Крупномасштабные геомагнитные вариации, контролируемые межпланетным магнитным полем, и связанные с ними электрические поля и токи в Арктике и Антарктике тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.29, кандидат физико-математических наук Громова, Людмила Ивановна

• Громова, Людмила Ивановна
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Громова, Людмила Ивановна

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. МОДЕЛИ ГЕОМАГНИТНЫХ ВАРИАЦИЙ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ 1.1 Модели наземных высокоширотных геомагнитных вариаций

1.1.1 Модели геомагнитных вариаций, создаваемых токовыми системами на границе и в хвостовой части магнитосферы, кольцевым током и магнитосферно-ионосферными токовыми системами

1.1.2 Использование моделей геомагнитных вариаций в высоких широтах и моделей магнитного поля в магнитосфере

Глава 2. МОДЕЛЬ ИЗМИРАН КРУПНОМАСШТАБНЫХ ГЕОМАГНИТНЫХ ВАРИАЦИЙ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И ТОКОВ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ СЕВЕРНОГО И ЮЖНОГО ПОЛУШАРИЙ

2.1 Используемые данные и метод расчета магнитного поля и токов

2.1.1 Методика выделения геомагнитных вариаций

2.1.2 Методика расчета электрического поля и токовых систем в высокоширотной ионосфере

2.2 Модель ИЗМИРАН: пространственно-временное распределение крупномасштабных геомагнитных вариаций, контролируемых параметрами межпланетной среды

2.3 Модель ИЗМИРАН: пространственно-временное распределение ионосферного электрического поля и конвекции ионосферной плазмы в зависимости от ситуации в межпланетном магнитном поле вблизи магнитосферы Земли

2.4 Модель ИЗМИРАН: пространственно-временное распределение трехмерных токовых систем в высокоширотной ионосфере

2.4.1 Пространственно-временное распределение продольного тока в высокоширотной ионосфере

2.4.2 Пространственно-временное распределение ионосферного тока в высокоширотной ионосфере

Глава 3. СОПОСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛЬНЫХ РАСЧЕТОВ ПОЛЕЙ И ТОКОВ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ

3.1 Сопоставление модельных расчетов электрического поля и конвекции плазмы на основе модели ИЗМИРАН с данными спутниковых и радарных наблюдений

3.1.1 Сопоставление модельных расчетов электрического поля и конвекции плазмы с данными спутниковых измерений

3.1.1.1 Сопоставление модельных расчетов электрического поля с данными измерений спутника VIKING

3.1.1.2. Сопоставление данных спутниковых измерений конвекции DE-2 и FAST с моделью ИЗМИРАН

3.1.1.3 Моделирование пространственного распределения электрического потенциала в высокоширотной ионосфере при Bz » 0 во время конкретных пролетов спутников DMSP

3.1.2 Сопоставление модельных расчетов электрического поля и конвекции плазмы с данными радарных измерений

3.2 Сопоставление модельных расчетов магнитного поля на основе Параболоидной модели с данными наземных и спутниковых магнитных измерений

Глава 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ПОЛЕЙ И ТОКОВ В НАУЧНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧАХ

4.1 Анализ высокоширотных токовых систем в период эксперимента BEAR на основе модели ИЗМИРАН

4.2 Оценка динамики пространственного распределения силовых линий геомагнитного поля и соответствующей динамики исправленных геомагнитных координат высокоширотных магнитных обсерваторий.

4.3 Метод контроля геомагнитной активности в реальном масштабе времени, основанный на сопоставлении модельных расчетов магнитного поля Земли и спутниковых измерений

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Крупномасштабные геомагнитные вариации, контролируемые межпланетным магнитным полем, и связанные с ними электрические поля и токи в Арктике и Антарктике»

В диссертации рассматривается задача модельного представления крупномасштабных геомагнитных вариаций, контролируемых параметрами межпланетной среды, в околоземном пространстве и использование такого представления для модельного описания электрического поля и конвекции плазмы в высокоширотной ионосфере, а также трехмерных токовых систем в ней. Проводится сопоставление модельных расчетов электромагнитного поля и конвекции ионосферной плазмы с данными радарных и спутниковых измерений.

Актуальность проблемы.

