що формують променисті авроральні структури.

Точка сходження променів корони (радіант, чи авроральний зеніт), як відзначалося в огляді, використовується для визначення середньої орієнтації силових ліній у магнітній трубці, що містить промені. Важливо, що напрямок магнітного поля на висотах іоносфери вимірюють у цьому випадку за оптичними спостереженнями з одного пункту. Напрям встановлюється за двома точками - координатами радіанта на небесній сфері і координатами пункту спостережень на поверхні Землі.

Телевізійна реєстрація променистої корони дозволяє вивчати просторово-часові варіації положень аврорального зеніту з високою часовою і просторовою роздільною здатністю. Вимірювання фотографічних знімків корони, які виконувалися раніше у різних країнах, базувалися на визначенні положення на небесній сфері кожного променя і знаходженні середнього для області сходження променів напрямку на авроральний зеніт з пункту спостережень. У цій роботі запропонована і реалізована методика вимірювання координат радіанта, яка полягає у використанні системи променів у цілому. Для цього в процедуру вимірювань введено тест у вигляді сітки ліній, які радіально розходяться з однієї точки. Суміщуючи такий ідеалізований аналог корони із системою променів у телевізійному зображенні корони, по центру сітки (із прив'язкою його положення до зірок) визначали координати радіанта. Методика дозволяє скоротити час обробки знімків, що має істотне значення при великій кількості телевізійних зображень. Середня похибка одного вимірювання положення радіанта становила ±0.3°. Це приблизно вдвічі менше, ніж при вимірюваннях прямих фотознімків корони. Крім того, методика дозволяє вивчати порушення радіальності променів у короні шляхом вимірювання положень радіанта в окремих її секторах. Ця методика є перспективною і в розрахунку на застосування методів комп'ютерної обробки зображень корони.

За вимірюваннями 158 положень радіанта в зазначеному часовому проміжку область міграцій радіанта займає ~2.2 кв. град. Середнє положення аврорального зеніту зміщене на 1.2° на південний захід відносно незбуреного магнітного зеніту на висоті 150 км (середній висоті променів), розрахованого по моделі MAП. Максимальна швидкість зміщення радіанта складала ~0.3? /с, що відповідає поперечним збуренням геомагнітного поля ~300 нТл/с. Амплітуда швидких міграцій радіанта зростає одночасно із збільшенням амплітуди короткоперіодичних коливань північної складової геомагнітного поля, які вимірювалися на поверхні Землі. Повільні міграції радіанта (з характерним часом t ~ 1 хв) відбувалися проти годинникової стрілки. Вони можуть бути пов'язані з розвитком пульсацій Pi2, на що вказують дані [16].

Середнє кутове відхилення радіантів, виміряних у чотирьох квадрантах корони (за знімками з чітко вираженим порушенням радіальності променів), склало a ~ 0.5° відносно середнього положення радіанта (рис. 4а).

Відхилення променів від радіального напрямку відповідає лівогвинтовому напрямку закручення магнітних силових ліній. Визначено середню густину спрямованого вгору поздовжнього струму, який викликає таке гвинтоподібне збурення:

А/м2,

де B - індукція геомагнітного поля в Тіксі, m0 - магнітна стала, d - середній діаметр області вторгнення (~20 км). Отримане значення узгоджується з результатами супутникових вимірювань маломасштабних поздовжніх струмів, але, на відміну від останніх, відноситься до конкретної ділянки дискретного сяйва.

При вимірюваннях гвинтового закручування променів виявлено переважання східно-західної складової в зміщеннях радіантів, визначених в окремих секторах корони (рис. 4б). Причиною цього може бути конфігурація поздовжнього струму, з яким пов'язана промениста корона. Авроральні дуги орієнтовані приблизно уздовж геомагнітної паралелі і поперечні магнітні збурення на південній і північній поверхнях листового висипання, яке формує дугу, викликають зміну орієнтації силових ліній, що відповідають спостереженій асиметрії гвинтового закручення променів.

