Сильные возмущения солнечного ветра и динамика магнитосферы под их воздействием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.03.03, кандидат физико-математических наук Бородкова, Наталия Львовна

• Бородкова, Наталия Львовна
• кандидат физико-математических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Бородкова, Наталия Львовна

Введение (Обзор литературы и постановка задачи).

Глава 1. Методика проведения плазменных измерений и обработки данных на спутниках Прогноз-7, 8, 10 и Интербол-1.

1.1. Описание плазменных экспериментов и методики обработки данных на спутниках Прогноз-7, 8.

1.1.1. Плазменный комплекс СКС-04 и интегральный детектор заряженных частиц малой энергии

1.1.2. Методика обработки данных.

1.2. Описание комплекса научной аппаратуры спутника

Прогноз-10.

1.3.Методика проведения плазменных и магнитных измерений и обработка данных на спутнике ИНТЕРБОЛ

1.3.1. Описание аппаратуры.

1.3.2. Обработка данных прибора Электрон

1.4. Выводы.

Глава 2. Вариации параметров солнечного ветра, связанные с межпланетными ударными волнами.

2.1. Общая характеристика межпланетных ударных волн.

2.2. Вариации кинетических параметров плазмы на фронте межпланетных ударных волн.

2.3. Крупномасштабная структура течения плазмы за фронтом ударной волны.

2.4. Распространение межпланетных ударных волн.

2.5. Энергетические характеристики ударных волн

2.6. Потенциальный барьер на фронте межпланетных ударных волн.

2.7. Низкочастотное излучение на фронте межпланетных ударных волн.

2.8. Обсуждение результатов и выводы.

Глава 3. Статистика крупномасштабных вариаций параметров солнечного ветра.*.

3.1. Средние значения энергии и импульса солнечного ветра.

3.2. Изменчивость потока энергии и импульса солнечного ветра.

3.3. Спектры флуктуации потоков энергии и импульса.

3.4. Обсуждение результатов и выводы.

Глава 4. Кратковременные возмущения магнитного поля в дневной магнитосфере и их связь с динамикой условий в межпланетной среде.

4.1. Используемые данные.

4.2. Событие 24 мая 1985г.

4.2.1. Положение спутников.

4.2.2. Магнитосферные возмущения

4.2.3. Одновременные вариации солнечного ветра.

4.2.4. Количественная оценка воздействия вариаций динамического давления.

4.2.5. Динамика межпланетного магнитного поля.

4.3. Событие 10 мая 1985 г.

4.4. Событие 12 августа 1985 г.

4.5. Статистическое рассмотрение межпланетных источников магниТосферных возмущений.

4.6. Выводы.

Глава 5. Воздействие области горячего аномального течения плазмы солнечного ветра на магнитосферу.

5.1. Общая характеристика события 24 июля 1996г.

5.1.1. Наблюдения на спутнике ИНТЕРБОЛ

5.1.2. Наблюдения на субспутнике МАГИОН-4.

5.1.3. Параметры удаленного солнечного ветра по данным космического аппарата WIND.

5.1.4. Поведение солнечного ветра вблизи ударной волны.

5.1.5. Наблюдения переходной области и магнитосферы на спутнике Geotail.

5.1.6. Вариации магнитного поля на геосинхронной орбите.

5.1.7. Динамика аврорального овала по данным спутника POLAR.

5.1.8. Наземные наблюдения.

5.2. Интерпретация наблюдений и выводы.

Глава 6. Вариации параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля и развитие суббури на примере события 13.11.96.

6.1. Условия в межпланетной среде.

6.2. Развитие суббури по наземным данным и измерениям на геосинхронной орбите.

6.3. Развитие суббури на границе плазменного слоя в хвосте.

6.3.1. Наблюдения на спутнике ИНТЕРБОЛ-1 (Х=-27.5 RE).

6.3.2. Измерения, выполненные спутником GEOTAIL (X=-22Re).Ill

6.4. Обсуждение результатов.

6.4.1. Вариации тока, текущего поперек хвоста, во время суббури.

6.4.2. Распространение плазмоида.

6.4.3. Наблюдение плазменной мантии.

6.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сильные возмущения солнечного ветра и динамика магнитосферы под их воздействием»

Солнечный ветер является одним из главных факторов, определяющих физические условия в околоземном межпланетном пространстве. Он представляет собой всегда существующий, но сильно изменчивый поток плазмы, возникающий в верхней короне Солнца, распространяющийся радиально от Солнца и несущий с собой магнитные поля солнечного происхождения. Солнечный ветер формируется при газодинамическом расширении солнечной короны. При тех высоких температурах, которые существуют во внешней солнечной короне 1-Ю6 К), давление вышележащих слоев короны не может уравновесить термическое давление вещества короны, и корона начинает расширяться.

Указания на существование хотя бы иногда в межпланетном пространстве корпускулярного излучения, направленного от Солнца, были получены уже во второй половине XIX века [1]. Гипотеза о непрерывном солнечном ветре была экспериментально обоснована Бирманом путем исследования поведения ионизированных хвостов комет [2]. Он предположил, опираясь на экспериментальные данные о том, что молекулярные ионы в ярких кометных хвостах всегда испытывают ускорение, направленное в антисолнечном направлении, что Солнце излучает частицы не спорадически, а непрерывно во всех направлениях.

Впервые теорию протяженной солнечной короны выдвинул Чепмен [3], который рассматривал солнечную корону как статическую атмосферу, перенос энергии в которой осуществляется только за счет теплопроводности. В своей пионерской работе Паркер [4], анализируя условия равновесия вещества короны, показал, что модель статической короны Чепмена дает слишком высокие значения давления на бесконечности по сравнению с давлением в межзвездной среде. Это обстоятельство привело Паркера к выводу, что корона не может находиться в условиях гидростатического равновесия, а должна расширяться в космическое пространство под действием градиента атмосферного давления, образуя солнечный ветер. Переход скорости корональной плазмы через скорость звука происходит на расстояниях порядка 10 радиусов Солнца и около Земли скорость плазмы составляет ~ 300 км/с. Паркер также пришел к выводу, что при расширении корональной плазмы с вмороженным в нее магнитным полем силовые линии межпланетного магнитного поля, благодаря вращению Солнца, приобретают форму спирали.