Исследование геомагнитных вариаций, которые генерируются в околоземной среде крупномасштабными магнитосферными и магнитосферно-ионосферными токовыми системами является не только содержанием науки о переменном магнитном поле Земли, но одним из современных источников наших знаний о физике процессов, происходящих в системе Солнце - солнечный ветер - магнитосфера - ионосфера. Геомагнитные вариации на уровне земной поверхности регистрируются достаточно длительное время на широкой международной сети магнитных обсерваторий и специальных пунктов наблюдений. Это позволило получить добротный статистический материал, содержащий информацию о роли сезонов года, времени суток, уровня солнечной активности, параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля (ММП) в формировании пространственно-временной структуры магнитного поля Земли. А развитие вычислительной техники сделало возможным осуществление математических расчетов по восстановлению пространственной структуры распределения электрического поля и электрических токов в высокоширотной ионосфере на основе пространственной картины распределения магнитного возмущения на уровне земной поверхности. Это позволило также проводить сложные математические расчеты магнитосферных токовых систем и магнитных полей от них. Таким образом, появилась возможность на основе модельных количественных расчетов проверять гипотезы о природе экспериментально наблюдаемых конкретных особенностях пространственно-временного поведения трехмерных токовых систем и предсказывать их новые свойства, требующие проверки с помощью новых космических экспериментов.

В каждый исторический период изучения околоземного космического пространства новые методы исследования, используемые коллективами ученых, определяли какие конкретные свойства и параметры магнитосферы и ионосферы могут быть наблюдаемы. Новые способы анализа магнитосферных процессов на основе геомагнитных данных позволяют вести проверку предполагаемых свойств изучаемого объекта, выявленных во время проведения отдельных локальных экспериментов и при разработке теоретических схем, и, одновременно с этим, ставят перед исследователями новые вопросы. Последовательное решение новых вопросов, новая интерпретация старых экспериментов, приводят, в конце концов, к достаточно глубокому пониманию наблюдаемых явлений, хотя отдельные проблемы предстоит исследовать и решать еще в течение ряда лет.

Создание количественных моделей крупномасштабных геомагнитных вариаций и разработка на их основе, моделей ионосферного электрического поля, магнитосферных и магнитосферно-ионосферных токовых систем, джоулева нагрева ионосферы позволило перейти на новую ступень описания магнитосферных явлений. Во-первых, появился количественный, а не качественный критерий оценки любой создаваемой модели. Во-вторых, накопленный экспериментальный материал ракетных, спутниковых и радарных измерений, выполненных в различных районах ионосферы и магнитосферы в периоды разных ситуаций в межпланетной среде вблизи орбиты Земли, может анализироваться и на основе особенностей пространственно-временного поведения магнитного и электрического поля и электрического тока, описываемых моделями. В-третьих, новые наблюдения могут быть проведены, чтобы проверить конкретные выводы создаваемых моделей, которые не укладываются в рамки существующих теорий. В-четвертых, реализуется все более и более точный контроль состояния космической погоды на основе поступления в реальном масштабе времени данных о параметрах межпланетной среды, которые служат входными параметрами создаваемых моделей, или сопоставления модельного магнитного поля в точках орбиты магнитосферного космического аппарата с данными магнитных измерений, ведущихся на его борту.

Цель работы

1. Исследование структуры крупномасштабных геомагнитных вариаций в области высоких широт южного полушария в зависимости от условий в межпланетном пространстве и сопоставить ее с подобной структурой в высоких широтах северного полушария.

2. Восстановление электрического поля и токовых систем в высокоширотной ионосфере южного полушария и сопоставление этого поля и токов с электрическим полем и токами в высокоширотной ионосфере северного полушария.

3. Обобщение модели ИЗМИРАН наземного магнитного поля, ионосферного электрического поля и ионосферных токов в высоких широтах на два полушария Земли,

4. Проведение сопоставления модельных расчетов на основе обобщенной модели ИЗМИРАН и Параболоидной модели НИИЯФ МГУ с экспериментальными данными наземных, спутниковых и радарных измерений.

5. Проведение расчета силовых линий геомагнитного поля в околоземном пространстве с учетом полей, создаваемых магнитосферными токовыми системами, и на этой основе получить оценку временной динамики исправленных геомагнитных координат высокоширотных магнитных обсерваторий в зависимости от сезона года, мирового времени и состояния геомагнитной активности.

