Супербуря 06.04.2000 г.: эффекты сильных динамических ударов
Автор: Мишин В.М., Курикалова М.А., Толочко М.В.
Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika
Статья в выпуске: 15, 2010 года.
Бесплатный доступ
Выполнен анализ карт эквивалентных (ЭТ) и продольных токов (ПТ) супербури 6 апреля 2000 г. в интервале 15:00-20:00 UT. Основные возмущения были следствием скачкообразного роста Pd- динамического давления солнечного ветра (СВ). Использовалась аналогия магнитосферных токов и проволочных электрических цепей. Ключевая особенность рассмотренных цепей - меридиональные ионосферные токи Педерсена, соединяющие ПТ одного знака зоны 1 с ПТ другого знака соседней зоны 2 или 0. Описана эмпирическая модель, в которой три названных тока образуют одну из меридиональных систем токов (meridional current system, MCS). Эти системы разделены на три типа: MCS-0, MCS-1 и MCS-2. В области каждой MCS, вместе с током Педерсена, образуется ток Холла, который создает известные наблюдаемые авроральные электроструи AEJW и AEJE, а также холловскую электрострую в ионосфере полярной шапки. Вывод о холловской природе электроструй распространяется и на разгрузочную AEJW. Системы MCS заменяют или дополняют классический токовый клин суббури (substorm current wedge, SCW) в качестве основной составляющей общей трехмерной системы токов Pd-возмущений и суббурь. Электрические цепи MCS-1 и MCS-0 замыкаются на магнитосферный генератор соответственно через известный частичный кольцевой ток DRP-1 и ранее не известный DRP-2 в долях хвоста. Важная особенность рассмотренных Pd-возмущений - преобладание дневной активности над ночной, обычной для типичных суббурь. Мы предполагаем, что этот факт объясняет ряд наблюдавшихся явлений, необычных для суббурь. В ходе разгрузочной фазы возмущений площадь полярной шапки, а также наблюдаемые значения магнитного потока долей хвоста ψ и потока Пойтинга ε' не уменьшились, а увеличились. Эти результаты противоречат выводам, полученным ранее для суббурь и Pd-возмущений, как и тот факт, что соотношение между входной мощностью супербури ε' и потребляемой мощностью возмущения Q имело вид Q Мы предполагаем, что наблюдавшийся скачок Pd вызвал рост скорости дневного пересоединения (magnetic reconnection disturbance, MRD), который более чем скомпенсировал одновременный рост скоростей ночных процессов: пересоединения в замкнутом хвосте (MR1) и в долях хвоста (MR2). Мы заключаем, что в рассмотренных Pd-возмущениях прослеживались основные процессы, подобные тем, которые свойственны типичным суббурям: MRD, образование CD (current disruption) и ПТ SCW, MR1 и MR2. В рассмотренных Pd-возмущениях эти процессы наблюдались с сильными особенностями, обусловленными повышенным сжатием магнитосферы динамическим давлением СВ.
Короткий адрес: https://sciup.org/142103404
IDR: 142103404 | УДК: 550.385
Superstorm of 06.04.2000: effects of strong dynamic shocks
The analysis of maps of equivalent currents (EC) and field-aligned currents (FAC) of April 6, 2000 superstorm within the range of 15:00-20:00 UT was made. Major disturbances were caused by abrupt increase in solar wind (SW) dynamic pressure (Pd). The analogy of magnetospheric currents and wire electric circuits was used. The key property of circuits under consideration is Pedersen meridional ionospheric currents connecting FACs of one sign of zone 1 and FACs of another sign of the adjacent zone 2 or 0. We describe the empirical model in which the three currents form one of the meridional current systems (MCS). These systems are classified as MCS-0, MCS-1 and MCS-2. Within the region of each MCS, along with Pedersen current, Hall current is generated which causes well-observed auroral electrojets AEJW and AEJE, as well as Hall electrojet in the polar cap ionosphere. The conclusion of Hall origin of electrojets is valid for relieving AEJW. MCS systems replace the classic substorm current wedge (SCW) or is added to it as the main component of the general three-dimensional current system of Pd-disturbances and substorms. The electric circuits MCS-1 and MCS-0 close on the magnetospheric generator through the known partial ring current DRP-1 and previously unknown current DRP-2 in the tail lobes respectively. A prominent feature of the Pd-disturbances is predominance of daytime activity over nighttime activity which is general for typical substorms. In our opinion, this fact can explain some phenomena unusual for substorms. At the relieving phase of disturbances, the polar cap area, as well as the observed values of the magnetic flux of the tail lobes φ and of the Poynting flux ε' did not decrease but increased. These results contradict the conclusions made before for substorms and Pd-disturbances as is the fact that the relationship between the superstorm input power e' and the disturbance power consumption Q was of the form Q ε'. We suppose that the observed Pd jumping results in increase in the rate of daytime reconnection (magnetic reconnection disturbance, MRD). This increase more than compensates for simultaneous increase in rates of nighttime processes such as reconnection in the closed tail (MR1) and in the tail lobes (MR2). We conclude that Pd-disturbances under consideration reveal cardinal processes similar to those which are peculiar to typical substorms. These processes are MRD, CD (current disruption) formation, FAC SCW, MR1 and MR2. For the examined Pd-disturbances, the observed processes were characterized by significant peculiarities caused by increased compression of the magnetosphere due to SW dynamic pressure.