Идеи Паркера нашли блестящее подтверждение в прямых измерениях, выполненных на космических аппаратах.

Первые эксперименты, проведенные на космических аппаратах Луна-2, 3 [5] и Венера-1 [6] подтвердили, что межпланетное пространство заполнено плазмой. Эти эксперименты показали, что в отдельные периоды регистрировались потоки ионов с энергиями больше 50 эВ и плотностями потока порядка 108 част-см^-с-1. Существование непрерывного солнечного ветра впервые было доказано в эксперименте на космическом аппарате Маринер-2 [7]. Было показано, что солнечный ветер существует постоянно, и его скорость варьируется в пределах 300-^800 км/с. Измерения энергетических спектров ионов обнаружили, что кроме основной - протонной компоненты - в солнечном ветре присутствует также и гелиевая компонента, движущаяся, в среднем, с той же скоростью.

Систематические измерения основных параметров солнечного ветра - скорости, температуры и концентрации ионов начались в 60-е годы для отдельных периодов времени и со второй половины 70-х годов стали почти непрерывными [8]. Эти измерения показали, что солнечный ветер имеет сильно неоднородную структуру, его скорость, температура, концентрация и величина и направление магнитного поля подвержены сильным вариациям на разных временных масштабах. Среди крупномасштабных вариаций выделяются высокоскоростные (> 550 км/с) и низкоскоростные (< 350 км/с) потоки солнечного ветра и возмущения, связанные с распространением межпланетных ударных волн. Мелкомасштабные флуктуации параметров солнечного ветра связаны с прохождением разрывов, кратковременных скачков давления и его модификацией в области форшока.

Высокоскоростные потоки солнечного ветра характеризуются быстрым увеличением скорости на ведущем краю потока от предшествующего уровня до ~ 600 - 800 км/с и относительно медленным уменьшением в отстающей части в течение нескольких суток. Кроме того, при взаимодействии быстрого потока й медленного солнечного ветра на ведущем краю потока образуется область сжатия.

В настоящее время показано, что источниками высокоскоростных потоков солнечного ветра являются так называемые «корональные дыры» - области в фотосфере и нижней короне Солнца с открытой расходящейся конфигурацией магнитного поля и более низкой температурой и плотностью [9]. Корональные дыры - крупномасштабные долгоживущие образования, вращающиеся вместе с Солнцем, и именно этим объясняется достаточно частая рекуррентность регистрации высокоскоростных потоков с периодом в 27 дней. Вклад высокоскоростных потоков в общий поток солнечного ветра максимален во время минимума солнечной активности.

Медленный солнечный ветер образуется в областях короны с замкнутыми арочными конфигурациями магнитных полей, преимущественно в районе солнечного экватора, где истечение солнечного ветра несколько подавлено. Т.к. такие области имеют наибольшую протяженность вблизи фазы роста и в максимуме солнечной активности, то низкоскоростные потоки солнечного ветра преобладают в периоды около максимума солнечного цикла.

К началу наших работ многие аспекты изменчивости потоков энергии и импульса солнечного ветра были недостаточно изучены.

Одним из важнейших источников возмущенности межпланетной среды являются межпланетные ударные волны. На фронте ударной волны происходит большой рост всех кинетических параметров солнечного ветра, возникновение потенциального барьера и генерация низкочастотных колебаний [10-12]. Межпланетные ударные волны несут от Солнца к Земле огромные потоки энергии и импульса. Долгие годы считалось, что межпланетные ударные волны образуются исключительно в результате солнечных вспышек. Межпланетные ударные волны подразделяли на «поршневые», за которыми двигалось выброшенное во время вспышки солнечное вещество, и «взрывные», без выброса. В настоящее время считается, что большая часть межпланетных ударных волн возникает при движении быстрых выбросов коронального вещества, а оставшаяся - во вспышках [13]. Частота их появления пропорциональна солнечной активности. Изучение межпланетных ударных волн началось давно, но до наших работ систематизации наблюдений проведено не было.

Межпланетные ударные волны, высокоскоростные и низкоскоростные потоки солнечного ветра являются проявлением крупномасштабных, долговременных вариаций солнечного ветра, во время которых его параметры сильно отклоняются от среднего значения в течение многих часов.

На пути распространения солнечного ветра лежит Земля со своей магнитосферой. Естественно, что солнечный ветер, огибая магнитосферу, взаимодействует с ней, образуя границу взаимодействия - магнитопаузу, которая разделяет области межпланетного и геомагнитного поля. На магнитопаузе поддерживается баланс давления солнечного ветра и магнитного поля Земли. Это означает, что любые изменения в давлении солнечного ветра должны отражаться на положении магнитопаузы и приводить к изменению магнитосферного поля. Следовательно, вариации потока солнечного ветра, связанные с распространением высокоскоростных и низкоскоростных потоков и межпланетных ударных волн должны приводить к продолжительному воздействию на магнитосферу Земли в целом и определять ее крупномасштабную динамику. Но т.к. разные потоки солнечного ветра переносят разные потоки энергии и импульса, то их геоэффективность будет различной. Кроме того, относительные вариации потоков энергии и импульса солнечного ветра могут быть различными, и соответственно, по разному влиять на магнитосферные процессы. Обычно, воздействие высокоскоростных потоков солнечного ветра проявляется в виде рекуррентных геомагнитных бурь [14]; резкие скачки плотности солнечного ветра приводят к внезапным геомагнитным импульсам [15]; а приход к Земле межпланетной ударной волны вызывает внезапное начало бури [16]. Несмотря на большое количество работ, посвященных вариациям параметров солнечного ветра и явлениям, возникающим в нем, их воздействие на магнитосферу до сих пор недостаточно изучено.