6. Проверка возможность контроля геомагнитной активности в реальном масштабе времени на основе модели магнитного поля в околоземном пространстве.

Научная новизна

Проведено обобщение модели ИЗМИРАН крупномасштабных наземных геомагнитных вариаций; электрического поля, токовых систем в высокоширотной ионосфере и конвекции ионосферной плазмы, в зависимости от ситуации в ММП вблизи магнитосферы, на оба полушария Земли. Проведено сопоставление обобщенной модели ИЗМИРАН и Параболоидной модели магнитного поля в околоземном пространстве НИИЯФ МГУ, для которой разработан алгоритм расчета входных параметров, с данными радарных и спутниковых измерений. Продемонстрирована способность этих моделей описывать, на количественном уровне, состояние электромагнитной погоды в магнитосфере Земли, и этим быть полезными при анализе физических процессов в околоземной среде в периоды магнитосферных возмущений. По своей точности они не уступают современным аналогичным моделям, разработанными за рубежом.

На защиту выносятся следующие результаты:

1. Способность модели ИЗМИРАН (IZMEM model), распространенной на количественное описание пространственно-временных распределений электрического поля, токовых систем и конвекции плазмы в высокоширотных ионосферах двух полушарий, достоверно описывать их в согласии с данными спутниковых и радарных измерений.

2. Возможность проведения контроля геомагнитной активности в реальном масштабе времени на основе сопоставления спутниковых измерений магнитного поля в магнитосфере с количественной моделью этого поля.

3. Оценка временной динамики исправленных геомагнитных координат высокоширотных магнитных обсерваторий в зависимости от сезона года, мирового времени и состояния геомагнитной активности.

Практическая значимость результатов.

Обобщение модели ИЗМИРАН наземного магнитного поля, ионосферного электрического поля и ионосферных токов в высоких широтах на два полушария Земли и разработанный алгоритм расчета входных параметров для Параболоидной модели НИИЯФ МГУ магнитного поля в околоземном пространстве позволяют контролировать электромагнитную погоду в магнитосфере. Этот контроль включает в себя возможность оценивать на количественном уровне в реальном масштабе времени пространственно-временные распределения магнитного поля, магнитосферно-ионосферных токовых систем, конвекции плазмы ионосфере и ее джоулев нагрев по данным о параметрах межпланетной среды вблизи орбиты планеты.

Апробация работы.

Материалы диссертации докладывались на Российских и Международных конференциях:

International conference on Substorms., 1996,2003;

General Assembly EGS, 1998;

General Assemblyof IAGA,1989,1997,1999,2005;

First SWARM International Science Meeting, 3-5 May 2006, Nantes, France;

36th COSPAR Scientific Assembly, Beijing, July 16-23,2006;

Международная конференция «Проблемы геокосмоса», Санкт-Петербург, 2000, 2002, 2006;

Ежегодный апатитский семинар «Физика авроральных явлений», 2005,2006,2007.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. В первой обзорной главе рассматриваются модели наземных крупномасштабных геомагнитных вариаций, модели геомагнитных вариаций, создаваемых токовыми системами на границе и в хвостовой части магнитосферы, кольцевым током и магнитосферно-ионосферными токовыми системами и их использование для научных и прикладных исследований.

Заключение диссертации по теме «Физика атмосферы и гидросферы», Громова, Людмила Ивановна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Громова, Людмила Ивановна, 2007 год

1. Алексеев И. И., Шабанский В. П. Модель магнитосферного магнитного поля, Геомагп. м аэрон., 11, №4,571-579,1971.

2. Афонина Р. Г., Белов Б. А, Левитин А. Е., Фельдштейн Я. И., Анализ связи компонент межпланетного магнитного поля с вариациями геомагнитного ноля в северной полярной Q. Геомагн. и аэрон., 18, №4, 695-702,1978.

3. Афонина Р. Г., Белов Б. А, Левитин А. Е., Маркова М. Ю., Фельдштейн Я. И., Фискина М. В. Связь компонент вектора межпланетного магнитного поля с вариациями геомагнитного поля в высоких широтах северного полушария, Геомагн. и аэрон., 20, №6, 1073-1083,1980.

4. Базаржапов А. Д., Матвеев М. И., Мишин В. М., Геомагнитные вариации и бури. Наука, Новосибирск, 1979.

