Балансовая модель динамики питч - углового распределения электронов внешнего радиационного пояса при развитии циклотронной неустойчивости тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.29, кандидат наук Барсуков, Юрий Сергеевич

• Барсуков, Юрий Сергеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Барсуков, Юрий Сергеевич

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

Формулировка проблемы и её актуальность

Задачи диссертационной работы

Научная новизна работы

Научная и практическая ценность работы

Основные положения, выносимые на защиту

Личный вклад автора

Структура и объем диссертации

Апробация диссертационной работы

ГЛАВА 1. РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ЗЕМЛИ

1.1. Структура радиационных поясов

1.1.1. Кинематика частиц радиационных поясов

1.1.2. Феноменология радиационных поясов Земли

1.1.3. Ионные радиационные пояса

1.1.4. Электронные радиационные пояса

1.2. Основные физические процессы в радиационных поясах

1.2.1. Источники частиц

1.2.2. Механизмы потерь частиц

1.2.3. Радиальная диффузия частиц

1.2.4. Релятивистские электроны радиационных поясов

1.2.5. Плазмосфера

1.3. Волновые явления во внутренней магнитосфере

1.3.1. Электромагнитные колебания в магнитосфере

1.3.2. Низкочастотные электромагнитные волны

ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ БОЛЕЕ 100 КЭВ ПРИ РАЗВИТИИ ЦИКЛОТРОННОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ

2.1.Модель

2.2 Результаты расчётов

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ. ВЫСЫПАНИЙ ЭНЕРГИЧНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ ПО ДАННЫМ СПУТНИКА "МЕТЕОР ЗМ №1 ЗА 2002-2005 ГОДЫ

3.1. Зависимость от географической долготы точки наблюдения числа событий высыпаний энергичных электронов, зарегистрированных с борта спутника «Метеор ЗМ №1» в 2002-2005 годах

3.2. Зависимость от параметра Мак-Илвайна точки наблюдения числа событий высыпаний энергичных электронов, зарегистрированных с борта спутника «Метеор ЗМ №1» в 2002-2005 годах

3.3 Экспериментальное исследование высыпаний энергичных электронов по данным спутника «Метеор ЗМ №1» за 2002-2005 годы на примере напряжённости магнитного поля

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Балансовая модель динамики питч - углового распределения электронов внешнего радиационного пояса при развитии циклотронной неустойчивости»

ВВЕДЕНИЕ

Формулировка проблемы и её актуальность

Одной из актуальных задач исследований ближнего космоса является разработка моделей физических процессов в радиационных поясах Земли. Информация о состоянии радиационных поясов, их элементном и зарядовом составе, пространственно-энергетических характеристиках, спектрах и питч-угловых распределениях, вариациях во время бурь и суббурь постоянно пополняется. Это требует сложных и дорогих экспериментов на искусственных спутниках (ИСЗ), которые поддерживаются математическим моделированием физических процессов, протекающих в радиационных поясах. Возникающие при этом научные, методические и технические задачи эффективно решаются только в тесном контакте эксперимента и теории.

Помимо фундаментального аспекта у проблематики радиационных поясов имеется и прикладной аспект, связанный с практическим освоением ближнего космоса: потоки частиц РП представляют значительную опасность как для космонавтов, работающих на околоземных орбитах, так и для спутниковой электроники.

В течении четырёх лет с 2002 по 2005 годы на околоземной квазикруговой полярной орбите на высоте ~ 1000 км функционировал отечественный ИСЗ «Метеор ЗМ №1». В состав научной радиометрической аппаратуры этого спутника входил и гейгеровский датчик, регистрировавший временные вариации потока электронов с энергией более 100 кэВ во внешнем радиационном поясе. Анализ данных этих наблюдений показал, в частности, наличие большого числа событий высыпаний энергичных электронов с энергией свыше 100 кэВ из внешнего радиационного пояса.

Задачи диссертационной работы

Исходя из вышеизложенного, задачи данной диссертационной работы формулировались следующим образом:

Разработать математическую модель динамики питч-углового распределения электронов внешнего радиационного пояса при развитии циклотронной неустойчивости при условии, что мощность источника частиц в трубке магнитного поля меняется со временем плавно в масштабе периода изменения интенсивности волн и времени жизни частиц в магнитной ловушке. При этом возможно стационарное состояние, когда число поставляемых источником частиц равно потерям через магнитные пробки, обусловленным питч-угловой диффузией на электромагнитных волнах. То есть в рассматриваемой модели сохраняется баланс потока энергичных электронов: все энергичные частицы, поступающие в единицу времени от источника, высыпаются в две сопряжённые области на торцы. Электромагнитная волна предполагается в данной модели монохроматической, что справедливо для процессов, не связанных с существенной перестройкой сравнительно низкочастотного спектра электромагнитных волн.

Смоделировать эволюцию функции распределения энергичных электронов по питч-углам, а также рассчитать зависимость от времени потока высыпающихся в конус потерь электронов при развитии циклотронной неустойчивости на различных

На основании данных о событиях высыпаний собранных с борта ИСЗ «Метеор ЗМ №1» подтвердить, что наземные радиопередатчики СДВ-диапазона способствуют появлению высыпаний энергичных электронов из радиационных поясов.

По данным наблюдений высыпаний энергичных электронов в зависимости от (Ь, В) - координат, полученных со спутника «Метеор ЗМ №1», установить зоны внешнего радиационного пояса, в которых события высыпаний происходят чаще всего.

Научная новизна работы

Разработана оригинальная балансовая математическая модель динамики питч-углового распределения электронов внешнего радиационного пояса при развитии циклотронной неустойчивости при условии, что мощность источника частиц в трубке магнитного поля меняется со временем плавно в масштабе периода изменения интенсивности волн и времени жизни частиц в магнитной ловушке. Сохранение баланса потока энергичных электронов в рассматриваемой модели позволяет достаточно просто оценивать потоки электронов внешнего радиационного пояса, высыпающиеся в атмосферу при развитии циклотронной неустойчивости.

Сформулировано необходимое условие, которому должна удовлетворять минимальная величина электронной концентрации «холодной» (плазмосферной) плазмы в вершине геомагнитной силовой линии во внешнем радиационном поясе, для развития циклотронной неустойчивости на заданной оболочке при заданной энергии электронов внешнего радиационного пояса.

На основании данных о событиях высыпаний, собранных с борта ИСЗ «Метеор ЗМ №1» в 2002 - 2005 годах, удалось подтвердить, что и в этот период времени наземные радиопередатчики СДВ - диапазона способствовали появлению высыпаний энергичных электронов из радиационных поясов.

Построенные зависимости от (¿, В) -координат точки наблюдения высыпаний энергичных электронов (по данным спутника «Метеор ЗМ №1»), позволили установить зоны внешнего радиационного пояса, в которых события высыпаний происходили чаще всего в 2002-2005 годах.

Научная и практическая ценность работы

Научную и практическую ценность работы можно сформулировать следующим образом:

Разработана оригинальная балансовая математическая модель динамики питч-углового распределения электронов внешнего радиационного пояса при развитии циклотронной неустойчивости, позволяющая достаточно просто оценивать потоки электронов внешнего радиационного пояса, высыпающиеся в атмосферу при развитии циклотронной неустойчивости.

