Аннотированный атлас примеров изображений эмиссий в авроральных структурах, зарегистрированных имаджерами и изображающими спектрографами с разных орбит и поверхности Земли. Часть 1. Авроральные структуры, возбужденные природными источниками, включая альфвеновские волны
Номер: 36 Год: 2022 Страницы: 3-34
Номер: 36 Год: 2022 Страницы: 3-34
УДК: 550.388.2; 550.388.8; 551.594,5
EDN: RKDSFL
Автор(ы):
Кузьмин Александр Константинович1, e-mail: alkkuzmin@mail.ruМерзлый Алексей Михайлович1, e-mail: pinega142@yandex.ru
Никифоров Олег Вячеславович1, e-mail: gelokin2201@gmail.com
Петрукович Анатолий Алексеевич1, e-mail: apetruko@iki.rssi.ru
Потанин Юрий Николаевич2, e-mail: oom@cao-rhms.ru
Садовский Андрей Михайлович1, e-mail: asadovsk@iki.rssi.ru
Соколов Алексей Дмитриевич3, e-mail: sokolov.ad@phystech.edu
Янаков Альберт Триандофилович1, e-mail: alexandr.7@mail.ru
Учреждения:
1 - ИКИ РАН, г. Москва, Россия
2 - ЦАО Росгидромет, г. Долгопрудный, Россия
3 - Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), г. Москва, Россия
Аннотация:
Составлен аннотированный атлас из конкретных примеров авроральных изображений и измерений потоков заряженных частиц в полярной ионосфере, полученных разными приборами с орбит КА и поверхности Земли, в событиях, происходивших в основном в геомагнитно-возмущенных условиях суббурь в разных секторах MLT. Каждый пример, а также характеристики приборов описаны в тексте и иллюстрированы комбинированными рисунками на основе, адаптированных из ряда работ (ссылки в тексте). Мотивацией данной работы стал анализ опыта развития технологии подготовки и проведения комплексных экспериментов на орбитах КА (включая малые КА, зондирующих ракетах и поверхности Земли), нацеленных на исследования многообразных авроральных явлений в полярной ионосфере, отражающихся в градиентах Ne в различных слоях ионосферы, являющихся основными ?виновниками? проблем при распространении трансполярных сигналов [McMahon et al., 2009]. Атлас в основном акцентирован на результаты наблюдений авроральных эмиссий, как в видимой области спектра, так и области вакуумного ультрафиолета, полученных с помощью орбитальных и наземных изображающих камер, и изображающих спектрографов, а также спектрометров потоков высыпающихся частиц, работавших на относительно низких полярных орбитах. Все представленные примеры мелкомасштабных авроральных структур были выбраны исходя из условия, что они были возбуждены высыпающимися электронами плазменного слоя на ночной стороне овала или в дневном каспе, ускоренными процессами в ближней магнитосфере, включая Альфвеновские волны и их флуктуации и резонансы, и/или продольными электрическими полями и квазистатичными продольными токами, распространяющимися вниз по силовым линиям к авроральной ионосфере.
Ключевые слова: атлас, полярная ионосфера, масштабы неоднородностей, авроральные эмиссии, авроральные имаджеры, орбитальная диагностика, методология контроля состояния характеристик, условия распространения трансполярных сигналов
Сведения об источниках финансирования: -
1 - ИКИ РАН, г. Москва, Россия
2 - ЦАО Росгидромет, г. Долгопрудный, Россия
3 - Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), г. Москва, Россия
Аннотация:
Составлен аннотированный атлас из конкретных примеров авроральных изображений и измерений потоков заряженных частиц в полярной ионосфере, полученных разными приборами с орбит КА и поверхности Земли, в событиях, происходивших в основном в геомагнитно-возмущенных условиях суббурь в разных секторах MLT. Каждый пример, а также характеристики приборов описаны в тексте и иллюстрированы комбинированными рисунками на основе, адаптированных из ряда работ (ссылки в тексте). Мотивацией данной работы стал анализ опыта развития технологии подготовки и проведения комплексных экспериментов на орбитах КА (включая малые КА, зондирующих ракетах и поверхности Земли), нацеленных на исследования многообразных авроральных явлений в полярной ионосфере, отражающихся в градиентах Ne в различных слоях ионосферы, являющихся основными ?виновниками? проблем при распространении трансполярных сигналов [McMahon et al., 2009]. Атлас в основном акцентирован на результаты наблюдений авроральных эмиссий, как в видимой области спектра, так и области вакуумного ультрафиолета, полученных с помощью орбитальных и наземных изображающих камер, и изображающих спектрографов, а также спектрометров потоков высыпающихся частиц, работавших на относительно низких полярных орбитах. Все представленные примеры мелкомасштабных авроральных структур были выбраны исходя из условия, что они были возбуждены высыпающимися электронами плазменного слоя на ночной стороне овала или в дневном каспе, ускоренными процессами в ближней магнитосфере, включая Альфвеновские волны и их флуктуации и резонансы, и/или продольными электрическими полями и квазистатичными продольными токами, распространяющимися вниз по силовым линиям к авроральной ионосфере.