Помимо продолжительных крупномасштабных вариаций параметров солнечного ветра, существуют короткие по времени и часто встречающиеся быстрые вариации динамического давления солнечного ветра и изменения ориентации межпланетного магнитного поля [17-21]. Их воздействие наиболее часто проявляется в виде быстрых импульсных возрастаний или снижений величины магнитного поля в дневной магнитосфере. Кроме того, причинами кратковременного возмущения поля в дневной магнитосфере могут быть модуляция динамического давления солнечного ветра перед дневной магнитопаузой вследствие изменения ориентации межпланетного магнитного поля, быстрые волны разрежения или сжатия, возникающие из-за пересоединения или переброса магнитных силовых линий на дневной магнитопаузе. Каждое из описанных воздействий в определенных условиях может влиять на динамику возмущений магнитосферного поля, при этом характер и степень этого влияния требуют детального изучения. Остаются неясными количественные соотношения между межпланетными и магнитосферными возмущениями. Статистический анализ сопоставления быстрых возмущений магнитного поля в дневной магнитосфере с вариациями параметров межпланетной среды до наших исследований проведен не был.

Кроме того, в конце 80-х годов были обнаружены области горячего аномального течения плазмы в форшоке солнечного ветра непосредственно перед околоземной ударной волной [22, 23]. Эти области, образующиеся при взаимодействии тангенциального разрыва в солнечном ветре с околоземной ударной волной, заполнены горячей плазмой, имеющей необычно большую компоненту скорости в направлении, перпендикулярном линии Солнце-Земля, и незначительную компоненту скорости в антисолнечном или солнечном направлении. На передней и задней границах области аномального течения динамическое давление резко и ненадолго возрастает в 3-4 раза по сравнению с солнечным ветром, а внутри области радиальная компонента динамического давления падает на порядок. Области горячего аномального течения наблюдались и внутри магнитослоя [24, 25]. Учитывая подобные наблюдения, правомерно поднять вопрос о реакции прилегающего участка магнитопаузы на столь сильные изменения давления. Для ответа на него необходимо провести одновременные многоспутниковые измерения в нескольких сопряженных областях в солнечном ветре, форшоке, переходной области и магнитосфере, что, до недавнего времени, сделано не было.

Теоретические расчеты подтверждают, что области горячего аномального течения плазмы могут образовываться посредством кинетических процессов в форшоке при взаимодействии тангенциального разрыва в солнечном ветре с квазипараллельной околоземной ударной волной [26, 27]. Однако в этих теоретических работах [26, 27] магнитопауза не двигалась, т.е. ее положение для простоты было зафиксировано.

Ранние исследования установили, что на эффективность взаимодействия между солнечным ветром и магнитосферой сильно влияет ориентация межпланетного магнитного поля. Эффективность сильно возрастает при южном направлении межпланетного магнитного поля, когда инициируется процесс пересоединения магнитных силовых линий на дневной магнитопаузе [28]. А это приводит к сильному изменению магнитосферного поля как на дневной стороне магнитосферы, так и в ее хвостовой части. В результате пересоединения часть открытых силовых линий, одним концом соединенных с Земным диполем, переносится в хвостовую магнитосферу, приводя к медленному спаду величины поля в дневной магнитосфере и его росту в долях хвоста. Таким образом часть кинетической энергии солнечного ветра преобразуется в магнитную энергию магнитосферы и накапливается в ее хвосте, приводя к усилению тока текущего поперек хвоста, влияя на магнитную активность в ионосфере и внутренней магнитосфере и вызывая магнитосферные суббури и магнитные бури [29].

Изменение интенсивности тока, текущего поперек хвоста, может происходить и при сжатии и разрежении магнитосферы под воздействием динамического давления солнечного ветра. Корреляция между током, текущим поперек хвоста и динамическим давлением солнечного ветра была описана в работах [30, 31]. Таким образом, вариациями интенсивности тока хвоста управляют динамическое давление и магнитное ноле солнечного ветра. Однако, их вклад в динамику суббури на разных стадиях развития требует дальнейшего изучения.

Среди моделей, описывающих развитие суббури, наибольшей популярностью пользуются модель образования околоземной нейтральной линии [32] и модель разрушения токового слоя [33]. В модели разрушения токового слоя предполагается, что баллонная или кинетическая дрейфовая неустойчивость приводит к ослаблению тока в плазменном слое на расстоянии X ~ -10 11Е, после чего происходит диполизация, т.е. перестройка магнитного поля и формирование толкового клина в этой зоне. В процессе развития суббури область, где происходит ослабление тока, распространяется в антисолнечном направлении. Преимуществом этой модели является ее хорошее соответствие наблюдаемым характеристикам суббури в авроральной области, а существенным недостатком - отсутствие объяснения образования плазмоида.

Модель образования околоземной нейтральной линии предсказывает, что образовавшаяся на расстоянии между -20 и -30 ЯЕ от Земли нейтральная линия вызывает пересоединение магнитных силовых линий, приводя к быстрому переносу массы, магнитного потока и энергии в солнечном и антисолнечном направлениях. Эта модель дает хорошее описание топологии магнитного поля и потоков плазмы в плазменном слое во время суббури, но все же, остается неясным, способны ли быстрые потоки плазмы, текущие к Земле, переносить столь большие потоки энергии, выделяющейся при суббури.

Поэтому является необходимым объяснение наблюдаемых характеристик развития суббури в выбранном конкретном случае с помощью существующих теоретических моделей, что позволит проверить их адекватность и сделать выбор в пользу той модели описания суббури, которая лучше соответствует наблюдениям.

Итак, накопленный экспериментальный материал свидетельствует, что солнечный ветер является одним из основных, если не самым важным агентом, переносящим возмущения от Солнца к Земле. Солнечный ветер существует постоянно и обладает неисчерпаемым разнообразием свойств и качеств. Для него характерны сильная пространственная неоднородность и большая изменчивость со временем. И именно эта постоянная изменчивость солнечного ветра является источником его переменного воздействия на магнитосферу Земли, приводящего к сильным возмущениям: сжатию и разрежению магнитосферы, формированию рекуррентных геомагнитных возмущений, магнитосферных суббурь и магнитных бурь, влияющих, в конечном итоге, на техногенную сферу деятельности человека.