Предложена формула для оценки минимальной величины электронной концентрации «холодной» (плазмосферной) плазмы в вершине геомагнитной силовой линии во внешнем радиационном поясе, при которой циклотронная неустойчивость развивается на заданной I -оболочке для заданной энергии электронов внешнего радиационного пояса.

По данным о событиях высыпаний, собранных с борта ИСЗ «Метеор ЗМ №1» в 2002 - 2005 годах, подтверждено, что и в этот период времени наземные радиопередатчики СДВ-диапазона способствовали появлению высыпаний энергичных электронов из радиационных поясов.

Построенные по данным спутника «Метеор ЗМ №1» зависимости от (Ь,В) -координат точки наблюдения высыпаний энергичных электронов, позволили установить зоны внешнего радиационного пояса, в которых события высыпаний происходили чаще всего в 2002 - 2005 годах.

Основные положения, выносимые на защиту

Балансовая модель динамики питч-углового распределения электронов внешнего радиационного пояса при развитии циклотронной неустойчивости при условии, что число поставляемых источником частиц равно потерям через магнитные пробки, а перестройкой низкочастотного спектра электромагнитных волн можно пренебречь.

Результаты численного моделирования эволюции функции распределения энергичных электронов по питч-углам, и расчётов зависимости от времени потока высыпающихся в конус потерь электронов внешнего радиационного пояса при развитии циклотронной неустойчивости на различных

Зависимости числа высыпаний энергичных электронов с энергией более 100 кэВ, зарегистрированных с борта спутника «Метеор ЗМ№1» от (£, В) -координат и географической долготы.

Личный вклад автора

Все представленные к защите результаты, а именно:

• Балансовая модель динамики питч-углового распределения электронов внешнего радиационного пояса при развитии циклотронной неустойчивости при условии, что число поставляемых источником частиц равно потерям через магнитные пробки, а перестройкой низкочастотного спектра электромагнитных волн можно пренебречь;

• Результаты численного моделирования эволюции функции распределения энергичных электронов по питч-углам, и расчётов зависимости от времени потока высыпающихся в конус потерь электронов внешнего радиационного пояса при развитии циклотронной неустойчивости на различных ¿;

• Зависимости числа высыпаний энергичных электронов с энергией более 100 кэВ, зарегистрированных с борта спутника «Метеор ЗМ №1» от (¿, В) -координат и географической долготы;

получены лично автором.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав и заключения, содержит 124 страницы, 40 рисунков, 4 таблицы. Список литературы насчитывает 153 наименования.

Во Введении сформулирована тема диссертации, обоснована её актуальность, обозначены задачи работы, направления исследований и основные

положения, выносимые на защиту. Показана новизна полученных результатов, их научная и практическая ценность, а также описана структура диссертационной работы.

Первая глава диссертации представляет собой обзор литературы, относящейся к теме диссертации. Дано определение радиационных поясов и перечислены особенности их структуры. Описаны основные характеристики радиационных поясов, плазмосферы и электромагнитного излучения свистового диапазона.

Большинство частиц радиационных поясов Земли ранее входили в состав солнечного ветра, хотя часть протонов внутреннего пояса — это результат работы альбедного механизма пополнения радиационных поясов. Основными механизмами потерь частиц радиационных поясов являются перезарядка и циклотронная неустойчивость, приводящая, в конечном итоге, к высыпаниям этих частиц в атмосферу. Такой механизм потерь частиц радиационных поясов как циклотронная неустойчивость подразумевает генерацию электромагнитных волн, которые способны распространяться вдоль магнитного поля и отражаться от ионосферы. Частоты право-поляризованных электронно-циклотронных волн близки к гирочастотам электронов. Эти волны называют также вистлерами или свистами.

Приводятся основные характеристики плазмосферы и особенности её строения. Плазмосфера - это внутренняя область магнитосферы, по форме напоминающая тор, в которой доминирующую роль играет захваченная магнитным полем Земли холодная плазма с энергией менее 1-2 эВ и плотностью 100-1000 см-3. Основные ионы в плазмосфере - это ионы водорода с небольшой, 10-20%, добавкой ионов гелия и ещё меньшей, 5-10%, добавкой ионов кислорода. Плазмосфера начинается с высоты ~ 1000 км, где ионы водорода замещают ионы кислорода и становятся основным компонентом плазмы. Плазма, текущая днём вверх из ионосферы, остается на силовых линиях, коротируютцих вместе с Землей, и образует «облако» холодной тепловой плазмы вокруг Земли, простирающееся до расстояний в 4 -6 земных радиуса (ЛЕ).

Магнитосфера Земли является сложной плазменной системой, в которой могут генерироваться и распространяться разнообразные типы электромагнитных колебаний. В большей части магнитосферы плазменная частота а)р много больше гирочастоты электронов а)в. В такой плазме все колебания можно разделить на две большие группы - высокочастотные, с частотой порядка или больше шр и низкочастотные, с частотой порядка или меньше а)в - вплоть до гирочастоты ионов сос[ и меньше. Низкочастотные сигналы, на которых происходит резонансное рассеяние частиц, могут быть разбиты на две основные группы, связанные с различным характером их генерации:

Связанные с собственными излучениями околоземной плазмы сигналы от «внутренних источников», возникающие вследствие развития разного рода неустойчивостей в неравновесных областях магнитосферы и ионосферы;

Сигналы от так называемых «внешних источников», связанные с волнами и излучениями в плазме, возбуждаемыми волновыми воздействиями наземного (атмосферного) происхождения.

Во второй главе описывается разработанная в диссертации математическая модель развития циклотронной неустойчивости в вершине магнитной силовой трубки, содержащей волокно с повышенной концентрацией фоновой холодной плазмосферной плазмы. Источником энергичных электронов в трубке служит их дрейф поперёк неоднородного магнитного поля, то есть энергичные электроны с анизотропным распределением по скоростям поступают в рассматриваемую систему через боковую поверхность волокна.

Развитие циклотронной неустойчивости смоделировано решением системы двух уравнений, предложенной Г1.А. Беспаловым и В.Ю. Трахтенгерцем:

Первое - это уравнение диффузии по питч-углам для функции распределения энергичных частиц.

Второе - обыкновенное дифференциальное уравнение для амплитуды волны. Здесь:

X - синус питч-угла,

Р- функция распределения,

Ю — коэффициент питч-угловой диффузии,

/ — источник частиц,

Е - амплитуда волны,

V - полная скорость частицы.

В достаточно плотной холодной плазме плазмосферы, когда ш « а)в , преобладающей является диффузия по питч-углам, а диффузия по энергиям ослаблена в оов/оо раз. Для электронов с энергией порядка 100 кэВ и волн свистового диапазона в магнитосфере Земли это справедливо с достаточно высокой точностью. Поэтому в модели учитывается только диффузия по питч-углам.

Основной вклад во взаимодействие на циклотронном резонансе вносит область, примыкающая к центральному сечению магнитной ловушки - область минимума магнитного поля. С удалением от области минимума уменьшается число частиц, взаимодействующих с волной.

В условиях развития циклотронной неустойчивости в системе накапливаются электромагнитные волны, которые рассеивают энергичные электроны на торцы. Если мощность источника частиц в трубке магнитного поля меняется со временем плавно в масштабе периода изменения интенсивности волн и времени жизни частиц в магнитной ловушке, то, по крайней мере, в принципе, можно ожидать, что возможно стационарное состояние. При этом число поставляемых источником частиц равно потерям через магнитные пробки, обусловленные питч-угловой диффузией на электромагнитных волнах.