Ключевые слова: атлас, полярная ионосфера, масштабы неоднородностей, авроральные эмиссии, авроральные имаджеры, орбитальная диагностика, методология контроля состояния характеристик, условия распространения трансполярных сигналов
Сведения об источниках финансирования: -
Аннотированный атлас примеров изображений эмиссий в авроральных структурах, зарегистрированных имаджерами и изображающими спектрографами с разных орбит и поверхности Земли. Часть 1. Авроральные структуры, возбужденные природными источниками, включая Альфвеновские волны / А. К. Кузьмин, А. М. Мерзлый, О. В. Никифоров [и др.] // Гелиогеофизические исследования. – 2022. – № 36. – С. 1-34. – DOI 10.5425/2304-7380_2022_36_3. – EDN RKDSFL.
Annotated atlas of examples of emission images in auroral structures recorded by imagers and imaging spectrographs from different orbits and the Earth's surface. Part 1. Auroral structures excited by natural sources, including alfvenic waves
Number: 36 Year: 2022 Pages: 3-34
Number: 36 Year: 2022 Pages: 3-34
Kuzmin Alexander Konstantinovich1, e-mail: alkkuzmin@mail.ru
Merzlyi Alexei Mikhailovich1, e-mail: pinega142@yandex.ru
Nikiforov Oleg Vyacheslavovich1, e-mail: gelokin2201@gmail.com
Petrukovich Anatoly Alekseevich1, e-mail: apetruko@iki.rssi.ru
Potanin Yuri Nikolaevich2, e-mail: oom@cao-rhms.ru
Sadovsky Andrey Mikhailovich1, e-mail: asadovsk@iki.rssi.ru
Merzlyi Alexei Mikhailovich1, e-mail: pinega142@yandex.ru
Nikiforov Oleg Vyacheslavovich1, e-mail: gelokin2201@gmail.com
Petrukovich Anatoly Alekseevich1, e-mail: apetruko@iki.rssi.ru
Potanin Yuri Nikolaevich2, e-mail: oom@cao-rhms.ru
Sadovsky Andrey Mikhailovich1, e-mail: asadovsk@iki.rssi.ru
Sokolov Alexey Dmitrievich3, e-mail: sokolov.ad@phystech.edu
Yanakov Albert Triandofilovich1, e-mail: alexandr.7@mail.ru
Institutions:
1 - IKI RAS, Moscow, Russia
2 - Central Administrative District of Roshydromet, Dolgoprudny, Russia
3 - Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Moscow, Russia
Abstract
An annotated atlas was compiled from specific examples of auroral images and measurements of charged particle fluxes in the polar ionosphere, obtained by different instruments from spacecraft orbits and the Earth's surface, in events that occurred mainly under geomagnetically disturbed conditions of substorms in the different sectors of the MLT. Each example, as well as the characteristics of the devices, are described in the text and illustrated with combined drawings based on those adapted from a number of works (links in the text). The motivation for this work was to analyze the experience of developing the technology for preparing and conducting complex experiments in spacecraft orbits (including small spacecraft, sounding rockets and the Earth's surface), aimed at studying diverse auroral phenomena in the polar ionosphere, reflected in Ne gradients in various layers of the ionosphere, which are the main sources of problems in the propagation of transpolar signals. The atlas is mainly focused on the results of observations of auroral emissions, both in the visible region of the spectrum and in the vacuum ultraviolet region, obtained using orbital and ground-based imaging cameras, and imaging spectrographs, as well as precipitating particle flux spectrometers operating in relatively low polar orbits. All presented examples of small-scale auroral structures were chosen based on the condition that they were excited by precipitating electrons of the plasma sheet on the night side of the oval or in the daytime cusp, accelerated processes in the near magnetosphere, including Alfv?n waves and their fluctuations and resonances, and/or longitudinal electric fields and quasi-static field-aligned currents propagating down field lines towards the auroral ionosphere.
Keywords: atlas, polar ionosphere, irregularity scales, auroral emissions, auroral imagers, orbital diagnostics, methodology for control of the state of characteristics, propagation conditions of transpoolar signals
Information about sources of financing: -
1 - IKI RAS, Moscow, Russia
2 - Central Administrative District of Roshydromet, Dolgoprudny, Russia
3 - Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Moscow, Russia
Abstract
An annotated atlas was compiled from specific examples of auroral images and measurements of charged particle fluxes in the polar ionosphere, obtained by different instruments from spacecraft orbits and the Earth's surface, in events that occurred mainly under geomagnetically disturbed conditions of substorms in the different sectors of the MLT. Each example, as well as the characteristics of the devices, are described in the text and illustrated with combined drawings based on those adapted from a number of works (links in the text). The motivation for this work was to analyze the experience of developing the technology for preparing and conducting complex experiments in spacecraft orbits (including small spacecraft, sounding rockets and the Earth's surface), aimed at studying diverse auroral phenomena in the polar ionosphere, reflected in Ne gradients in various layers of the ionosphere, which are the main sources of problems in the propagation of transpolar signals. The atlas is mainly focused on the results of observations of auroral emissions, both in the visible region of the spectrum and in the vacuum ultraviolet region, obtained using orbital and ground-based imaging cameras, and imaging spectrographs, as well as precipitating particle flux spectrometers operating in relatively low polar orbits. All presented examples of small-scale auroral structures were chosen based on the condition that they were excited by precipitating electrons of the plasma sheet on the night side of the oval or in the daytime cusp, accelerated processes in the near magnetosphere, including Alfv?n waves and their fluctuations and resonances, and/or longitudinal electric fields and quasi-static field-aligned currents propagating down field lines towards the auroral ionosphere.
Keywords: atlas, polar ionosphere, irregularity scales, auroral emissions, auroral imagers, orbital diagnostics, methodology for control of the state of characteristics, propagation conditions of transpoolar signals
Information about sources of financing: -