5. Бархатов Н. А., Громова Л. И., Дремухина Л. А., Левитин А. Е., Учет энергетического бюджета магнитосферы в задаче классификации источников магнитосферной активности. Известия РАН, серия физическая, 70, Ш 10,1535-1537, 2006.

6. Белов Б. А., Гальперин Ю. И., Зинин П. В., Афонина Р. Г., Левитин А. Е., Фельдштейн Я. И., Конвекция плазмы в полярной ионосфере: сравнение измерений со спутника "Космос-184" с моделью, зависящей от вектора ММП, Косм, исслед., 22, N2,201-212, 1984.

7. Бердичевский М. Н., Дмитриев В. И. Магнитотеллурическое зондирование горизонтально-однородных сред, М., Недра, 1992.

8. Ваньян Л. Л., Бутковская А. И., Магнитотеллурические зондирования слоистых сред, М., Недра, 1980.

9. Воробьев В. Г., Громова Л. И., Реженов Б. В., Старков Г. В., Фельдштейн Я. И., Вариации положения границ плазменных вторжений и аврорального свечения в ночном секторе, Геомагн. и Аэрон., 40, Ш 79-85,2000.

10. Голышев А., Громова Л. И., Левитин А. Е., Чиженков В. А., Файермарк Д. С, Исследование магнитосферно-ионосферных токовых систем, реализующих энергию солнечного ветра во время суббури. Известия Академии наук. Серия физическая, N6,191198,1995.

11. Громова Л. И., Фельдштейн Я. И., Левитин А. Е., Графе А., Сопряженность геомагнитных возмущений в приполюсной части аврорального овала в фазу развития суббури, Лголдгн. и Аэрон., 39, fel, 27-34,1999.

12. Калегаев В. В., И. И. Алексеев, Я. И. Фельдштейн, Л. И. Громова, А Графе, Р. А. Гринспен, Магнитный поток в долях хвоста и динамика Dst вариации во время магнитных буръ,Геом. и Аэрон., 38, .№3,10-16,1998.

13. Яновский Б. М., Земной магнетизм. Ленинград, 1

14. Издательство Ленинградского университета,

15. Alexeev, 1.1., Е. S. Belenkaya, V. V. Kalegaev, Y. I. Feldstein, and A. Grafe, Magnetic storms and magnetotail currents,, J. Geophys. Res., 101,1131-11 Al, 1996.

16. Alexeev, 1.1., and Y. I. Feldstein, Modeling of geomagnetic field during magnetic storms and comparison with observation, J. Atmos. Sol. Terr. Phys., 63,431-440,2001.

17. Alexeev, 1.1., Kalegaev, V. V., Belenkaya, E. S., Bobrovnikov, S. Y., Feldstein, Ya. I., Gromova, L. I., Dynamic model of the magnetosphere: Case study for January 9-12,1997, J. Geophys. Res.. 106, Al 1,25,683,2001.

18. Burke, W. J., M. C. Kelley, R. C. Sagalyn, M. Smiddy, and S. T. Lai, Polar cap electric field structures, Geophys. Res. Lett, 6,21,1979.

19. Choe J. Y., Beard D. В., The compressed geomagnetic field as a function of dipole tilt. Planet and Space Sci., 22,595-608,1974.

20. Codrescu, M. V., T. J. Fuller-Rowell, J. C. Foster, J. M. Holt, and S. J. Cariglia, Electric field variability associated with the Millstone Hill electric field model, J. Geophys. Res., 105, A3,5265-5274,2000.

21. Cumnock, J. A., and Blomberg, L. G., Transpolar arc evolution and associated potential patterns,уш. Geophys., 22,1213 -1231,2004.

22. Cumnock, J. A., Blomberg, L. G., Alexeev, 1.1., Belenkaya, E. S., Bobrovnikov, S. Yu., and Kalegaev, V. V., Simultaneous polar aurorae and modelled convection patterns in both hemisphsres, Adv.Space Res., 38,1685-1693,2006.

23. Dremukhina, L. A., A. E. Levitin, and V.

24. Papitashvili, Analytical representation of IZMEM model for near-real time prediction of electromagnetic weather, J. Atmos. Solar-Terr. 5., 60, N15,1517-1529,1998.

25. Dremukhina, L. A., Y. I. Feldstein 1.

26. Alexeev, V. V. Kalegaev, and M. E. Greenspan, Structure of the magnetospheric field during magnetic storms, J. Geophys. Res., 104,28,35128,360.