В такой постановке задачу удалось свести к дифференциальному уравнению:

ехр

С

20

V + -у (2Хс + Хт) - С2оХтШ,Хт) + Х2с)

ал/,

дх2 дх 2Хс+Хт-ЗХ?Хт

ьл

1 дN

с граничными условиями: Х = Хс

иц.Хс) = 0

Хс =

ь ь 4-

X Хт

= Т 2

1+-Ч

и начальным условием:

Ь = О

Л^оО) =Х~Хс

Здесь £ = Е/т0с2, Е - кинетическая энергия, V - скорость, т0 - масса покоя электрона, с — скорость света. Для электрона т0с2 = 510,9 кэВ.

Это краевая задача проинтегрирована численно. По найденной функции распределения энергичных электронов по питч-углу рассчитана скорость поступления в 1 см"5 плазменного волокна энергичных частиц в интервале питч-углов (ХсХт) ^ что позволяет вычислить поток энергичных частиц, высыпающихся из плазменного волокна в атмосферу.

По результатам проведённых в диссертации численных расчётов можно заключить следующее. При малых Ь (2,5-3) на функции питч-углового распределения энергичных электронов формируется деформация в виде плато. При Ь от 3 до 6 плато почти не формируется. При больших Ь (Ь=7, см. рис. 1) плато на функции распределения возникает вновь.

Energetic partical pitch angle distribution, cm-3

xlO-3

I» -

"Пте Бес

sin of the equatorial pitch angle

Рис.1. Пример эволюции во времени функции распределения энергичных

электронов (Ь=7).

Наличие плато на функции распределения отражает факт существования минимальной продольной энергии электронов №т1п = ту^^/2 , взаимодействующих с волнами на циклотронном резонансе. Электроны с И^ц > Ищи испытывают питч-угловое рассеяние на волнах и высыпаются из геомагнитной ловушки через конус потерь, частицы с И/ц < IМт1П не принимают участие в резонансном взаимодействии.

Несмотря на простоту конструкции, разработанная в диссертации модель позволяет понять, что наиболее благоприятные условия для формирования «плато» на функции распределения энергичных электронов по питч-углам, и,

следовательно, для высыпания этих электронов в торцы магнитной силовой трубки формируются на внутренней (¿ = 2,55) и внешней (¿ = 7) кромках радиационного пояса.

В третьей главе диссертации проведён анализ данных, полученных с установленных на борту ИСЗ «Метеор ЗМ №1» гейгеровских датчиков, регистрировавших во внешнем поясе электроны с энергией более 100 кэВ. Измерения происходили в течение 2002 - 2005 годов.

В ряде экспериментов по распространению ОНЧ-сигналов от наземных передатчиков было обнаружено, что такие сигналы могут искусственно возбуждать волны в ионосфере на частоте посылки исходного сигнала -триггерные излучения, то есть широкополосные излучения с полосой частот, лежащих в частотном диапазоне от нескольких герц до сотен герц.

Кроме того, в процессе распространения через ионосферу модулированных КВ-волн от наземных КВ-передатчиков возникает и излучение на частоте модуляции. Такое излучение также способно проникать из ионосферы не только к Земле, но и в магнитосферу.

Полученная в диссертации статистика событий высыпаний энергичных электронов, зарегистрированных с борта ИСЗ «Метеор ЗМ №1» в 2002-2005 годах (см. рис. 2) свидетельствует в пользу вышеизложенных соображений.

Обработка данных о событиях высыпаний, зарегистрированных с борта ИСЗ «Метеор - ЗМ №1» показала, что события высыпаний происходят в основном на долготах со значениями ~ 30, 100-120 и 360 градусов, а так же, что наблюдается минимум в районе ~ 200-300 градусов.

■ 2002

■ КОЗ

■ 200« ■ 2005

10203040 50 60 70 80 90 100110 120130 140 150160 170180 190200 210220 230 240250 260270 280 290 300 310 320 330 340 350 360

Рис. 2. Сводная гистограмма распределения событий высыпаний энергичных электронов в зависимости от долготы за 2002-2005 годы

Если сравнить долготы, на которых чаще всего появлялись высыпания энергичных электронов из радиационных поясов в период работы на орбите ИСЗ «Метеор ЗМ №1», с долготами мест, где расположены наземные передатчики, то можно сделать вывод о том, что наземные радиопередатчики СДВ-диапазона способствуют появлению высыпаний энергичных электронов из радиационных поясов..

Известно [92], что для типичных значений плотности холодной плазмы и функции распределения энергичных (>150кэВ) захваченных частиц поток высыпающихся частиц тем больше, чем больше номер оболочки. Циклотронная неустойчивость в радиационных поясах развивается при достаточно высоких -надкритических - уровнях потоков высокоэнергичных частиц [152]. Вблизи экваториальной плоскости критические для циклотронной неустойчивости потоки

на I > 3,5

П> м-2-с-1

То есть, чем больше номер оболочки (Ь), тем меньшие потоки электронов внешнего радиационного пояса нужны для развития циклотронной неустойчивости.

С другой стороны, известно, что наиболее мощное естественное радиоизлучение наблюдается на ¿~3 — 4 (на внешней кромке зазора между внешним и внутренним электронными поясами), по-видимому, непосредственно над плазмопаузой.

Вышеизложенные соображения иллюстрирует статистика высыпаний высокоэнергичных электронов из внешнего радиационного пояса, зарегистрированных аппаратурой ИСЗ «Метеор ЗМ №1» в 2002 - 2005 годах: высыпания энергичных электронов чаще происходят на оболочках, соответствующих внешней и внутренней границам внешнего радиационного пояса.

Триггерное излучение может приводить к образованию аномалий в энергетических спектрах и электронов внутреннего пояса (с энергией > 130 кэВ), например, на Ь = 1,4 — 1,8 [87, 90]. На низких оболочках бортовой аппаратурой ИСЗ «Метеор ЗМ №1» также зафиксированы высыпания, однако их количество не позволяет говорить о статистике.

Практически полное отсутствие в данных наблюдений с борта ИСЗ «Метеор ЗМ №1» событий высыпаний при больших значениях В объясняется тем, что коэффициент питч-угловой диффузии убывает с ростом напряжённости геомагнитного поля по квадратичному закону.

С другой стороны, при достаточно малых В высыпаний зарегистрировано тоже немного, что объясняется геометрией внешнего радиационного пояса (зона расположения внешнего радиационного пояса проецируется вдоль геомагнитных

силовых линий на среднеширотные области, где значения В, вообще говоря, не слишком малы). Согласно наблюдениям с борта ИСЗ «Метеор ЗМ №1» события высыпаний в 2002 - 2005 годах происходили, в основном на интервалах напряженности геомагнитного поля от 0,34 до 0,4 Гс.В заключении содержатся выводы и основные результаты диссертации. Сформулированы предложения о возможном применении результатов, полученных в диссертации.

Апробация диссертационной работы

Результаты, полученные и описанные в диссертации, докладывались и обсуждались на научных конференциях, посвященных 70-летию первой дрейфующей экспедиции СП-1 (Москва, 2009), 55-летию Института прикладной геофизики имени академика Е.К. Фёдорова (Москва, 2011).