У середньому за інтервал спостережень магнітний зеніт на поверхні Землі (ВR на рис. 5, за записами компонентів магнітного поля в Тіксі) зміщений на 0.25° в північно-східному напрямку відносно незбуреного положення В0, тобто протилежно зміщенню аврорального зеніту R і з приблизно в 5 разів меншою амплітудою відхилення. Загальна зміна орієнтації геомагнітних силових ліній в інтервалі висот 0-150 км склала близько 2°. Напрямки й амплітуди зміщень магнітного й аврорального зеніту можна пояснити магнітним ефектом обмеженого шару іоносферного струму північно-західного напрямку, розташованого над Тіксі під час спостережень (рис. 6).

Аналіз наявних в літературі даних про положення аврорального зеніту показав, що його зміщення відбувалися переважно на південь та на захід від незбуреного магнітного зеніту. Виведено співвідношення, яке пов'язує переважні напрями відхилень вектора індукції магнітного поля в області корони з компонентами іоносферного струму над пунктом спостережень. Результати вимірювань радіанта, відбиваючи локальні особливості конкретної події, узгоджуються з загальною моделлю струмової системи суббурі.

Таким чином, аналіз виміряних положень аврорального зеніту дає підставу виділити наступні типи його зміщення і відповідних їм авроральних струмів і геомагнітних збурень: 1) регулярне відхилення аврорального зеніту відносно незбуреного магнітного зеніту на висоті сяйва, пов'язане з розвитком струмової системи суббурі (t і 10 хв.); 2) квазіобертальний рух аврорального зеніту, спричинений, імовірно, розвитком пульсацій Pi2 (t ~ 1 хв.); 3) швидкі міграції положень аврорального зеніту, викликані варіаціями маломасштабних поздовжніх і горизонтальних струмів (t Ј 1 с); 4) зміщення радіантів в окремих секторах корони (порушення радіальності променів у зображенні корони, тобто їх паралельності в просторі), що відбивають гвинтове закручення променів, і обумовлені магнітним ефектом інтенсивного поздовжнього струму, який приводить до скручування силових ліній; 5) асиметрія гвинтових збурень, яка може бути пояснена шаруватою структурою вертикальних струмів.

В четвертому розділі розглянуто результати визначення орієнтації геомагнітних силових ліній у середньоширотній іоносфері в області інжекції електронних пучків в експериментах "Зарница".

Розроблено методику, що включає визначення положення на небесній сфері поздовжньої осі кожного променя штучного полярного сяйва, визначення координат радіантів променів, відібраних попарно з урахуванням взаємної орієнтації їх поздовжніх осей (критерій за кутом зближення 20° Ј b Ј 160°), визначення середніх координат радіанта для пункту спостережень і середньої орієнтації геомагнітних силових ліній в області інжекції (з урахуванням кривизни земної поверхні на ділянці "пункт спостережень - підракетна область").

За матеріалами телевізійних спостережень в експерименті "Зарница-1" виміряно 80 променів, які займали навколо магнітного зеніту сектор ~210° (рис. 7). Отримано від 15 до 585 положень радіантів для різних поєднань променів у секторі і його частинах (див. приклад за однією з вибірок на рис. 8а, вгорі). По "Зарнице-2" виміряно 49 променів, розташованих у секторі ~63°, і знайдено біля двохсот положень радіанта (рис. 8а, внизу). Середні квадратичні похибки визначення середніх координат радіанта складали від ±0.5 до ±1.5 кутової мінути.

Середні положення радіантів у двох експериментах, проведених з інтервалом більше двох років, близькі - кутова відстань між ними 3?±1ґ (?ис. 8б), що свідчить про надійність виконаних вимірювань. Геомагнітні умови при проведенні експериментів були спокійними чи слабкозбуреними (kр = 10 у першому і kр = 4- у другому експерименті), тобто відмінність в орієнтації силових ліній порівняно з незбуреним станом була на рівні похибок вимірювань.