27. Eriksson, S., Bonnel, J. W., Blomberg, L. G., Ergun, R. E., Marklund, G. Т., and Carlson,C. W., Lobe cell convection andfield-allignedcurrents poleward of the region 1 current system, J. Geophys. Res., 107, N A8,1185,10.1029/2001JA005041,2002.

28. Feldstein, Ya. 1., and A. E. Levitin, Solar wind control of electric fields and currents in the ionosphere, J. Geomagn. Geoelectr., 38,1143,1986.

29. Feldstein Y. 1., Levitin A. E., Gromova L. I., Dremukhina L. A., Blomberg L. G., Lindqvist P.-A., Marklund G. Т., Electromagnetic weather at 100 km altitude on 3 August 1986., Geophys. Res. Lett., 21, N19,2095-2098,1994.

30. Feldstein Ya. I., L. I. Gromova, A. E. Levitin, and A. Grafe, Conjugacy of geomagnetic disturbances and substorm current wedge, Geophys. Res. Lett, 25, N16,3083-3086,1997.

31. Feldstain Y. I., L. I. Gromova, A. Grafe, C.-I. Meng, V. V. Kalegaev, 1.

32. Alexeev, Y. P. Sumaruk, Auroral electrojet dynamics during magnetic storms, connection with plasma precipitation and large-scale structure of the magnetospheric magnetic field, Ann. Geophys, 1, N4,497-507,1999a.

33. Feldstain Ya. I., L. I. Gromova, A. Grafe, C.-I. Meng, V. V. Kalegaev, 1.

34. Alexeev, Yu. P. Sumaruk, Dynamics of the auroral electrojets and their mapping to the magnetosphere. Radiation Measurement, 30,579-587,1999b.

35. Feldstein Ya. I., L. I. Gromova, J. Woch, I. Sandahl, L. Blomberg, G. Marklund, C.-I. Meng, Structure of the auroral precipitation region in the dawn sector: relationship to convection reversal boundaries and field-aligned currents, Ann. Geophys, N5,495 519,2001.

36. Feldstein Y., B. Tsurutani, A. Prigancova, W. Gonzalez,. Levitin, J. Kozyra, L. Alperovich, U. Mall, L. Gromova, L. Dremukhina, The magnetosheric response to a two-stream soar wind interval during solar maximun: a self-consistent magnetosheric model, Proc. ISCS 2003 Symposium, Solar Variability as an Input to the earthes Environment, Tatraska lomnica, Slovakia, 23-28 June 2003 (ESA SP-535, September 2003), 2003.

37. Feldstein, Y. I.; Levitin, A. E.; Kozyra, J. U.; Tsurutani, B. Т.; Prigancova, A.; Alperovich, L.; Gonzalez, W. D.; Mall, U.; Alexeev, 1.1.; Gromova, L. I.; Dremukhina, L. A., Selfconsistent modeling of the large-scale distortions in the geomagnetic field during the 24-27 September 1998 major magnetic storm., J. Geophys. Res., 110, Al 1, Al 1214 10.1029/2004JA010584,2004.

38. Filippov S. V., A. E. Levitin, L. I. Gromova, T. I. Zvereva, M. A. Ivanova, Geomagnetic field real state describing by satallite magnetic measurenemts, Proc. of First International science meeting SWARM, 3-5 May, 2006, Nantes, France, 2006.

39. Foster J. C, J. M. Holt, R. G. Musgrove, and D. S. Evans, Ionospheric Convection Associated with Discrete Levels of Particle Precipitation, Geophys. Res. Lett., 13,656,1986.

40. Friis-Christensen, E., Y. Kamide, A.D. Richmond, and S. Matsushita, Interplanetary magnetic field control of high-latitude electric field and currents determined from Greenland magnetometer data, J. Geophys. Res., 90,1325,1985.

41. Greenwald, R. A., and G. Aarons, et al., DARN/SuperDARN: A global view of high-latitude convection. Space Sci. Rev., 71,761,1995.

42. Gromova L., L. Dremukhina, A. Levitin, V. Pilipenko, N. Yagova, E. Avdeeva, and D. Korzhan, Response of the northern and southern polar caps ground-based magnetic fields to IMF, in "Physics of auroral phenlmena". Proceedings of the 28th Annual Seminar, Apatity 1-4 March, 13-17,2005.