Несмотря на большое количество работ, как экспериментальных так и теоретических, связанных с исследованием разнообразных вариаций параметров плазмы солнечного ветра в широком диапазоне пространственных и временных масштабов, многие свойства и характеристики этих вариаций остаются до конца не изученными, особенно вопросы пространственного масштаба явлений и их внутренней структуры. Реакция различных областей магнитосферы на изменения в солнечном ветре во многих аспектах остается неясной. В частности, неясными остаются количественные соотношения между межпланетными возмущениями и их магнитосферными проявлениями, повторяемость различных типов возмущений и результат их суммарного действия.

Исходя из вышеизложенного были сформулированы задачи данной работы, которые состояли в следующем:

1. Исследование крупномасштабных вариаций параметров солнечного ветра, в первую очередь, его характеристик, связанных с распространением межпланетных ударных волн, высокоскоростных и низкоскоростных потоков солнечного ветра.

2. Статистические исследования свойств межпланетных ударных волн.

3. Статистический анализ связи между кратковременными (в пределах нескольких минут) возмущениями магнитного поля в дневной магнитосфере и вариациями давления солнечного ветра и межпланетного магнитного поля.

4. Изучение воздействия области горячего аномального течения на магнитосферу Земли.

5. Исследование влияния вариаций параметров солнечного ветра -динамического давления плазмы и ориентации магнитного поля - на развитие суббури.

Перечисленные выше задачи решались с помощью проведения прямых экспериментов на космических аппаратах («Прогноз-7, 8, 10», ИНТЕРБОЛ-1), обработки измерений и анализа полученных данных. Данные других экспериментов, в том числе выполненных на других спутниках, привлекались для сопоставления и получения наиболее полного набора характеристик изучаемого явления.

Практическая значимость работы. Основным содержанием диссертационной работы является изучение различных явлений, связанных с вариациями параметров солнечного ветра и их воздействием на магнитосферу Земли и именно этим определяется практическая значимость данной работы. Полученные в результате этого исследования сведения будут способствовать развитию количественных моделей солнечного ветра и лучшему пониманию механизмов его взаимодействия с магнитосферой Земли, разработке методов предсказания космической погоды.

Личный вклад автора.

Автор принимал участие в постановке задач и выборе метода их решения. Автор разрабатывал алгоритмы и программы обработки экспериментальных данных, полученных с помощью спутников «Прогноз-7, 8, 10», непосредственно участвовал в анализе полученных результатов и их интерпретации. Кроме того, диссертант лично участвовал во всех стадиях экспериментальных работ по прибору «Электрон» проекта ИНТЕРБОЛ-1 (включая разработку, все виды испытаний и управление прибором в полете), в обработке этой информации (включая разработку алгоритмов и программ физической обработки измерений) и в проведении систематического анализа данных.

Вклад автора в осуществление расчетов и анализ результатов является определяющим.

Структура работы.

Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, содержит 133 страницы, 50 рисунков и 7 таблиц. Список литературы насчитывает 172 наименования.

Заключение диссертации по теме «Физика Солнца», Бородкова, Наталия Львовна

6.5. Выводы.

Итак, на основе многоспутниковых и наземных данных в развитии суббури 13 ноября 1996г. были отмечены следующие особенности.

Во-первых, показано, что динамика токового слоя во время суббури зависит от комбинации условий в солнечном ветре и внутри магнитосферы. Во время начальной стадии предварительной фазы суббури межпланетные условия (динамическое давление и магнитное поле солнечного ветра) управляли вариациями интенсивности тока хвоста. Возрастание магнитного потока в хвосте вследствие отрицательной В2 компоненты межпланетного поля было замаскировано падением давления солнечного ветра, обусловившим увеличение объема хвоста. Таким образом, накопление энергии в хвосте магнитосферы во время предварительной фазы происходило не только за счет увеличения магнитного поля, но и общего объема хвоста.

Разрушение токового слоя, начавшись в плазменном слое около Земли, постепенно распространялось в антисолнечном направлении в соответствии с импульсивным характером развития суббури. Между последовательными интенсификациями суббури интенсивность тока хвоста возрастала благодаря постоянному переносу магнитного потока из солнечного ветра в хвост при пересоединении на дневной стороне магнитосферы.

Фаза развития суббури связана с процессом пересоединения, что подтверждается наблюдением прохождения плазмоидной структуры. Удачное расположение спутников ИНТЕРБОЛ-1 и вео1аП в магнитном хвосте Земли во время фазы развития суббури позволило зарегистрировать прохождение плазмоида необычной топологии. Эта структура, возможно, отражает тонкую структуру развития суббури или является проявлением развития твистинг-неустойчивости.

После глобального распада тока хвоста произошло сильное уменьшение размеров магнитного хвоста и приближение плазменной мантии к окрестностям спутника ИНТЕРБОЛ-1. Появление плазменной мантии на низкой широте, вероятно, связано с интенсивной конвекцией вследствие отрицательной В2 компоненты межпланетного магнитного поля и сжатием магнитного хвоста из-за возросшего давления солнечного ветра. Несмотря на интенсивное пересоединение на дневной стороне, диссипация магнитного потока в хвосте во время суббури обычно в несколько раз превышает темп пересоединения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований, положенных в основу данной диссертационной работы, получены следующие результаты:

1. Исследование крупномасштабных вариаций параметров солнечного ветра на достаточно продолжительных рядах измерений выявило значительную разницу между потоками энергии и импульса, переносимыми высокоскоростными и низкоскоростными потоками. В высокоскоростных потоках солнечного ветра энергия и давление, в среднем, оказались больше, а поток частиц - несколько меньше чем в низкоскоростных потоках.

Статистический анализ среднечасовых относительных вариаций потока энергии и давления солнечного ветра показал, что они не велики, в среднем, в пределах примерно 14 %, и практически одинаковы для высокоскоростных и низкоскоростных потоков.

Получено, что вариации среднегодовых значений энергии и давления солнечного ветра в цикле солнечной активности также сравнительно невелики - примерно ± 30%.

