ДИНАМИКА ПОТОКОВ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ ВНЕШНЕГО РАДИАЦИОННОГО ПОЯСА В ПЕРИОД НИЗКОЙ ГЕОМАГНИТНОЙ АКТИВНОСТИ 07–24 ЯНВАРЯ 2018 г.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования динамики потоков релятивистских электронов внешнего радиационного пояса Земли во время длительного периода пониженной геомагнитной активности 07–24 января 2018 г. В течение трех последовательных периодов 07–13, 14–18 и 19–24 января наблюдался приход высокоскоростных потоков солнечного ветра, которые вызвали незначительные геомагнитные возмущения, амплитудой около 20 нТл. Проведен сравнительный анализ вариаций параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля и отклика магнитосферы на внешнее воздействие. Работа основана на экспериментальных данных о потоках релятивистских электронов, полученных с геостационарного спутника GOES-15 и космического аппарата Van Allen Probes A, орбита которого проходила через сердцевину внешнего радиационного пояса вблизи экваториальной плоскости. Показано, что вариации магнитного поля, связанные с внешним воздействием на магнитосферу (импульсы давления) и с собственной динамикой магнитосферы (суббуревые активации), управляют динамикой потоков электронов внешнего радиационного пояса.

Об авторах

А. А. Зыкина

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ); Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (ННИЯФ МГУ)

Email: anya.zykina@gmail.com
Москва, Россия

К. Ж. Азра-Горская

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ); Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (ННИЯФ МГУ)

Москва, Россия

В. В. Калегаев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ); Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (ННИЯФ МГУ)

Москва, Россия

Н. А. Власова

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (ННИЯФ МГУ)