У той же час розрахований за моделлю МАП на висоту 125 км (середня висота променів) для області інжекції електронних пучків магнітний зеніт розташований вище виміряного аврорального зеніту на 23?±4ў (у середньому по двох експериментах, див. рис. 8б).

Оскільки в районі проведення експериментів відсутні магнітні аномалії, розбіжність результатів вимірювання і модельних розрахунків може вказувати на недостатньо точне представлення моделлю схилення і нахилення геомагнітного поля в досліджуваній області іоносфери.

Точність визначення середнього положення радіанта променів штучного полярного сяйва порядку ±1', як випливає з виконаних вимірювань, може бути досягнута 1) при кутовій відстані променів від магнітного зеніту Ј25°, 2) якщо в проекції на небесну сферу промені утворюють наколо магнітного зеніту сектор і60° і 3) при вимірюваннях радіантів з урахуванням критерію по куту зближення променів 20° Ј b Ј 160°. На ці умови та на схему проведення експериментів "Зарница" (см. рис. 7), очевидно, доцільно орієнтуватися і при організації подібних експериментів у майбутньому з метою дослідження елементів геомагнітного поля D і I на висотах іоносфери.

У висновках подані основні результати роботи.

ВИСНОВКИ

В роботі за матеріалами телевізійних спостережень одержані нові експериментальні дані, які характеризують просторово-часову динаміку променів полярного сяйва.

1. За допомогою високочутливого аналогового приймача зображень суперізокона ЛИ804 (поріг за освітленістю ~10-7 лк і за контрастом ~0.01) вперше проведено систематичні спостереження променистих форм полярних сяйв і їх реєстрація з часовою роздільною здатністю 0.1 с.

2. Виміряно час життя, швидкість горизонтального дрейфу, поздовжні і поперечні розміри, а також відносні яскравості променів в активних авроральних дугах і смугах. Отримано розподіли значень цих характеристик і виявлено такі співвідношення між ними:

- час життя променів у середньому зменшується зі збільшенням швидкості їхнього горизонтального дрейфу і зростає із збільшенням яскравості і ширини;

- відношення довжини променів до ширини обмежене значеннями 4 < L/D < 20;

- ширина променів зменшується вдвічі протягом ночі в інтервалі місцевого часу 22-04 год;

- довжина променів, які дрейфують на схід, зменшується упродовж часу їх життя.

3. Зроблено висновки, що співвідношення, які спостерігаються в динаміці променів між визначеними характеристиками: а) вказують на залежність стійкості пучка електронів, що вторгається в атмосферу, від ефективності здійснюваної ним іонізації; б) свідчать про зв'язок розмірів променів з параметрами енергетичного спектра електронів; в) відбивають наявність систематичних змін енергетичного спектра дрейфуючих на схід електронних пучків та його змін упродовж ночі.

4. Вперше в дослідженнях маломасштабних авроральних структур здійснено визначення і аналіз п'яти характеристик авроральних променів, поєднання яких дозволило виявити нові особливості у поведінці променів.

5. Виявлено, що поверхнева яскравість нічного неба в авроральних дірах з розмірами 1-3 км становить ~5Ч10-8 сб. Це менше відзначених у зоні сяйв мінімальних значень яскравості нічного неба і свідчить про відсутність у відповідних магнітних силових трубках висипань, навіть фонових.

6. З використанням розробленої методики виміряні положення радіанта променистої корони полярного сяйва і досліджені основні типи його міграцій з характерним часом від 1 с до 10 хв:

- збільшення амплітуди швидких міграцій аврорального зеніту супроводжується зростанням амплітуди геомагнітних пульсацій на поверхні Землі;

- існує асиметрія гвинтоподібного збурення орієнтації променів у короні;

- густина висхідного струму в області компактних променистих форм сяйва, визначена за величиною гвинтового закручення силових ліній, досягає ~0.8Ч10-4 А/м2;

- зміна орієнтації геомагнітних силових ліній в інтервалі висот 0-150 км у період інтенсивної суббурі складає близько 2°, а напрямок і амплітуда відхилень у середньому за інтервал спостережень відповідають північно-західному напрямку іоносферного струму.

