Р. Лукьянова 1, 2 А. Козловский 3 1 Арктический и антарктический

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ КРУПНОМАСШТАБНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И СКОРОСТИ КОНВЕКЦИИ ВБЛИЗИ ГРАНИЦЫ ПОЛЯРНОЙ ШАПКИ Р. Лукьянова 1, 2 А.Козловский3 1 Арктический и антарктический научно-исследовательский институт 2 Институт космических исследований РАН 3 Геофизическая ОбсерваторияСоданкюля, Финляндия «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

2. Интерпретация данных измерений радара EISCAT на Шпицбергене (ESR). Радар находится в течение суток вблизи границы полярной шапки, переходя в зависимости от комбинации различных факторов из области открытых силовых линий геомагнитного поля в область замкнутыхлиний • Описание эксперимента • Статистическая зависимость скорости дрейфа ионосферной плазмы в районе наблюдений от параметров ММП • Оценка смещения границы полярной шапки и влияние этого смещения на зональный дрейф • Соотношение между ММП BY и зональной скоростью конвекции в различные часы местного времени «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

3. Расположение радара и направление лучей в эксперименте CP2 • 3-х позиционное 5-мин сканирование ~75° CGMLat • Две компоненты скорости: зональная VE (на восток) и меридиональная VN (на север) в различные часы MLT • В 2000-2008 в базе данных ESR содержится ~1300 часов измерений в СP2 моде • По сезонам: 57% - осень 24% - лето 16% - весна 3% - зима • По секторам MLT данные распределены практически равномерно. «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

4. Граница ПШ при различной ориентации Y-Z ММП Красная линия – граница ПШ при BZ>0, синяя линия – граница при BZ<0. Пунктир – положение ESR Положение OCB в координатах MLT-MLAT рассчитана по GEOPACK-2008 http://geo.phys.spbu.ru/~tsyganenko/modeling.html (Tsyganenko and Sitnov, 2005).Значения входных параметров модели соответствовали средним за период наблюдений Bz = ±2.7 нТ and By = ±3.4 нТ. «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

5. Структураконвекции, обусловленная BY ММП (1) Пересоединение на флангах: Эл. поле утро-вечер (2) ESW = –VSW BIMFРазность потенциалов между противоположными ПШ Дрейф плазмы через ПШ в антисолнечном направлении – одинаков для обоих знаков BY ПТ в (из) ионосферы в СВ и межполушарные ПТ; Дрейф плазмы вокруг полюсав противоположных направлениях для BY±. Эффект только в пределах ПШ «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

6. Декомпозиция картины конвекции на элементы, каждый из которых обусловлен своим собственным ММП-«драйвером» В пределах ПШ: P± = Dvs + DZ + DY0 + δDY± Ляцкий 1978 «Токовые системы…» DY ± = DY0 + δDY± BY>0 BY<0 P – полная система конвекции (P+, если BY>0; P-, если BY<0) Dvs – элемент, обусловленный квази-вязким взаимодействием DZ – пересоединение c ВZ ММП DY0 – пересоединение на флангах при BY≠0 δDY± - элемент, обусловленный межполушарной разностью потенциалов, создаваемой BY ММП «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

7. Оценка временного интервала Δt между ММП BY на 1 AU (OMNI) и VE в области измерений ESRРаспределение корреляции V и ММП BY по секторам MLT при BZ>0 и BZ<0 Максимальная корреляция между ММП BY на 1 AU и VE в области измеренийESR достигается при Δt=15 мин(BZ>0) и Δt=35 мин (BZ<0) t, мин «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

8. Зависимость скорости зонального течения плазмы VE от ММП BY при BZ>0и BZ<0 в восьми 3-х часовых MLT секторах BZ<0 BZ>0 +V 12 -BY +BY 18 06 -V 00 • Линейная зависимость VE от BY. Tечение на восток при BY>0 и на запад при BY<0. Скорость увеличивается с ростом величины BY. • При BZ<0 корреляция хуже, чем при Bz>0, т.е. более слабое влияние BY на VE • Разная корреляция и наклон линии регрессия в MLT секторах «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

9. Зависимость меридионального течения плазмы VN от ММП BY при BZ>0 и BZ<0 BZ>0 BZ<0 • На дневной стороне VN>0, а на ночной <0: трансполярное течение • В полуденном секторе зависимость лучше аппроксимируется двумя прямыми отдельно для BY>0 и BY<0 «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

10. Изменение корреляции между VE и ММП BY в зависимости от положения границы ПШ Широтное смещение OCB (ΔMlat/ΔBY) • В полдень-полночь нет связанного с BY смещения OCB.В 6 и 18 MLT – максимальное смещение • Максимальнй эффект BY в полдень и в 3 MLT: VE=60 m/s/nT(Bz<0)и40 m/s/nT (Bz>0) • Минимальный эффект BY около 18 MLT, а также в 7-8 MLT • Асимметрия утро-вечер: на утренней стороне эффект BY проявляется сильнее Наклон линии регрессии (VE/ BY) Коэффициент корреляции между VE и BY красный BZ>0, синийBZ<0 «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

11. Границы аврорального овала на меридиане утро-вечер по IMAGE WIC июль 2000 17-19MLT Данные по IMAGE: Freeman, BAS Среднечасовые значения черный – экваториальная граница овала, красный– приполюсная граница Асимметрия утро-вечер: на вечерней стороне границы смещаются больше, чем на утренней 05-07 MLT «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011

12. Выводы • Получены статистические характеристики зональной и меридиональной скоростей конвекции ионосферной плазмы над районом Шпицбергена, которые могут быть использованы для параметризации региональной модели ионосферного электрического поля и положения ПШ • Измерения ESR показывают, эффект ММП BY (зональный дрейф плазмы) проявляется особенно сильно в полуденном и послеполуночном секторах MLT. Обнаруживается асимметрия относительно меридиана полдень-полночь: действие BY ММП оказывается более эффективным на утренней стороне, чем на вечерней • На вечерней стороне границы ПШ и овала более подвижны, чем на утренней «Физика плазмыв солнечной системе», ИКИ РАН, 14/02/2011