43. Heppner J. P., Empirical models of high-latitude electricfields,J. Geophys. Res., 82,11151127,1977.

44. Heppner J. P., and N. С Maynard, Empirical High-Latitude Electric Field Models, J.Geophys. Res., 92,4467,1987.

45. Iijima Т., Potemra T.A., The amplitude distribution offield-alignedcurrents at northern high latitudes observed by Triad, J. Geophys. Res., 81,2165-2174,1976.

46. Iijima Т., Shibaji Y. Global characteristics of northward IMF associated (NBZ) fieldaligned currents, J. Geophys. Res., 92,2408,1987.

47. Iucci N., A.E. Levitin, A. V. Belov, E. A. Eroshenko, N.G. Ptitsyna, G. Villoresi, G.V. Chizhenkov, L.L Dorman, L.I. Gromova, M. Parisi, M. I. Tyasto, and V. G. Yanke, Space weather condition and spacecraft anomalies in different orbits. Space weather, 3, SOlOOl, doi:10.1029/2003SW000056,2005

48. Iwasaki N., Localized abnormal geomagnetic disturbance near the geomagnetic pole and simultaneous ionospheric variation. Rep. Ionos. Space Res. Jap., 25,163,1971

49. Kamide, Y., A. D. Richmond, and S. Matsushita, Estimation of ionospheric electric fields, ionospheric currents andfield-alignedcurrents from ground magnetic records, J. Geophys. Res., 86, 801,1981.

50. Kustov, A. V.,V. O. Papitashvili, G. J. Sofko, A. Schiffer, Ya.I. Feldstein, L. L Gromova, A. E. Levitin, B. A. Belov, R. A.Greenwald, and J. Ruohoniemi, Dayside ionospheric plasma convection, electric fields, andfield-alignedcurrents derived from the SuperDam radar observations and predicted by the IZMEM model, J. Geophys. Res., 102 Al, 24057-24067, 1997.

51. Levitin A., Y. Feldstein, L. Dremukhina, L. Gromova, E. Avdeeva, and D. Korzhan, Solar wind control of magnetospheric energetics during magnetic storms, in Physics of auroral phenomena". Proc. of the 28th Annual Seminar, Apatity 1-4 March, 37-41,2005.

52. Maezawa K., Magnetospheric convection induced by the positive and negative Z components of IMF: quantitative analysis using polar cap magnetic records, J. Geophys. Res., 81,2289,1976. 64. McDiarmid J .В., Budzinski E. E., Wilson M. D., Burrows J. R., Reverse polarity fieldaligned currents at high latitudes, J. Geophys. Res., 82,1513,1977.

53. Mead J.D., Fairfield D.H., A quantitative magnetospheric model derived from spacecraft magnetometer data, J. Geophys. Res., 80, p. 523-534,1975

54. Mishin, V. M., A. D. Bazarzhapov, and G. B. Shpynev, Electricfieldsand currents in the Earths magnetosphere, in Dynamics of the Magnetosphere, edited by. S.-I. Akasofu, D. Reidel, Norwell, Mass., 1980.

55. Olson W. P., Pgitser K. A. A quantitative model of the magnetospheric magnetic field, J. Geophys. Res., 79,3739-4745,1974

56. Papitashvili, V. 0., B.A. Belov, L. I. Gromova, Field-aligned currents and convection patterns in the Southern polar cap during stable northward, southward and azimutal IMF, Transaction on Plasma Science, vol.17, N2,167-173,1989.

57. Papitashvili V.O., Levitin A.E., Belov B.A., Feldstein Y.I., Gromova L.I., Valchuk Т.Е., Equivalent ionospheric currents above Antarctica during the austral summer, Antarctic Science, 2, N3,267-276,1990.

58. Papitashvili, V. O., N. E. Papitashvili, G. Gustafsson, K. B. Baker, A. Rodger, and L. I. Gromova, A comparison between two corrected geomagnetic coordinate systems at highlatitudes, J. Geomagn. Geoelectr.,A,m2,1215-1224,1992.