- в цілому аналіз міграцій аврорального зеніту дає свідчення про характер локальних геомагнітних збурень і авроральних струмів за спостереженнями променистих сяйв з одного пункту.

7. Вдосконалена методика вимірювань орієнтації геомагнітних силових ліній за зображеннями променів штучного полярного сяйва забезпечує зниження похибок до ±1ґ. Перевагою методики є можливість більш точного визначення схилення і нахилення геомагнітного поля в області висот 100-200 км, де відсутні систематичні геомагнітні вимірювання.

8. Результати роботи показують доцільність проведення ТВ-спостережень у магнітному зеніті: а) вузьких авроральних дуг у поєднанні з одночасною реєстрацією їх бокового ракурсу з іншого пункту (за схемою спостережень "вид знизу + вид збоку") для виділення внеску пучкової структури та деформацій листових електронних висипань у променисту структуру, яка спостерігається в дугах; б) маломасштабної структури сяйв у магнітноспряжених ділянках іоносфери для пошуку ефектів спряженості в процесах формування авроральних дір; в) променистої корони і одночасно дискретних сяйв в суміжних ділянках для аналізу динаміки аврорального зеніту та зіставлення її з геомагнітними пульсаціями на поверхні Землі; г) променів ШПС з урахуванням розроблених (розділ 4) критеріїв для уточнення конфігурації магнітного поля і вивчення локальних магнітних збурень на висотах іоносфери.

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М. Об одной особенности в динамике лучей в активных авроральных полосах // Проблемы космической физики. - Киев: Вища школа, 1979. - Вып. 14. - С. 23-26.

2. Евтушевский А.М., Милиневский Г.П., Попов О.С., Господинов Г.А., Кравченко В.А. Синхронная телевизионная регистрация активных форм и спектров полярных сияний // Геомагнетизм и аэрономия. - 1980. - Т. 20, №5. - С. 959-961.

3. Евтушевский А.М., Милиневский Г.П. Движение радианта авроральных лучей по телевизионным наблюдениям // Проблемы космической физики. - Киев: Вища школа, 1985. - Вып. 20. - С. 7-10.

4. Евтушевский А.М., Ивченко В.Н., Милиневский Г.П., Молотай А.А. Радиант лучей искусственного полярного сияния // Геомагнетизм и аэрономия. - 1986. - Т. 26, № 2. - С. 334-336.

5. Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М., Милиневский Г.П. Положение аврорального зенита и токовая система авроральной суббури // Электродинамические процессы в высоких широтах. - Апатиты: Кольский филиал АН СССР. - 1988. - С. 17-21.

6. Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М., Милиневский Г.П. Фотометрические профили авроральных дыр ("черных сияний") // Морфология и физика полярных сияний. - Апатиты: Кольский филиал АН СССР. - 1988. - С. 28-32.

7. Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М. Зависимость времени жизни авроральных лучей от скорости их дрейфа // Вестник Киев. ун-та. Астрономия. - 1990. - Вып 32. - С. 69-72.

8. Євтушевський О.М. Геометрія авроральних променів // Вісник Київ. ун-ту. Астрономія. - 1997. - Вип. 34. - С. 135-141.

9. Dzubenko M.I., Evtushevsky A.M., Ivchenko V.M. Some effects of background ionospheric electrical conductivity in the characteristics of aurorae // Вісник Київ. ун-ту. Астрономія. - 1999. - Вип. 35. - C. 87-92.

10. Способ определения ориентации магнитных силовых линий на высотах ионосферы планет: А.с. 1492939 СССР, МКИ3 G 01J1/10 / Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М., Ивченко В.Н., Милиневский Г.П. - № 4042571/21; заявлено 25.03.86. Зарегистрировано 8.03.89.