Основные результаты, изложенные в диссертации, были опубликованы в журналах из списка ВАК:

Барсуков Ю.С. Модель высыпаний электронов с энергией более 100 кэВ при развитии циклотронной неустойчивости в радиационных поясах Земли // Известия Пензенского государственного педагогического университета им. В.Г. Белинского. 2011. № 26. С. 418^124. А также:

Барсуков Ю.С. Пример вычисления фрактальной размерности для событий высыпаний энергичных частиц из радиационных поясов // Труды Института прикладной геофизики имени академика Е.К.Фёдорова, выпуск 87. Москва ИПГ. 2008

Барсуков Ю.С. Модель динамики электронов с энергией более 100 кэВ при развитии циклотронной неустойчивости // Труды Института прикладной геофизики имени академика Е.К.Фёдорова, выпуск 90. Москва ИПГ. 2011 Барсуков Ю.С. Экспериментальное исследование высыпаний энергичных электронов по данным спутника «Метеор ЗМ №1» за 2002 год // Труды Института

прикладной геофизики имени академика Е.К.Фёдорова, выпуск 90. Москва ИПГ. 2011

Барсуков Ю.С. Зависимость от долготы числа событий высыпаний энергичных электронов, зарегистрированных спутником «Метеор ЗМ» №1 в 2002-2005 гг. // Гелиогеофизические исследования, выпуск 2. 2012

Барсуков Ю.С. Зависимость числа событий высыпаний энергичных электронов на спутнике «Метеор ЗМ» №1 от напряжённости магнитного поля и параметра Мак-Илвайна в 2002-2005 гг. // Гелиогеофизические исследования, выпуск 3. 2013

ГЛАВА 1. РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ЗЕМЛИ 1.1. Структура радиационных поясов

Наша планета окружена кольцами очень горячих электронов и ионов с энергиями от -10 кэВ до десятков МэВ. Эта область пространства, получившая название радиационных поясов (РП), располагается на расстоянии от 2 до 6 радиусов от центра Земли (радиус Земли ЯЕ ~ 6400 км). Различают внутренний и внешний радиационные пояса, находящиеся, соответственно, на расстоянии 23 Яе и 3.5-6 ЯЕ- Радиационные пояса Земли открыты в 1958 г.: внутренний пояс протонов — в экспериментах на ИСЗ «Ехр1огег-1, -3», проводившихся под руководством Дж. Ван Аллена (США), внешний электронный пояс — в экспериментах на 3-м советском спутнике, проводившихся под руководством С.Н. Вернова и А.Е. Чудакова (Россия).

РП Земли, состоящие, в основном, из электронов и протонов, заполняют практически всю область дипольного/квазидипольного магнитного поля в магнитосфере Земли. Более тяжелые заряженные частицы (ионы и ядра атомов с Z>l) вносят незначительный вклад (порядка нескольких процентов) в полное число частиц РП (~Ю29-1030).

На рис. 3 приведено усредненное пространственное распределение потоков протонов РП по данным ИСЗ серии «Электрон» [149].

На этом рисунке Земля изображена в виде окружности; по горизонтальной оси отложено расстояние от центра Земли Ь = Я/ ЯЕ.

Е>30 МэВ Е>1 МэВ

Рис. 3. Изолинии усредненных потоков протонов с Е >30 МэВ (слева) и Е >1 МэВ (справа) в меридиональном сечении PU. Для протонов с Е >30 МэВ приведены изолинии J = 102, 103, 101 и 3 • 104 см 2- с ', а Оля протонов с Е>1 МэВ — изолинии J = 102, 103, 10\ 105, 106, 3 ■ 106 и 10' см с (Пунктирными линиями в правой части рисунка нанесены магнитные силовые линии)

1.1.1. Кинематика частиц радиационных поясов

Траектории частиц РП - это спирали, витки которых сжимаются и сближаются между собой по мере увеличения локальной индукции поля вдоль магнитной силовой линии (см. рис. 4). Центр витка спирали (мгновенный центр вращения) называется ведущим центром, радиус кривизны спирали — ларморовским радиусом или гирорадиусом частицы. Гирорадиус пропорционален импульсу частицы, отнесенному к её заряду, и обратно пропорционален индукции магнитного поля. Для электронов РП гирорадиус не превосходит нескольких километров, а для протонов он достигает нескольких сотен километров.

\ Ллрморовское ^-^О

\ ¿Г

V

вращение частицы То'«-..! VII .! О'МИЯ

Щ- иф

кн'(П рп нов

Магнитная !

иповдя линия \/

Рис.4. Основные виды движений заряжённых частиц радиационных поясов: ларморовское (вращательное), вокруг магнитной силовой линии; колебательное

вдоль поля с отражением на малых высотах и азимутальный дрейф частиц вокруг Земли (протоны и электроны дрейфуют в противоположные стороны).

Ведущий центр частицы осциллирует вдоль магнитной силовой линии; точки поворота расположены в так называемых зеркальных точках. Положение этих точек зависит только от экваториального питч-угла а0 частицы: Вт=Во51п2а0, где Вт— индукция поля в зеркальной точке, а В0 — в вершине той же силовой линии. Отношение В„,/В() (пробочное отношение) не зависит от энергии, массы и заряда частицы. Неоднородность магнитного поля В в направлении, перпендикулярном к его силовым линиям, вызывает дрейф ведущего центра перпендикулярно В и V/?.

Траектории частиц с а0=90° лежат в плоскости геомагнитного экватора; по мере уменьшения а0 зеркальные точки приближаются к Земле, и при достаточно малых а0 частица гибнет в верхних слоях атмосферы. Для дипольного поля с индукцией в экваториальной плоскости В()(Ь) раствор экваториального конуса потерь а0с= агсз1п(В0/В)]'2, где В — индукция поля на той же силовой линии у поверхности Земли (точнее — у верхней границы атмосферы, на высоте И ~ 100 км). Величина возрастает с уменьшением от ~2° на ¿=7 до ~16° на Ь=2. Конус потерь расширяется также и при смещении точки наблюдения от экваториальной плоскости к Земле (вдоль магнитной силовой линии). В области азимутально-несимметричного поля а0с зависит не только от Ь, но и от местного времени МЬТ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Барсуков, Юрий Сергеевич, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1 Альвен X., Фёльтхаммар К.-Г. Космическая электродинамика: Основные принципы. — М.: Мир, 1967. — 260 с.

2 Ахиезер А.И., Ахиезер И.А., Половин Р.В. и др. Электродинамика плазмы. — М.: Наука, 1979.— 720 с.

3 Барсуков Ю.С. Зависимость от долготы числа событий высыпаний энергичных электронов, зарегистрированных спутником «Метеор ЗМ» №1 в 2002-2005 гг. // Гелиогеофизические исследования, выпуск 2. 2012

4 Барсуков Ю.С. Зависимость числа событий высыпаний энергичных электронов на спутнике «Метеор ЗМ» №1 от напряжённости магнитного поля и параметра Мак-Илвайна в 2002-2005 гг. // Гелиогеофизические исследования, выпуск 3. 2013

5 Барсуков Ю.С. Модель высыпаний электронов с энергией более 100 кэВ при развитии циклотронной неустойчивости в радиационных поясах Земли // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2011. № 26. С. 418-424.