Наиболее сильные вариации потоков энергии и импульса солнечного ветра связаны с межпланетными ударными волнами. Потоки кинетической и тепловой энергии, а также поток ионов резко увеличиваются более чем на порядок и в течение многих часов остаются сильно превышающими средний уровень.

2. В результате измерений параметров межпланетной плазмы был получен большой статистический материал по изучению межпланетных ударных волн, исследование которого показало, что в среднем:

- Сильное сжатие и нагрев плазмы за фронтом ударной волны длятся в течение нескольких часов, в то время как скорость солнечного ветра за ударной волной спадает медленнее и даже через десятки часов остается выше, чем была в невозмущенном солнечном ветре;

- Примерно в половине событий скорость а-частиц за ударной волной в течение 1 - 3 часов оставалась меньше, чем скорость протонов;

- Нагрев а-частиц на ударном фронте больше, чем нагрев протонов;

- Нагрев электронов на ударном фронте близок к адиабатическому, в то время как нагрев протонов и а-частиц в большинстве случаев заметно превышает адиабатический;

- Средняя скорость распространения межпланетной ударной волны возрастает, если ударная волна движется в среде, возмущенной предыдущим событием;

- Оценки полной энергии, переносимой межпланетными ударными волнами, лежат в диапазоне энергий от 1031 до 1032 эрг;

- Оценки величины электростатического барьера, сделанные по энергетическому балансу ионов на фронте ударной волны, дают значения в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен

Вольт при среднем значении составляющем, примерно 10-60% от энергии втекающего в ударную волну потока протонов.

3. Проведенное статистическое изучение связи между кратковременными (в пределах нескольких минут) возмущениями геомагнитного поля в дневной магнитосфере на геостационарной орбите и одновременными наблюдениями плазмы и магнитного поля в межпланетной среде позволяет сделать следующие выводы относительно источника этих возмущений:

- В половине событий быстрые вариации магнитного поля в дневной магнитосфере вызываются резким возрастанием или спадом динамического давления плазмы солнечного ветра. При этом влияние скачка давления (при его амплитуде около 0.5 нПа и более) превалирует над всеми другими возможными воздействиями;

- Около 10% событий в отсутствие скачка давления солнечного ветра связаны с резким изменением угла между направлением межпланетного магнитного поля и линией Солнце-Земля;

- Около трети всех событий не удается объяснить вышеизложенными причинами. Возможно, что в этих случаях вариации магнитосферного поля вызывались изменениями давления плазмы в магнитослое, непосредственно прилегающим к магнитопаузе.

Получено хорошее количественное согласие наблюдавшихся амплитуд вариаций магнитосферного магнитного поля с их расчетными значениями, определенными по измеренным вариациям динамического давления солнечного ветра, приводящим к значительным изменениям в токах Чепмена-Ферраро на дневной магнитопаузе.

4. Представленные многоспутниковые данные для "уникального" события, зарегистрированного 24 июля 1996 г., когда спутник ИНТЕРБОЛ-1 в течении менее 8 минут дважды пересек магнитослой, включая ударную волну и магнитопаузу, демонстрируют, что столь быстрое пересечение всего магнитослоя стало возможным в результате образования области горячего аномального течения плазмы при взаимодействии тангенциального разрыва в солнечном ветре с околоземной ударной волной. Кратковременное уменьшение на порядок величины радиальной компоненты динамического давления в центральной части горячего аномального течения плазмы привело в волнообразное движение прилегающий участок магнитопаузы с амплитудой более 5 ЯЕ.

Анализ направления движения волны показал, что волна вдоль магнитопаузы распространялась в антисолнечном направлении и на север. Эта волна образовала в предполуденной авроральной области ионосферы перемещающийся в антисолнечном направлении конвективный вихрь.

Взаимодействие области горячего аномального течения плазмы с магнитосферой было зарегистрировано впервые, возможно, благодаря удачному расположению спутников. Т.к. тангенциальные разрывы в солнечном ветре и перемещающиеся конвективные вихри в ионосфере наблюдаются часто, то можно предположить, что столь сильные и быстрые возмущения магнитосферы,, подобные зарегистрированному, может быть и не являются редкими, просто их трудно наблюдать.

5. На основе многоспутниковых и наземных данных на примере одного типичного события было рассмотрено влияние вариаций параметров солнечного ветра - динамического давления плазмы и ориентации магнитного поля на развитие магнитосферной суббури.

Показано, что динамика токового слоя во время суббури зависит от комбинации условий в солнечном ветре и внутри магнитосферы. Во время начальной стадии предварительной фазы суббури межпланетные условия (динамическое давление и магнитное поле солнечного ветра) управляли вариациями интенсивности тока хвоста. Накопление энергии в хвосте магнитосферы во время предварительной фазы происходило не только за счет увеличения магнитного поля, но и общего объема хвоста.

Разрушение токового слоя, начавшись в плазменном слое около Земли, постепенно распространялось в антисолнечном направлении в соответствии с импульсивным характером развития суббури. Между последовательными интенсификациями суббури интенсивность тока хвоста возрастала благодаря постоянному переносу магнитного потока из солнечного ветра в хвост при пересоединении на дневной стороне магнитосферы.

Распад тока хвоста привел к сильному уменьшению размеров магнитного хвоста и приближению плазменной мантии к окрестностям спутника ИНТЕРБОЛ-1. Несмотря на интенсивное пересоединение на дневной стороне магнитосферы, диссипация магнитного потока в хвосте во время суббури в несколько раз превысила темп пересоединения.

Автор хотел бы поблагодарить всех своих коллег, чья помощь способствовала выполнению работы, и, в первую очередь, своего научного руководителя Георгия Наумовича Застенкера за постоянную поддержку и терпение при подготовке данной работы, а также Олега Леонидовича Вайсберга, заведующего лабораторией, в которой выполнялись все эксперименты, описанные в диссертации. Автор особо благодарен за плодотворное сотрудничество своим соавторам по анализу и интерпретации научных результатов, вошедших в диссертацию, - О.Л. Вайсбергу, Л.А.Аванову, В.Н.Смирнову, М.Н.Ноздрачеву из ИКИ, А.Г.Яхнину из ПГИ и многим другим, среди которых нельзя не упомянуть Жан-Андре Сово из Центра по изучению космических излучений, Франция, и Дэвида Сайбека из Университета Джонса Хопкинса, США Автор искренне благодарен за содействие руководителю отдела 54 ИКИ РАН - профессору Л.М.Зеленому.