11. Евтушевский А.М. Измерение склонения и наклонения геомагнитного поля на высотах ионосферы методом радианта лучей искусственного полярного сияния / Киевский госуниверситет им. Т. Шевченко. - Киев, 1988. - 26 с. - Деп. в УкрНИИНТИ 26.02.88, № 557-Ук 88.

12. Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М., Милиневский Г.П. Применение метода радианта лучей полярных сияний в исследованиях геомагнитного поля // Тезисы докладов Международного симпозиума "Полярные геомагнитные явления", 21-31 мая 1986 г., г. Суздаль. - М.: АН СССР. - 1986. - С. 42-43.

13. Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М., Милиневский Г.П. Авроральные дыры // Тезисы докладов Международного симпозиума "Оптические эмиссии средней и верхней атмосферы", 16-21 октября 1989 г. - Стара Загора: Болгарская АН. - 1989. - С. 44-45.

14. Dzubenko N.I., Evtushevsky A.M. Variation of auroral ray dimensions // Abstracts of the 23rd European Meeting on Atmospheric Studies by Optiсal Methods, Kyiv, September 2-6, 1996. - Kyiv. - 1996. - P. 16.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Oguti T. Rotational deformations and related drift motions of auroral arcs // J. Geophys. Res. - 1974. - Vol. 79, No. 25. - P. 3861 - 3865.

2. Hallinan T.J., Davis Т.N. Small-scale auroral arc distortions // Planet. Space Sci. - 1980. - Vol. 18, No. 12. - P.1735 - 1744.

3. Vogt J., Frey H.U., Haerendel G., et al. Shear velocity profiles associated with auroral curls // J. Geophys. Res. - 1999. - Vol. 104, No. A8. - P. 17277-17288.

4. Maggs J.E., Davis T.N. Measurements of the thickness of auroral structures // Planet. Space Sci. - 1968. - Vol. 16, No. 2. - P.205-215.

5. Stenbaek-Nielsen H.C., Hallinan T.J, Osborne D.L., et al. Aircraft observations conjugate to FAST: auroral arc thicknesses // Geophys. Res. Lett. - 1998. - Vol. 25, No. 12. - P. 2073-2076.

6. Borovsky J.E., Suszcynsky D.M., Buchwald M.I. Measuring of the thicknesses of auroral curtains // Arctic. - 1991. - Vol. 44, No. 3. - P. 231-238.

7. Royrvik О., Davis Т.N. Pulsating aurora: local and global morphology // J. Geophys. Res. - 1977. - Vol. 82, No. 29. - P. 4720-4740.

8. Stenbaek-Nielsen H.C., Hallinan T.J., Davis T.N. Stereo-TV observations of pulsating aurora // J. Geomag. Geoelectr. - 1978. - Vol. 30, No. 4. - Р. 343-344.

9. Тагиров В.Р., Трахтенгерц B.C., Черноус С.А. О природе пульсирующих пятен полярных сияний. 1. Экспериментальные данные: Препр. / ПГИ АН СССР; 03-41. - Апатиты: 1986. - 38 с.

10. Suszcynsky D.M., Borovsky J.E., Thomsen M.F., et al. Coordinated ground-based and geosynchronous satellite-based measurements of auroral pulsations // Proc. SPIE: 23rd European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods, Kyiv, September 2-6, 1996. - 1997. - Vol. 3237. - P. 2-7.

11. Несмянович А.Т., Ивченко В.Н., Близнюк Н.Н. и др. Оптические эффекты в космическом эксперименте "Зарница-1"// Космические исследования на Украине. - Киев: Наукова думка, 1978. - Вып. 12. - С. 88-92.

12. Дзюбенко Н.И., Ивченко В.Н., Милиневский Г.П. Околоракетное свечение в космических экспериментах "Зарница-1" и "Зарница-2" // Космические исследования. - 1980. - Т. 18, вып. 2. - С. 290-292.

13. Искусственные пучки частиц в космической плазме: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. - 452 с.