6 Барсуков Ю.С. Модель динамики электронов с энергией более 100 кэВ при развитии циклотронной неустойчивости // Труды Института прикладной геофизики имени академика Е.К.Фёдорова, выпуск 90. Москва ИПГ. 2011

7 Барсуков Ю.С. Пример вычисления фрактальной размерности для событий высыпаний энергичных частиц из радиационных поясов // Труды Института прикладной геофизики имени академика Е.К.Фёдорова, выпуск 87. Москва ИПГ. 2008

8 Барсуков Ю.С. Экспериментальное исследование высыпаний энергичных электронов по данным спутника «Метеор ЗМ №1» за 2002 год // Труды Института прикладной геофизики имени академика Е.К.Фёдорова, выпуск 90. Москва ИПГ. 2011

9 Башкиров В.Ф., Ковтюх A.C. Стационарные питч-угловые распределения протонов радиационных поясов Земли в области сильной диссипации // Геомагн. и аэрономия. 1995а. Т. 35, №4. С. 8-21.

10 Беспалов П.А., Вагнер Х.-У., Графе А., Трахтенгерц В.Ю. Циклотронная неустойчивость в плазмосфере при наличии переноса частиц поперек L-оболочек // Геомагн. и аэрономия. 1983. Т. 23, №3. С. 497-498.

11 Беспалов П.А., Трахтенгерц В.Ю. Альфвеновские мазеры. — Горький: ИПФ АН СССР, 1986. — 190 с.

12 Беспалов П.А., Трахтенгерц В.Ю. Циклотронная неустойчивость радиационных поясов Земли // Вопросы теории плазмы. Вып. 10 / Под.ред. М.А. Леонтовича. — М.: Атомиздат, 1980. — С. 88-163.

13 Горчаков Е.В., Афанасьев В.Г., Афанасьев К.Г. и др. Изучение быстрыхзаряженных частиц с помощью черенковского детектора на ИСЗ «Космос-900» // Изв. вузов Физ. 1987. №10. С. 69-74.

14 Горяинов М.Ф., Панасюк М.И., Сенкевич В.В. Моделирование распределений энергичных ионов в радиационныхпоясахЗемли // КИ. 1987. Т. 25, №4. С. 556-565.

15 Гоцелюк Ю.В., Кузнецов С.Н., Кузнецова В.А. и др. Рассеяние протонов радиационного пояса на свистовой моде ОНЧ-излучений // КИ. 1985. Т. 23, №5. С. 729735.

16 Григорян O.P., Емельяненко С.Н., Кузнецов С.Н. Структура и динамика потоков высыпающихся электронов. -Космич. Исслед., 1981, т. 19, с.559

17 Григорян О.С., Кузнецов С.Н. Промышленная деятельность человека как возможная причина высыпания электронов из радиационных поясов. - в сб. «Низкочастотные излучения в ионосфере Земли», Апатиты, 1981, с.77

18 Грингауз К.И. Ракетные измерения электронной концентрации в ионосфере при помощи ультракоротковолнового дисперсионного интерферометра // ДАН СССР. 1958. Т. 120. С.1934-1938.

19 Грингауз К.И., Безруких В.В., Озеров В.Д. Результаты измерений концентраций положительных ионо в в ионосфере методом ионныхловушек на третьем советском спутнике Земли // Искусственные спутники Земли. 1961. Т. 6. С. 63-100.

20 Грингауз К.И., Безруких В.В., Озеров В.Д., Рыбчинский P.E. Изучение межпланетного ионизованного газа, энергичныхэлектронов и корпускулярного излучения Солнца при помощи трехэлектродных ловушек заряженных частиц на второй советской космической ракете //ДАН СССР. 1960. Т. 131. С. 1302-1304.

21 Гульельми A.B., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. — М.: Наука, 1973. — 208 с.

22 Демехов А.Г., Трахтенгерц В.Ю. О динамике магнитосферного циклотронного КНЧ—ОНЧ мазера в режиме лампы обратной волны. I. Исходные уравнения и результаты в приближении однородного магнитного поля // Изв. вузов Радиофиз. 2005. Т. 48, №9. С. 719-729.

23 Дёминов. М.Г., Ионосфера Земли, в кн. Плазменная гелиофизика (ред. JIM. Зелёный, И.С. Веселовский), М., Физматлит, 2008, т.2, стр.91- 163

24 Дорман Л.И., Козин ИД. Космическое излучение в верхней атмосфере, М., Наука, 1982, 150 с.

25 Зотов ОД., Каминер A.JT. Статистический анализ эффектов искусственного воздействия на ионосферу. - в сб. «Влияние мощного радиоизлучения на ионосферу», Апатиты, 1979, с. 150

26 Ильин В.Д., Ильин И.В., Кузнецов С.Н. Стохастические неустойчивости заряженных частиц в геомагнитной ловушке во время магнитныхбурь // КИ. 1988. Т. 26, №3. С. 420-429.

27 Ильин В.Д., Кузнецов С.Н. Неадиабатические эффекты движения частиц в статическом дипольном поле и в переменныхв о времени полях // VII Ленинградский международный семинар. — Л.: ЛФТИ, 1975. — С. 269—278.

28 Ильин В.Д., Кузнецов С.Н., Панасюк М.И., Сосновец Э.Н. Неадиабатические эффекты и граница захвата протонов радиационных поясов Земли // Изв. АН СССР Физич. 1984. Т. 48, №11. С. 2200-2203.

29 Ковтюх A.C. Резонанс ионов кольцевого тока с дрейфовыми волнами // КИ. 1998. Т. 36, №2. С. 142-155.

30 Ковтюх A.C., Мартыненко Г.Б., Сосновец Э.Н. и др. Вариации энергетическихспектров ионов Н+, Не2+ и 0+ кольцевого тока в околополуночном секторе геостационарной орбиты //КИ. 1995а. Т. 33, №3. С. 237-242.

31 Ковтюх A.C., Мартыненко Г.Б., Сосновец Э.Н. Сравнительный анализ энергетических спектров ионов Н+, Не2+ и 0+ кольцевого тока в полуденном и полуночном секторах геостационарной орбиты // КИ. 1995b. Т. 33, №4. С. 350-354.

32 Ковтюх A.C., Мартыненко Г.Б., Сосновец Э.Н. Суточный ход энергетических спектров ионов Н+, Не2+ и 0+ кольцевого тока на геостационарной орбите по данным ИСЗ «Горизонт-35» // КИ. 1995с. Т. 33, №5. С. 455^62.

33 Ковтюх A.C., Панасюк М.И., Власова H.A., Сосновец Э.Н. Сравнительный анализ долговременныхвариаций многокомпонентного ионного кольцевого тока по данным геостационарного ИСЗ «Горизонт» //КИ. 1990. Т. 28, №5. С. 743-749.

34 Ковтюх A.C., Панасюк М.И., Радиационные пояса Земли, в кн. Плазменная гелиогеофизика (ред. J1.M. Зелёный, И.С. Веселовский), М., Физматлит, 2008, т. 1, стр.510-534.