Москва, Россия

Список литературы

  1. Бондарева Т.Б., Тверская Л.В. О дрейфе частиц радиационных поясов во время суббурь // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 13. № 4. С. 723—729. 1973.
  2. Вернов С.Н., Кузнецов С.Н., Логачев Ю.И. и др. Радиальная диффузия электронов с энергией больше 100 кэВ во внешнем радиационном поясе // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 8. № 3. С. 401—411. 1968.
  3. Власова Н.А., Калегаев В.В. О согласованной динамике магнитного поля и потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты // Космические исследования. Т. 62. № 4. С. 350—361. 2024. https://doi.org/10.31857/S0023420624040058
  4. Калегаев В.В., Власова Н.А., Пена Ж. Динамика магнитосферы во время геомагнитных бурь 21–22.1. 2005 и 14–15.XII.2006 г. // Космические исследования. Т. 53. № 2. С. 105–117. 2025. https://doi.org/10.7868/S002342061502003X
  5. Кропоткин А.П. Об ускорении электронов внешнего радиационного пояса локальными электрическими полями // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 61. № 4. С. 411–417. 2021. https://doi.org/10.31857/S0016794021030093
  6. Тверская Л.В. О границе инжекции электронов в магнитосферу Земли // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 26. № 5. С. 864—869. 1986.
  7. Тверской Б.А. Основы теоретической космофизики. Избранные труды. М.: УРСС. С. 336. 2004.
  8. Baker D.N., Erickson P.J., Fennell J.F., Foster J.C., Jaynes A.N., Verronen P.T. Space Weather Effects in the Earth’s Radiation Belts // Space Sci. Rev. V. 214. № 17. Р. 1–60. 2018. https://doi.org/10.1007/s11214-017-0452-7
  9. Blake J.B., Baker D.N., Turner N., Ogilvie K.W., Lepping R.P. Correlation of changes in the outer-zone relativistic electron population with upstream solar wind and magnetic field measurements // Geophys. Res. Lett. V. 24. № 8. Р. 927–929. 1997. https://doi.org/10.1029/97GL00859
  10. Grach V.S., Demekhov A.G. Precipitation of relativistic electrons under resonant interaction with electromagnetic ion cyclotron wave packets // J. Geophys. Res. V. 125. № 2. e2019JA027358. 2020. https://doi.org/10.1029/2019JA027358.
  11. Horne R., Thorne R., Shprits Y. et al. Wave acceleration of electrons in the Van Allen radiation belts // Nature. V. 437. № 7056. Р. 227–230. 2005. https://doi.org/10.1038/nature03939
  12. Imhof W.L., Voss H.D., Mobilia J., Datlowe D.W., Gaines E.E. The precipitation of relativistic electrons near the trapping boundary // J. Geophys. Res. V. 96. № A4. Р. 5619–5629. 1991. https://doi.org/10.1029/90JA02343
  13. Koskinen H.E.J., Kilpua E.K.L. Physics of Earth’s radiation belts: Theory and observations // Series: Astronomy and Astrophysics Library, Springer International Publishing, 272 p. 2022. https://doi.org/10.1007/978-3-030-82167-8 https://library.oapen.org/handle/20.500.12657/51467
  14. Kropotkin A.P. Relativistic electron transport processes associated with magnetospheric substorms // Radiation Measurements. V. 26. № 3. Р. 343–346. 1996. https://doi.org/10.1016/1350-4487(96)00009-1
  15. Mauk B.H., Fox N.J., Kanekal S.G., Kessel R.L., Sibeck D.G., Ukhorskiy A. Science objectives and rationale for the Radiation Belt Storm Probes mission // Space Sci. Rev. V. 179. Р. 3–27. 2013. https://doi.org/10.1007/s11214-012-9908-y
  16. McIlwain C.E. Ring current effects on trapped particles // J. Geophys. Res. V. 71. № 15. Р. 3623–3628. 1966. https://doi.org/10.1029/JZ071015p03623
  17. Moya P.S., Pinto V.A., Sibeck D.G., Shrikanth S.G., Baker D.N. On the effect of geomagnetic storms on relativistic electrons in the outer radiation belt: Van Allen Probes observations // J. Geophys. Res. – Space Phys. V. 122. Р. 11,100–11,108. 2017. https://doi.org/10.1002/2017JA024735
  18. Parker E.N. Geomagnetic fluctuations and the form of the outer zone of the Van Allen radiation belt // J. Geophys. Res. V. 65. № 10. Р. 3117–3130. 1960.
  19. Paulikas G.A., Blake J.B. Effects of the solar wind on magnetospheric dynamics: Energetic electrons at the synchronous orbit, in Quantitative Modeling of Magnetospheric Processes // Geophys. Monogr. Ser. V. 21. Р. 180–186. 1979. https://doi.org/10.1029/GM021p0180
  20. Reeves G.D., McAdams K.L., Friedel R.H.W., O’Brien T.P. Acceleration and loss of relativistic electrons during geomagnetic storms // Geophys. Res. Lett. V. 30. № 10. Р. 1529–1564. 2003. https://doi.org/10.1029/2002GL016513
  21. Schiller Q., Li X., Blum L., Tu W., Turne D.L., Blake J.B. A nonstorm time enhancement of relativistic electrons in the outer radiation belt // Geophys. Res. Lett. V. 41. № 1. Р. 7–12. 2014. https://doi.org/10.1002/2013GL058485
  22. Sergeev V.A., Tsyganenko N.A. Energetic particle losses and trapping boundaries as deduced from calculations with a realistic magnetic field model // Planet. Space Sci. V. 30. № 10. Р. 999–1006. 1982. https://doi.org/10.1016/0032-633(82)90149-0
  23. Su Z., Xiao F., Zheng H., et al. Nonstorm time dynamics of electron radiation belts observed by the Van Allen Probes // Geophys. Res. Lett. V. 41. № 2. Р. 229–235. 2014. https://doi.org/10.1002/2013GL058912
  24. Tang C.L., Zhang J.C., Reeves G.D., Su Z.P., Bake D.N., Spenc H.E., Funsten H.O., Blake J.B., Wygant J.R. Prompt enhancement of the Earth’s outer radiation belt due to substorm electron injections. // J. Geophys. Res. – Space Phys. V. 121. № 12. Р. 11826–11838. 2016. https://doi.org/10.1002/2016JA023550
  25. Tsurutani B.T., Gonzalez W.D. The cause of high-intensity long-duration continuous AE activity (HILDCAS): Interplanetary Alfv’en wave trains // Planet. Space Sci. V. 35. № 4. Р. 405–412. 1987. https://doi.org/10.1016/0032-0633(87)90097-3
  26. Turner D.L., Shprits Y., Hartinger M., Angelopoulos V Explaining sudden losses of outer radiation belt electrons during geomagnetic storms // Nat. Phys. V. 8. Р. 208–212. 2012. https://www.nature.com/articles/nphys2185
  27. Williams D.J., Arens J.F., Lanzerotti L.J. Observations of trapped electrons at low and high altitudes // J. Geophys. Res. – Space Phys. V. 73. № 17. Р. 5673–5696. 1968. https://doi.org/10.1038/nphys2185

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).