14. Величко В.А., Молочушкин Н.Е., Самсонов В.П. Ориентация лучей активных корон полярных сияний // Геомагнетизм и аэрономия. - 1987. - Т. 27, № 2. - С. 326-328.

15. Назарчук Г.К. Анализ быстрых движений радианта полярного сияния по телевизионным наблюдениям в б. Тикси // Геомагнетизм и аэрономия. - 1990. - Т. 30, № 2. - С. 240-244.

16. Solovyev S.I., Baishev D.G, Barkova E.S. et al. Pi2 magnetic pulsations as response on spatio-temporal oscillations of auroral arc current system // Geophys. Res. Lett. - 2000. - Vol. 27, No. 13. - P. 1839-1842.

АНОТАЦІЇ

Євтушевський О.М. Динаміка авроральних променів за телевізійними спостереженнями. - Рукопис. - Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 04.00.22 - геофізика. - Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Київ, 2001.

Дисертація присвячена вивченню характеристик авроральних променів - часу життя, швидкості дрейфу, розмірів, яскравості, положень радіанта - за матеріалами телевізійних спостережень в бухті Тіксі (Якутія). Встановлено, що час існування променів обмежується при збільшенні швидкості дрейфу і зменшенні ширини та інтенсивності світіння. Зроблено висновок, що стійкість електронного пучка, який вторгається в іоносферу, обумовлена ефективністю іонізації, викликаної самим пучком. Визначено, що в ділянках авроральних дір ("чорних сяйв") яскравість світіння менша типових для авроральної зони рівнів фону неба в незбурених умовах. Це свідчить про відсутність тут висипань, навіть фонових. З аналізу структури гвинтового закручування променистої корони визначено кутове відхилення променів від паралельності та зроблено оцінку висхідного поздовжнього струму. Cистематичні відхилення аврорального зеніту на південь та на захід від незбуреного магнітного зеніту свідчать про існування переважного NW-напряму іоносферних струмів над станцією. Методом радіанта променів штучного полярного сяйва визначено орієнтацію силових ліній в середньоширотній іоносфері і виявлено розбіжність з модельною орієнтацією на 25ў±4ў, переважно в магнітному нахиленні.

Ключові слова: промені полярного сяйва, час існування, швидкість дрейфу, промениста корона, радіант, магнітний зеніт, іоносферний струм, схилення і нахилення магнітного поля.

Evtushevsky О.M. Dynamics of auroral rays by television observations. - Manuscript. - Thesis for a candidate degree in physics and mathematics on speciality 04.00.22 - geophysics. - S.I.Subbotin Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2001.

A thesis deals with studying of the auroral ray characteristics: lifetime, drift velocity, length and width, brightness and rayed corona radiant position. TV-observations data obtained in Tixi (Yakutia) were used. It was determined, that rays lifetime is limited both by the increase of drift velocity and decrease of the width and intensity. It was concluded that stability of an electron beam penetrating into the ionosphere depends on effectiveness of ionization produced by beam. In auroral holes ("black aurora") the airglow brightness is less than that typical for auroral zone airglow under the quiet conditions. This is evidence of absence of even background precipitation in the local regions. From the analysis of the corona spiral twirling structure the angle value of the ray deviation from the parallel spatial position is determined and an estimation of upward current was obtained. Southward and westward displacement from undisturbed magnetic zenith predominates in systematic deviations of auroral zenith. This feature points to predominance of NW horizontal ionospheric currents above the station. The orientation of geomagnetic field lines was determined using method of artificial rays radiant and disagreement with model orientation by 25ў±4ў was revealed for the midlatitude ionosphere local region mainly due to the geomagnetic inclination component.

Key words: auroral rays, lifetime, drift velocity, rayed corona, radiant, magnetic zenith, ionospheric current, magnetic declination and inclination.

Евтушевский Александр Михайлович. Динамика авроральных лучей по телевизионным наблюдениям. - Рукопись. - Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 04.00.22 - геофизика. - Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины, Киев, 2001.