Наконец, не имея возможности упомянуть поименно всех участников многочисленных экспериментов, результаты которых использовались в диссертации, автор выражает всем им свою признательность.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Бородкова, Наталия Львовна, 2002 год

1. Brown J.A. On certain results of magnetical observations // Philos. Mag. 1858. V. 16. P. 81.

2. Bierman L. Comet tails and solar corpuscular radiation // Ztschr. Astrophys. 1951. V. 29. P. 274.

3. Chapman S. Notes on the solar corona and terrestrial ionosphere // Smitsonian Contrib. Astrophys. 1957. Y.2 P. 1.

4. Паркер E.H. Динамические процессы в межпланетной среде // М.:Мир. 1965. С. 302.

5. Gringauz K.I. Some results of experiments in interplanetary space by means of charged particles traps on Soviet space probes. // In: Space Research II. Amsterdam: North-Holland publ. Co. 1961. P. 539.

6. Neugebauer M, Snyder C.W. Mariner 2 observations of the solar wind. 1. Average properties // J. Geophys. Res. 1966. V. 71. P. 4469.

7. King J.H. Interplanetary medium data book supplement 2, 1978-1982. NSSDC/WDC - A, 83-01, NASA GSFC. 1983.

8. Hundhausen A.J. An interplanetary view of coronal holes // In: Coronal holes and high-speed solar wind streams, ed. J.B. Zirker. Boulder: Colorado Assoc. Univ. press. 1977. P. 225.

9. Hundhausen A.J., Simon M, Axford W.I. Shock waves in the interplanetary medium // Planet. Space Sci. 1966. V. 14. P. 901.

10. Leroy M.M. Structure of perpendicular shocks in collisionless plasma // Phys. Fluids. 1983. V.26. No.9. P. 2742.

11. Gurnett D.A. Plasma waves and instabilities // in: "Collisionless shock waves in the heliosphere, ed. By B.Tsurutani and R.Stone, AGU, Washington. 1985.

12. Webb D.F. CMEs as solar drivers of interplanetary and terrestrial disturbances // ASP Conference Series. 1996. V. 95. P. 219.

13. Neupert W.M., Pizzo V. Solar coronal holes as sources of geomagnetic disturbances // J. Geophys. Res. 1974. V. 79. P. 3701.

14. Nishida A., Cahill L.J. Sudden impulses in the magnetosphere observed by Explorer 12 // J. Geophys. Res. 1964. V. 69. P. 2243.

15. Gosling J.T., Asbridge J.R., Bame S.J., et al. Discontinuities in the solar wind associated with sudden geomagnetic impulses and storm commencements //J. Geophys. Res. 1967. V. 72. P. 3357.

16. Lockwood M., Sandholt P.E., Cowley S.W.H. et al. Interplanetary magnetic field control of dayside auroral activity and the transfer of momentum across the dayside magnetopause // Planet. Space Sci. 1989. V. 37. P. 1347.

17. Sibeck D.G., Baumjohann W., Lopez R.E. Solar wind dynamic pressure variations and transient magnetospheric signatures // Geophys. Res. Lett. 1989. V. 16. P. 13.

18. Fairfield D.H., Baumjohan W., Paschmann G. et al. Upstream pressure variations associated with the bow shock and their effects on the magnetosphere // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 3773.

19. Sibeck D.G. A model for the transient magnetospheric response to sudden solar wind dynamic pressure variations // J. Geophys. Res. 1990. V.95. P. 3755.

20. Kawano H., Kokubun S., Takahashi K. Survey of transient magnetic field events in the dayside magnetosphere // J. Geophys. Res. 1992. V.97. P. 10677.

21. Schwartz S.J., Chaloner C.P., Christiansen P J. et al. An active current sheet in the solar wind // Nature. 1985. V. 318. P. 269.

22. Thomsen M.F., Gosling J.T., Fuselier S.A. et al. Hot, diamagnetic cavities upstream from the Earth's bow shock // J. Geophys. Res. 1986. V. 91. P. 2961.

23. Paschmann G., Haerendel G., Sckopke N. et al. Three-dimensional plasma structures with anomalous flow directions near the Earth's bow shock // J. Geophys. Res. 1988. V. 93. P. 11279.

24. Schwartz S.J., Kessel R.L., Brown C.C. et al. Active current sheets near the Earth's bow shock // J.Geophys.Res. 1988. V. 93. P. 11295.

25. Thomas V.A., Winske D., Thomsen M.F., Onsager T.G. Hybrid simulation of the formation of a hot flow anomaly // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. P. 11625.

26. Lin Y. Generation of anomalous flows near the bow shock by its interaction with interplanetary discontinuities // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P.24265.

27. Dungey J.W. Interplanetary magnetic field and auroral zones // Phys. Rev. Lett. 1961. V. 6. P. 47.

28. Akasofu S.-I. Energy coupling between the solar wind and the magnetosphere // Planet. Space Sci. 1981. V. 28. P. 121.

29. Fairfield D.H. and Jones J. Variability of the tail lobe field strength // J. Geophys. Res. 1994. V. 101. P. 7784.

30. Nakai H. and Kamide Y. Estimating the long-term variations of the magnetotail pressure // J. Geophys. Res. 1991. V. 99. P. 23747.

31. Baker D.N., Pulkkinen T.I., Angelopolous V. et al. Neutral line model of substorms: Past results and present view // J. Geophys. Res. 1996. V.101, P. 12975.

32. Lui A.T.Y. Current disruption in the Earth's magnetosphere: observations and models // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. P. 13067.