35 Мигулин В.В. и др. Обнаружение эффектов воздействия землетрясений на ОНЧ-КНЧ-шумы во внешней ионосфере. - Препр. ИЗМИР АН, 1982, М., №25(390)

36 Молчанов O.A. Нелинейные эффекты воздействия мощного низкочастотного излучения на ионосферу и магнитосферу Земли. - в кн. «Низкочастотные излучения в ионосфере и магнитосфере Земли», Апатиты, 1981, с. 18

37 Молчанов O.A. Нелинейные эффекты воздействия мощных ОНЧ-волн на магнитосферно-ионосферную плазму. - Изв. Вузов, Радиофизика, 1977, т.20, с. 1763

38 Молчанов O.A., Мальцева O.A., Рутисов А.Е. Циклотронно-резонансное усиление ОНЧ-волн в магнитосфере Земли. - в кн. «Низкочастотные волны и сигналы во внешней ионосфере», Апатиты, 1974, с.67

39 Павлов H.H., Тверская J1.B., Тверской Б.А., Чучков Е.А. Вариации энергичныхчастицрадиационныхпоясов во время сильной магнитной бури 24 - 26 марта 1991 г. //Геомагн. и аэрономия. 1993. Т. 33, №6. С. 41^16.

40 Пудовкин М.И., В.П. Козелов, J1.JI. Лазутин, O.A. Трошичев, А.Д. Чертков Физические основы прогнозирования магнитосферных возмущений Изд. "Наука", Ленингр. отд., Л., 1977, 269-270 с.

41 Распопов О.М., Клейменова Н.Г. Возмущения электромагнитного поля Земли. В 3 т. Т. 3. — Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1977. — 144 с.

42 Рёдерер X. Динамика радиации, захваченной геомагнитным полем. — М.: Мир, 1972. — 192 с.

43 Тверской Б.А. Динамика радиационныхпоясов Земли. — М.: Наука, 1968. — 223 с.

44 Тверской Б.А. Механизм формирования структуры кольцевого тока магнитных бурь //Геомагн. и аэрономия. 1997. Т. 37, №5. С. 29-34.

45 Трахтенгерц В.Ю. О механизме генерации ОНЧ-излучения во внешнем радиационном поясе Земли // Геомагн. и аэрономия. 1963. Т. 3, №3. С. 442-451.

46 Трахтенгерц В.Ю., Демехов А.Г., Магнитосферные циклотронные мазеры, в кн. Плазменная гелиогеофизика (ред. Л.М. Зелёный, И.С. Веселовский), М., Физматлит, 2008, т.1, стр.552-569

47 Трахтенгерц В.Ю., Тагиров В.Р., Черноус С.А. Проточный циклотронный мазер и импульсные ОНЧ излучения // Геомагн. и аэрономия. 1986. Т. 26, №1. С. 99-106.

48 Франк-Каменецкий Д.А. Лекции по физике плазмы. — М.: Атомизат, 1968. — 280 с.

49 Шабанский В.П. Явления в околоземном пространстве. — М.: Наука, 1972. — 272 с.

50 Шкляр Д.Р., Некоторые сведения по физике плазмы, в кн. Плазменная гелиогеофизика (ред. Л.М. Зелёный, И.С. Веселовский), М., Физматлит. 2008, т.2, стр.390-494.

51 Adams J.H., Garcia-Munoz М., McGuire R.E. et al. The charge state of the anomalous component of cosmic rays //ApJ. 1991. V. 375, №2. P. 45-48.

52 Baker D.N., Blake J.B., Klebesadel R.W. Highbie P.R. Highly relativistic electrons in the Earth's outer magnetosphere, 1. Lifetimes and temporal history // JGR. 1986. V. 91. P. 4265-4276.

53 Baker D.N., Pulkkinen T.I., Li X. et al. A strong SME-related magnetic cloud interaction with the Earth's magnetosphere: ISTP observations of rapid relativistic electrons acceleration on May 15, 1997 // GRL. 1998. V. 25, No. 15. P. 2975-2978.

54 Bashkirov V.F., KovtyukhA.S., Panasyuk M.l. Influence of charge exchange and Coulomb collisions on proton pitch angle distributions form in the Earth's radiation belts // Adv. SpaceRes. 1996b. V. 17(10). P. 25-28.

55 Bell T.F., Cuette J.P., Inan U.S. ISEE-1 observations of VLF line radiations in the Earth's magnetosphere. - J. Geophys. Res., 1982, v.87, p.3530

56 Bell T.F., Inan U.S., Helliwell R.A. Nonducted coherent VLF waves and associated triggered emissions observed on the ISEE-1 satellite. - J. Geophys. Res., 1981, v.66, p.4649

57 Birn J., Hesse M., Schindler K. Formation of thin current sheets in space plasmas // JGR. 1998. V. 103(A4). P. 6843-6852.

58 Birn J., Thomsen M.F., Borovsky J.E. et al. Substorm electron injections: Geosinchronous observations and test particle simulations // JGR. 1998. V. 103(A5). P. 92359248.

59 Biswas S., Durgaprasad N. Skylab measurements of low-energy cosmic rays // Space Sci. Rev. 1980. V. 25. P. 285-327.

60 Blake J.B., Kolasinski W.A., Fillius R.W., Mullen E.G. Injection of electrons and protons with energies of tens of MeV into L < 3 on March 24, 1991 // GRL. 1992. V. 19(8). P. 821-824.

61 Boerner W.M. et al. Impacts of solar and auroral storms on power line systems. - Space Sci. Rev., 1983, v.35, p. 195

62 Bogott F.H., Mozer F.S. ATS-5 observations of energetic proton injection // JGR. 1973. V. 78(34).P. 8113-8118.

63 Boullough K., Kaiser T.R. Ariel 3 and 4 studies of power line harmonic radiation. - in "Wave instabilities space plasma" Proc. Symp.2, Helsinki, 1978, p.37

64 Boullough K., Tatnall A.R.L., Denby M. Manmade ELF/VLF emissions and the radiation belts. - Nature, 1976, v.260, p.401

65 Bullough K., T.R. Kaiser T.R., Strangeways H.J. Unintentional man-made modification effects in the magnetosphere. - J. Atmosp. And Terr. Phys., 1985, v.47, p. 1211

66 Bullough K.. Satellite observations of power line harmonic radiation. - Space Sci. Rev., 1983, v.35, p. 175

67 Carpenter D.L. Remote sensing the Earth's plasmasphere // Radio Science Bull. 2004. V. 308.P. 13-29.

68 Carpenter D.L. Whistler evidence of a 'knee' in the magnetospheric ionization density profile//JGR. 1963. V. 68. P. 1675-1682.

69 Carpenter D.L. Whistler measurements of the equatorial profile of magnetospheric electron density // Progress in Radio Science 1960-1963. V. Ill: The Ionosphere / Ed. G.M. Brown. — Amsterdam: Elsevier, 1965. — P. 76-91.

70 Carpenter D.L. Whistler studies of the plasmapause in the magnetosphere, I. Temporal variations in the position of the knee and some evidence on plasma motions near the knee // JGR. 1966. V. 71. P. 693-709.

71 Carpenter D.L., Bao Z.T.. Occurrence properties of ducted whistler-mode signals from the new VLF-transmitter at Siple station, Antarctica. - J. Geophys. Res., 1983, v.88, p.7051

72 Carpenter D.L., Giles B.L., Chappell C.R. et al. Plasmaspheric dynamics in the duskside bulge region: A new look at an old topic // JGR. 1993. V. 98. P. 19243-19271.

73 Demekhov A.G., Trakhtengerts V.Y. A mechanism of formation of pulsating aurorae // JGR. 1994. V. 99, No. 4. P. 5831-5841.