59. Papitashvili, V. 0., B. A. Belov, D. S. Faermark, Ya. I. Feldstein, S. A. Golyshev, L. I. Gromova, and A. E. Levitin, Electric potential patterns in the Northern and Southern polar regions parameterized by the inteфlanetary magnetic field, J. Geophys. Res., 99, A7,13,25113,262,1994a.

60. Papitashvili, V. 0., B. A. Belov, D. S. Faermark, Ya. I. Feldstein, S. A. Golyshev, L. I. Gromova, and A. E. Levitin, Global modeling of high-latitude geomagnetic variations, in: SolarTerrestrial Energy Program: The Initial Results from STEP Facilities and Theory Campaigns, edited by D. N. Baker, V.

61. Papitashvili, and M. J. Teague, COSPAR Colloquia Series, Vol. 5, 739-750, Pergamon Press, 1994b.

62. Reiff, P. H., and J. L. Burch, IMF Ду-dependent plasma flow and Birkeland currents in the dayside magnetosphere 2. A global model for northward and southward IMF, J. Geophys. Res., 90,A2,1595, 1985.

63. Richmond, A. D., and Y. Kamide, Mapping electrodynamic features of the high-latitude nosphere from localized observations: Technique, J. Geophys. Res., 93,5741-5759,1988.

64. Ruohoniemi, J. M., and K. B. Baker, Large-scale imaging of high-latitude convection with Super Dual Auroral Radar Network HF radar observations, J. Geophys. Res., 103,20,797,1998.

65. Sugiura M, D. J., Poros, A magnetospheric field model incoфorating the OGO 3 and 5 magnetic field observations, Р/а«е/, And Space Scl, 21,1763-1773,1973.

66. Svalgaard L. Sector structure of the interplaneyary magnetc field and dayly variation of the geomagnetic field at high latitudes, Dan. Meteorol Inst. Geophys. Pap., R-5,1,1968.

67. Taylor H.E., Hones Jr., Adiabatic motion of the auroral particles in a model of the electric and magnetic fields surrounding the Earth, J. Geophys. Res., 70,3605-3611,1965.

68. Tsyganenko, N. A., Global quantitative models of the geomagnetic field in the cislunar magnetosphere for different disturbance levels, Planet.Space Sci., 35,1347-1358,1987.

69. Tsyganenko, N. A., A magnetospheric magnetic field model with the warped tail current sheet, Planet. Space ScL, 37,5-20,1989.

70. Tsyganenko, N. A., Modeling the inner magnetosphere: The asymmetric ring current and Region 2 Birkeland currents rev isited, J.Geophys.Res., 105,1112,9-1115A, 2000.

71. Tsyganenko, N. A., A model of the near magnetosphere with a dawn-dusk asymmetry. Mathematical structure, J. Geophys. Res., 107 (A8), doi: 10.1029/2001JA000219,2002a.

72. Tsyganenko, N. A., A model of the near magnetosphere with a dawn-dusk asymmetry. Parameterization and fitting to observations, J. Geophys. Res., 107 (A8), doi: 10.1029/2001JA000220,2002b.

73. Tsyganenko, N. A., H, J. Singer, and J. C. Kasper, Storm-time distortion of the inner magnetosphere: How severe can it get J. Geophys. Res., 108, A5, doi: 10.1029/2002JA009808,2003a.

74. Tsyganenko, N. A., and T. Mukai, Tail plasma sheet models derived from Geotail particle data, J. Geophys. Res., 108 (A3), doi: 10.1029/2002JA009707,2003b.

75. Tsyganenko, N. A., and D. H. Fairfield, Global shape of the magnetotail current sheet as derived from Geotail and Polar data, J. Geophys. Res., 109, A3, A03218, doi: 10.1029/2003JA010062,2004.

76. Tsyganenko, N. A., and M. I. Sitnov, Modeling the dynamics of the inner magnetosphere during strong geomagnetic storms, J. Geophys.Res., 110, A3,10.1029/2004JAO 10798,2005.

77. Wallis D. D., Budzinski E. E., Empirical models of height integrated conguctivities, J. Geophys. Res., 86, A l 125-137,1981.

78. Weimer, D. R., Models of high-latitude electric potentials derived with a least error fit of spherical harmonic coefficients, J. Geophys. Res., 100,19,595,1995.

79. Williams D. J., Mead G. D., Nightside magnetosphere configuration as obtained from trapped electron at 1100 kilometers, J. Geophys. Res., 70,3017-3030,1965.