33. Застенкер Г.Н., Ермолаев Ю.И., Пинтер С. и др. Наблюдение солнечного ветра с высоким временным разрешением // Космические исследования. 1982. Т.20. N 6. С. 900.

34. Вайсберг O.JI, Горн JI.C., Ермолаев Ю.И., Застенкер Г.Н. и др. Эксперимент по диагностике межпланетной и магнитосферной плазмы на АМС "Венера -11, 12 и ИСЗ "Прогноз -7" // Космические исследования. 1979. Т. 17. N 5. С. 780.

35. Балебанов В.М., Вайсберг O.JL, Застенкер Г.Н. и др. Приборы и методы для изучения ударных волн в космической плазме // Научное космическое приборостроение. 1985. Вып.4. С. 2029.

36. Застенкер Т.Н., Денин А.Б., Ермолаев Ю.И. и др. Интегральный детектор заряженных частиц малой энергии // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Ядерное приборостроение. 1981. Вып.2 (47). С. 64.

37. Прохоренко В.И. Ситуационный анализ орбит станций "Прогноз" // В кн.: Исследование солнечной активности и космическая система "Прогноз". М.: Наука. 1984. С. 214.

38. Avanov L., Leibov A., Nemecek Z., et al. Fast measurements of solar wind parameters by the Monitor experiment // In: Intershock Project, ed. By S.Fisher, Publ.N 60 of the Astronomical Institute, Ondrejov. 1985. P. 60.

39. Омельченко A.H. Плазменные процессы в пограничных областях геомагнитосферы // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М. ИКИ АН СССР 1987г.

40. Marquardt D.W. An algoritm for least squeres estimation of nonlinear parameters // J. Soc. Ind. Appl. Math. 1972. V. 11. P. 431.

41. Numerical Recipes Fortran Version: The Art of Scientific Computing (Second Edition), published by Cambridge University Press. 1989. P. 521.

42. Боярский M.H., Застенкер Т.Н., Павлов В.П. и др. Динамика движения спутника и моделирование ситуаций в проекте ИНТЕРШОК // Космические исследования. 1986. Т. 24. С. 200.

43. Застенкер Г.Н., Вайсберг (Ы1., Немечек 3. И др. Изучение тонкой структуры ударных волн с помощью комплекса плазменных спектрометров БИФРАМ//Космические исследования. 1986. Т.24. С. 151.

44. Styazhkin V., Yeroshenko Е., Zakharov P. Magnetic field experiment in the Intershock project // in: Intershock Project ed. By S. Fisher, Astron. Inst., Czech Acad. Of Sci., Ondrjeiov. 1985. P. 202.

45. Климов С.И., Ноздрачев M.H. и др. Исследование плазменных волн с помощью комплекса комбинированной волновой диагностики БУДВАР («Прогноз -10 -Интеркосмос»). // Космические исследования. 1986. Т.24. С. 177.

46. Галеев А.А., Гальперин Ю.И. и Зеленый JI.M. Проект «ИНТЕРБОЛ» по исследованиям в области солнечно-земной физики // Космические исследования. 1996. Т. 34. №4. С. 339.

47. Sauvaud J.-A., Koperski P., Beutier T., Barthe H., Aoustin C., Borodkova N. Et al. The Interball-Tail ELECTRON experiment: Initial results on the low-latitude boundary layer of thé dawn magnetosphere // Ann. Geophys. 1997. V. 15.No. 5. P. 587.

48. Safrankova J., Zastenker G., Nemecek Z. Et al. Small scale observation of magnetopause motion: Preliminary results of the Interball project. // Ann. Geophys. 1997. V. 15. No. 5. P. 562.

49. Klimov S., Romanov S., Amata E. Et al. ASPI experiment: measurements of fields and waves onboard the Interball-1 spacecraft // Ann. Geophys. 1997. V. 15. No. 5. P. 514.

50. Yermolaev Yu.I., Fedorov A.O., Vaisberg O.L. et al. Ion distribution dynamics near the Earth's bow shock: first measurements with 2 D ion energy spectrometer CORALL on the INTERBALL/Tail probe satellite // Ann. Geophys. 1997. V. 15. No. 5. P.533.

51. Луценко B.H., Кудела К. и Саррис Е.Т. Эксперимент ДОК-2 по изучению энергичных частиц на Хвостовом и Авроральном зондах по проекту ИНТЕРБОЛ // Космические исследования. 1998. V. 36. №1. С. 98.

52. Volkmer P.M. and Neubauer F.M. Statistical properties of fast magnetoacoustic shock waves in the solar wind between 0.3 AU and 1 AU: Helios-1, 2 observations // Ann. Geophys. 1985. V. 3. No. 1. P. 1.

53. Gold T. Gas gynamics of cosmic clouds. Ed. H.C. van de Hulst and J.M.Burgers, Amsterdam, North-Holland. 1955. P. 103r

54. Ogilvie K.W., Burlaga L.F, Wilkerson T.D. Plasma observations on Explorer 34 // J. Geophys. Res. 1968. V. 73. P. 6809.

55. Gosling J.T., Asbridge J.R. et al. Satellite observations of interplanetary shock waves // J. Geophys. Res. 1968. V. 73. P. 43.

56. Hundhausen A.J., Interplanetary shock waves and the structure: of solar wind disturbances // Solar Wind Proc. Conf. NASA, Washington D.C. 1972. P.393.

57. Zastenker G.N., Bosqued J.-M. et al. The form and energy of the shock waves from the solar flares of August 2, 4 and 7, 1972 // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. A3. P. 1035.

58. Застенкер Т.Н., Бородкова Н.Л. Межпланетные ударные волны в апреле мае 1981 // Космические исследования. 1984. Т. 22. №1. Р. 87.

59. Zastenker G.N. and Borodkova N.L. Some features of the interplanetary disturbances in the post-solar maximum year period // Adv. Space Res. 1984. V. 4. N 7. P. 347. :

60. Borodkova N.L., Vaisberg O.L., Zastenker G.N. Interplanetary shock waves in the post solar maximum year period (January July, 1981) // Adv. Space Res. 1986. V. 6. N6. P. 327.