Диссертация посвящена изучению характеристик авроральных лучей - времени жизни, скорости горизонтального дрейфа, продольного и поперечного размеров, яркости, положений радианта - по материалам телевизионных наблюдений в бухте Тикси. Актуальность работы обусловлена тем, что лучистые формы сияний современными методами с высоким пространственным и временным разрешением исследуются недостаточно.

Проведены систематические наблюдения лучистых форм полярных сияний и их регистрация с использованием высокочувствительной телевизионной аппаратуры. Впервые при обработке наблюдательных данных по микроструктуре сияний проведено систематическое изучение пяти характеристик авроральных лучей, что позволило выявить новые особенности в их динамике:

- время жизни лучей в среднем уменьшается с увеличением скорости их горизонтального дрейфа и возрастает с увеличением яркости и ширины;

- отношение длины лучей L к ширине D ограничено значениями 4 < L/D < 20;

- ширина лучей уменьшается вдвое в течение ночи в интервале 22-04 LT;

- длина лучей, дрейфующих на восток, уменьшается в течение времени их существования.

Соотношения, наблюдающиеся в динамике лучей между измеренными характеристиками, а) указывают на зависимость устойчивости пучка электронов, вторгающегося в атмосферу, от эффективности производимой им ионизации; б) свидетельствуют о связи размеров лучей с параметрами энергетического спектра электронов; в) отражают наличие систематических изменений энергетического спектра электронных пучков, дрейфующих к востоку, и его изменений в течение ночи.

Обнаружено, что поверхностная яркость ночного неба в авроральных дырах (black aurora) с размерами 1-3 км составляет Ј5Ч10-8 сб. Это меньше отмеченных в зоне сияний минимальных значений яркости ночного неба и свидетельствует об отсутствии в соответствующих магнитных силовых трубках высыпаний, даже фоновых. Предполагается, что образование авроральных дыр может быть связано с эффектами сопряженности авроральных процессов.

С использованием разработанной методики измерены положения радианта лучистой короны полярного сияния и исследованы основные типы его миграций с характерным временем от 1 с до 10 мин:

- увеличение амплитуды быстрых миграций аврорального зенита сопровождается возрастанием амплитуды геомагнитных пульсаций на поверхности Земли;

- существует асимметрия винтообразного возмущения ориентации лучей в короне, которая может быть объяснена слоистой структурой продольных токов, связанных с авроральными дугами;

- плотность восходящего тока в области компактных лучистых форм сияния, определенная по величине винтовой закрутки силовых линий, достигает 0.8Ч10-4 А/м2;

- изменение ориентации геомагнитных силовых линий в интервале высот 0-150 км в период интенсивной суббури составляет около 2°, а направление и амплитуда отклонений в среднем за интервал наблюдений соответствуют северо-западному направлению ионосферного тока; получено соотношение, связывающее направления систематических отклонений аврорального зенита с компонентами ионосферного тока.

В целом анализ миграций аврорального зенита дает сведения о характере локальных геомагнитных возмущений и авроральных токов по наблюдениям лучистых сияний из одного пункта.

Усовершенствованная методика измерений ориентации геомагнитных силовых линий по изображениям лучей искусственного полярного сияния обеспечивает снижение погрешностей до ±1ў. Угловое расстояние между средними положениями радиантов в экспериментах "Зарница-1" и "Зарница-2" составляет 3'±1'. В среднем по двум экспериментам положение магнитного зенита, определенное методом радианта лучей искусственного полярного сияния, смещено относительно его модельного положения на 23'±4' к югу. Расхождение экспериментальных и модельных данных, по-видимому, указывает на существование в рассматриваемой области ионосферы не отраженной в модели особенности в конфигурации геомагнитных силовых линий. Преимуществом методики является возможность более точного определения склонения и наклонения геомагнитного поля в области высот 100-200 км, где отсутствуют систематические геомагнитные измерения.

Ключевые слова: лучи полярного сияния, время существования, скорость дрейфа, лучистая корона, радиант, магнитный зенит, ионосферный ток, склонение и наклонение магнитного поля.

...