74 Dowden R.L., McKay A.D., Amon L.E.S.. Linear and nonlinear amplification in the magnetosphere during a 6.6 kHz transmission. - J. Geophys. Res., 1978, v.83, p. 169

75 Dowden R.L., Rycraft M.J. Wave injection experiments and wave particle interaction. -Space Res., 1976, v. 16, p.613

76 Fok M.-C., Moore T.E., Spjeldvik W.N. Rapid enhancement of radiation belt electron fluxes due to substormdipolarization of the geomagnetic field // JGR. 2001. V. 106(A3). P. 3873-3882.

77 Fraser-Smith A.C. Effects of man on geomagnetic activity and pulsations. - Adv. Space Res., 1981, v.l,p.455

78 Falthammar C.-G. Diffusion and acceleration in the Earth's radiation belts // Solar-Terrestrial Physics / Ed. E.D. Dyer. — Dordrecht-Holland: D. Reidel. 1972. — P. III. P. 270296.

79 Gamier M. et al. Stimulated wave-particle interactions during high-latitude ELF-wave injection experiments. - J. Geophys. Res., 1982, v.87, p.2347

80 Helliwell R.A. et al. VLF line radiation in the earth's magnetosphere and its association with power system radiation. - J. Geophys. Res., 1975, v.80, N31, p.4249

81 Helliwell R.A. VLF wave injections from the ground. - in "Active Exp. Space" Proc. Int. Symp., Alpbach, 24-28 May, 1983, Paris, p.3

82 Helliwell R.A., Carpenter D.L., Miller T.R.. Power threshold for growth of coherent VLF signals in the magnetosphere. - J. Geophys. Res., 1980, v.85, p.3360

83 Helliwell R.A., Katsufrakis J.P. VLF-wave injection into the magnetosphere from Siple station, Antarctica - J. Geophys. Res., 1974, v.79, p.2511

84 Hovestadt D., Gloeckler G., Fan C.Y. et al. Evidence for solar wind origin of energetic heavy ions in the Earth's radiation belt // GRL. 1978. V. 5(12). P. 1055-1057.

85 Imhof W.L. et al. The L shell region of importance for waves emitted at ground level as a loss mechanism for trapped electrons > 68 keV. - J. Geophys. Res., 1984, v.89, p.10827

86 Imhof W.L. et al. The significance of VLF transmitters in the precipitation of inner belt electrons. - J. Geophys. Res., 1981, v.86, p. 11225

87 Imhof W.L., Gaines E.E., Reagan J.B. Dynamic variations of intensity and energy spectra of electrons from the inner radiation belt. - J. Geophys. Res., 1973, v.78, p.4568

88 Imhof W.L., Gaines E.E., Reagan J.B. Evidence for the resonance precipitation of energetic electrons from the slot region of the radiation belts. - J. Geophys. Res., 1974, v.79, p.3141

89 Imhof W.L., Nightingale R.W. Relativistic electron enhancements observed over range of L shells trapped at high altitudes and precipitating at low altitudes into the atmosphere // JGR. 1992. V. 97(A5). P. 6397-6403.

90 Imhof W.L., Reagan J.B., Gaines E.E. The energy selective precipitation of inner zone electrons. - J. Geophys. Res., 1978, v.83, p.4245

91 Inan U.S. et al. Wave induced precipitation as a loss process for radiation belt particles. -Adv. Space Res., 1985, v.5, p.243

92 Inan U.S., Chang H.C., Helliwell R.A. Electron precipitation zones around major ground-based VLF signal sources. - J. Geophys. Res., 1984, v.89, p.2891

93 Inan U.S., Helliwell R.A. DE-1 observations of VLF transmitter signals and wave-particle interactions in the magnetosphere. - Geophys. Res. Lett., 1982, v.9, p.917

94 Jentsch V. The radial distribution of radiation belt protons: Approximate solution of the steady state transport equation at arbitrary pitch angle // JGR. 1984. V. 89(A3). P. 1527-1539.

95 Kim H.-J., Chan A.A., Wolf R.A., Birn J. Can substorms produce relativistic outer belt electrons?//JGR. 2000. V. 105(A4). P. 7721-7736.

96 Koons H.C. et al. A controlled VLF phase reversal experiment in the magnetosphere. -J. Geophys. Res., 1976, v.l, p.5536

97 Koons H.C., Edgar B.C., Vampola A.L. Precipitation of inner zone electrons by whistler mode waves from the VLF transmitter UMS and NWC. - J. Geophys. Res., 1981, v.86, p.640.

98 Kotova G.A., Bezrukikh V.V., Verigin M.I., Lezhen L.A. Temperature and density variations in the dusk and dawn plasmasphere as observed by INTERBALL-TAIL in 1999— 2000 // Adv. Space Res. 2002. V. 30. P. 1831-1834.

99 Kremser G., Korth A., Ullaland S. et al. Energetic electron precipitation during a magnetosphericsubstorm and its relationship to wave particle interaction // JGR. 1986. V. 91(A5). P. 5711-5718.

100 Krimigis S.M. Alpha particles trapped in the Earth's magnetic field // Particles and Fields in the Magnetosphere / Ed. B.M. McCormac. — Dordrecht-Holland: D. Reidel. 1970. — P. 364-379.

101 Krimigis S.M., Gloeckler G., McEntire R.W. et al. Magnetic storm of September 4, 1984: A synthesis of ring current spectra and energy densities measured with AMPTE/CCE // GRL. 1985. V. 12(5). P. 329-332.

102 Lanzerotti L.J. Penetration of solar protons and alphas to the geomagnetic equator // Phys. Rev. Lett. 1968. V. 21. P. 929-933.

103 Lanzerotti L.J., Webb D.C., Arthur C.W. Geomagnetic field fluctuations at synchronous orbit, 2. Particle radial diffusion // JGR. 1978. V. 83. P. 3866-3870.

104 Li X., Baker D.N., Kanekal S.G. et al. Long term measurements of radiation belts by SAMPEX and their variations // GRL. 2001. V. 28(20). P. 3827- 3830.

105 Looper M.D., Blake J.B., Mewaldt R.A. et al. Observations of the remnants of the ultrarelativistic electrons injected by the strong SSC of 24 March 1991 // GRL. 1994. V. 21(19).P. 2079-2082.

106 Luette J.P., Park C.G., Helliwell R.A. Longitudinal variations of very low-frequency chorus activity in the magnetosphere: evidence of excitation by electrical power transmission lines. - Geophys. Res. Lett., 1977, v.4, p.275

107 Luette J.P., Park C.G., Helliwell R.A. The control of the magnetosphere by power line radiation. - J. Geophys. Res., 1979, v.84, p.2657

108 Luhtmann J.G., Vampola A.L.. Effects of localized sources on quiet time plasmasphere electron precipitation. - J. Geophys. Res., 1977, v.82, p.2671

109 Lyons L.R., Williams DJ. The storm and poststorm evolution of energetic (35-560 keV) radiation belt electron distribution // JGR. 1975. V. 80(28). P. 3985-3994.

110 Mazur J.E., Mason G.M., Greenspan M.E. The elemental composition of low altitude 0.49 MeV/nucleon trapped equatorial ions // GRJL. 1998. V. 25(6). P. 849-852.

111 Mcllwain C.E. Processes acting upon outer zone electrons. 1. Adiabatic perturbations — Preprint / UCSD-SP-66-5. — San Diego: University of California, 1966a. — 31 p.

112 Mcllwain C.E. The radiation belts, natural and artificial // Science. 1963. V. 142. P. 355-361.

113 McNeill F.A. Experimental evidence of an amplifying mechanism in the magnetosphere. - J. Geophys. Res., 1968, v.73, p.6860

114 Mogro-Campero A. Geomagnetically trapped carbon, nitrogen, and oxygen nuclei // JGR. 1972. V. 77(16). P. 2799-2811.

115 O'Brien T.P., Looper M.D., Blake J.B. Quantification of relativistic electron microburst losses during the GEM storm // GRL. 2004. V. 31(4). P. L04802/1-L04802/4.

116 O'Brien T.P., Lorentzen K.R., Mann I.R. et al. Energization of relativistic electrons in the presence of ULF power and MeV microbursts: Evidence for dual ULF and VLF acceleration // JGR. 2003. V. 108(A8). P. 11/1-11/14.

117 O'Brien T.P., McPherron R.L., Sornette D. et al. Which magnetic storms produce relativistic electrons at geosynchronous orbit? //JGR. 2001. V. 106(A8). P. 15533-15544.

118 Park C.G. VLF wave activity during a magnetic storm: a case of study role of power line radiation. - J. Geophys. Res., 1977, v.82, p.3251

119 Park C.G., Helliwell R.A. Whistler precursors: a possible catalytic role of power line radiation. - J. Geophys. Res., 1977, v.82, p.3634

120 Park C.G., Helliwell R.A., Lefeuvre F. Ground observations of power line radiation coupled to the ionosphere and magnetosphere. - Space Sei. Rev., 1983, v.35, p. 131

121 Park C.G., Helliwell R.H. Power line radiation. - Science, 1980, v.207, p.715

122 Park C.G., Miller T.R. Sunday decreases in magnetospheric VLF wave activity. - J. Geophys. Res., 1979, v.84, p.943

123 Pfitzer K.A., Kane S., Winckler J.R. The spectra and intensity of electrons in the radiation belts // Space Res. 1966. V. 6. P. 702-713.

124 Raghuram R. et al. Echo-induced suppression of coherent VLF transmitter signals in the magnetosphere. - J. Geophys. Res., 1977, v.82, p.2787

125 Reeves G.D., Friedel R.H.W., Belian R.D. et al. The relativistic electron response at geosynchronous orbit during the January 1997 magnetic storm // JGR. 1998. V. 103(A8).P. 17559-17570.

126 Reeves G.D., McAdams K.L., Friedel R.H.W., O'Brien T.P. Acceleration and loss of relativistic electrons during geomagnetic storms // GRL. 2003. V. 30(10). P. 36/1-36/4.

127 Rodger C.J., Clilverd M.A., McCormick R.J. Significance of lightning-generated whistlers to inner radiation belt electron lifetimes // JGR. A. 2003. V. 108(A12). P. 22/122/14.

128 Rostoker G., Stone S., Baker D.N. On the origin of relativistic electrons in the magnetosphere associated with some geomagnetic storms // GRL. 1998. V. 25(19). P. 37013704.

129 Scholer M. Transport of energetic solar particles on closed magnetospheric field lines // Space Sci. Rev. 1975. V. 17. P. 3-44.

130 Schulz M., Davidson G.T. Limiting energy spectrum of a saturated radiation belt // JGR. 1988. V. 93(A1). P. 59-76.

131 Spjeldvik W.N., Fritz T.A. Experimental determination of geomagnetically trapped energetic heavy ion fluxes // Energetic Ion Composition in the Earth's Magnetosphere / Ed. R.G. Johnson — Tokyo: Terra Sci., 1983. — P. 369-421.

132 Stiles G.S., Helliwell R.A. Frequency-time behavior of artificially stimulated VLF-emission. - J. Geophys. Res., 1975, v.80, p.608

133 Stiles G.S., Helliwell R.A. Stimulated growth of coherent VLF waves in the magnetosphere. - J. Geophys. Res., 1977, v.82, p.523

134 Storey L.R. An investigation of whistling atmospherics. // Philosoph. Trans. Roy. Soc. (London) A.1953. V. 246. P. 113-141.

135 Summers D., Ma C. Rapid acceleration of electrons in the magnetosphere by fast-mode MHD waves // JGR. 2000. V. 105(A7). P. 15887- 15896.

136 Summers D., Ma C., Meredith N.P. et al. Model of the energization of outer-zone electrons by whistler-mode chorus // GRL. 2002. V. 29(24). P. 27/1- 27/4.

137 Summers D., Ma C., Mukai T. Competition between acceleration and loss mechanisms of relativistic electrons during geomagnetic storms // JGR. 2004. V. 109(A4). P. A04221/1-A04221/6.

138 Thomson N.R. Whistler mode signals: spectrograph^ group delays. - J. Geophys. Res., 1981, v.86, p.4797

139 Thorne R.M., Kennel C.F. Relativistic electron precipitation during magnetic storm main phase //JGR. 1971. V. 76. P. 4446-4453.

140 Tomizawa I., Yoshino T. Power-line radiation over Northern Europe observed on the balloon B15 - IN. - Mem. Nat. Inst. Polar Res., 1984, special. N31, p.l 15

141 Trakhtengerts V.Y., Rycroft M.J., Demekhov A.G. Interrelation of noise-like and discrete ELF/VLF emissions generated by cyclotron interactions // JGR. 1996. V. 101, No. A6. P. 13293-13303.

142 Tsurutani B.T., Church S.R., Thorne R.M. A search for geographic control on the occurrence of magnetospheric ELF emissions. - J. Geophys. Res., 1979, v.84, p.4116

143 Tverskaya L.V., Pavlov N.N., Blake J.B. et al. Predicting the L-position of the storm-injected relativistic electron belt//Adv. Space Res. 2003. V. 31(4). P. 1039-1044.

144 Vampola A. ELF-VLF transmission induced slot electron precipitation // GRL. 1977. V. 4(12). P. 569-572.

electrons. - Geophys. Res. Lett., 1983, v. 10, p.619

146 Vampola A.L. VLF transmission induced slot electron precipitation. - Geophys. Res. Lett., 1977, v.4, p.569

147 Vampola A.L., Kuck G.A. Induced precipitation of inner zone electrons. 1. Observations. - J. Geophys. Res., 1978, v.83, p.2543

148 Vassiliadis D., Klimas A.J., Weigel R.S. et al. Structure of Earth's outer radiation belt inferred from long-term electron flux dynamics // GRL. 2003. V. 30(19). P. SSC4/1-SSC4/5.

149 Vernov S.N. The Earth's radiation belts // Proc. 11th Int. Conf. on Cosmic Rays / Eds. G. Boz'oki et al. — Budapest: Central Inst, for Physics, 1969. — P. 85-162.

150 West H.I., Jr., Buck R.M. Pitch angle distributions of energetic electrons in the equatorial regions of the outer magnetosphere — OGO-5 observations // Magnetospheric Physics / Ed. B.M. McCormac. — Dordrecht-Holland: D. Reidel, 1974. — P. 93-104.

151 Williams D.J. A 27-day periodicity in outer zone trapped electron intensities // JGR. 1966. V. 71. P. 1815-1826.

152 Williams D.J., Arens J.F., Lanzerotti L.J. Observations of trapped electrons at low and high altitudes // JGR. 1968. V. 73. P. 5673-5696.

153 Williams D.J., Roelof E.C., Mitchell D.G. Global magnetospheric imaging // Rev. Geophys. 1992. V. 30. P. 183-208.