61. Sanderson J.J. and Uhrig R. Extended Rankine-Hugoniot relations for collisionless shocks // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. P. 1395.

62. Borrini G., Gosling J.T., Bame S.J., Feldman W.C. An Analysis of shock wave disturbances observed at 1 AU from 1971 through 1978 // J. Geophys. Res. 1982. V. 87. A6. P. 4365.

63. Ogilvie K.W., Coplan M.A., Zwickl R.D. Helium, Hydrogen and Oxygen velocities observed on ISEE-3 // J. Geophys. Res. 1982. V. 87. A9. P. 7363.

64. Вайсберг О.Л., Галеев A.A. и др. Исследование механизмов диссипации энергии в бесстолкновительных ударных волнах с большимчислом Маха по данным измерений на спутнике «Прогноз-8» // Письма в ЖЭТФ. 1982. Т. 35. Р. 25.

65. Pinter С. Energy, contains in solar flare // In book: "Proceedings of IV international seminar in Leningrad". Leningrad. 1972. P. 63.

66. Dryer M. Interplanetary shock waves: recent developments // Space Sci. Rev. 1975. V. 17. P. 277.

67. D'Uston C., Dryer M. et al. Spatial structure of flare associated perturbations in the solar wind simulated by a two dimensional numerical model // J. Geophys. Res. 1981. V. 86. A2. P. 525.

68. Еселевич В.Г., Еськов А.Г., Куртмулаев P.X., Малютин A.M., Изомагнитный разрыв в бесстолкновительной ударной волне // ЖЭТФ. 1971. V. 60. Р. 2079.

69. Formisano V. Measurement of the potential drop across the Earth's collisionless bow shock // Geophys. Res. Lett. 1982. V. 9. P. 1033.

70. Galeev A.A. Collisionless shocks // in book: "Physics of solar planetary environments" edited by D.J.Williams by Am. Geophys. Union, Boulder. 1971. P. 464.

71. Pesses M.E. Particle acceleration by coronal and interplanetary shock waves // Adv. Space Res. 1982. V. 2. 11. P. 255.

72. Slivka M., Kudela K., Borodkova N.L., Zastenker G.N. Study of interplanetary shock waves and particle acceleration in two events using Prognoz-8 data // Bull. Astron. Inst. Czechosl. 1985. V. 36. P. 253.

73. Leroy M.M., Winske D. et al. The structure of perpendicular bow shocks // J. Geophys. Res. 1982. V. 87. Al. P. 5087.

74. Вайсберг О.JI., Галеев А.А., Климов С.И. и др. Исследование механизмов диссипации энергии в бесстолкновительных ударных волнах с большим числом Маха на основе измерений на спутнике Прогноз-8 // ЖЭТФ. 1983. V. 85. Р. 1232.

75. Vaisberg O.L., Scarf F., Borodkova N.L., Nozdrachev M.N. ELF-emission on interplanetary shocks as observed by Prognoz-8 and ISEE-3 // In: Solar Maximum Analysis, ed. By V.Stepanov and V.Obridko. VNU Science Press. Holland. 1987.

76. Burlaga L.F., Mish W.H. Large-scale fluctuations in the solar wind at 1 AU: 1978-1982 // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. P. 177.

77. Yermolaev Yu.I., Stupin V.V., Zastenker G.N., Khamitov G.P., Kozak I. Variations of solar wind proton and alpha-particles hydrodynamic parameters: Prognoz 7 observations // Adv. Space Res. 1989. V. 9. N 4. P. 123.

78. Thieme K.M. et al. Are structures in high-speed streams signatures of coronal fine structures? // Adv. Space Res. 1989. V. 9. N 4. P. 127.

79. Kovalenko V.A.// Planet Space Sci. 1988. V. 36. N 12. P. 1343.

80. Веселовский И.С., Дмитриев А.В., Суворова А.В. Средние параметры солнечного ветра и межпланетного магнитного поля на орбите Земли за последние три цикла // Астрон. Вестн. 1998. V. 32. Р. 352.

81. Веселовский И.С., Дмитриев А.В., Суворова А.В., Минаева Ю.С. Структура долговременных изменений параметров плазмы и магнитных полей в околоземной гелиосфере // Астрон. Вестн. 2000. V. 34. Р. 82.

82. Застенкер Г.Н., Вайсберг O.JL, Хамитов Г.П., Любавский К.В., Бородкова Н.Л. и др. Кинетические параметры солнечного ветра по измерениям на спутнике Прогноз -7 с ноября 1978 по июнь 1979 г. (каталог среднечасовых значений) // Препринт ИКИ. Пр-951. 1984.

83. Zastenker G.N., Yermolaev Yu.I., Zhuravlev V.I., Borodkova N.L. et.al. Large-and middle- scale phenomena in the interplanetary medium: Prognoz 7, 8, 10 observations // Adv. Space Res. 1989. V. 9. N. 4. P. 117.

84. Zastenker G.N.and Borodkova N.L. Long term energy and momentum flux fluctuations of the solar wind at 1 AU // J. Geomag. Geoelectr. 1991. V. 43. Suppl.P. 89.

85. Feldman W.C., Asbridge S.I., Ваше S.J., Gosling J.T. Interplanetary plasma // in: The Solar Output and Its Variations, edited by O.R.Whipe, Colorado Univ. Press. Boulder Col. 1977. P. 255.

86. Schwenn R. The «average» solar wind in the inner heliosphere: structures and slow variations // in: Solar Wind 5, edited by M.Neugebauer. NASA Conf. Publ. 2280. 1983. P. 489.

87. Neugebauer M. The quiet solar wind // J. Geophys. Res. 1976. V. 81. P. 4664.

88. Luttrel A., Richter A. The role of Alfvenic fluctuations in MHD turbulence evolution between 0.3 and 1 AU // in: Solar Wind 6, edited by V.J.Pizzo et al., HAO/NCAR Techn. Note. 1988. V. 1. P. 335.

89. Chashey I.V. et al. Power spectra of the interplanetary plasma density fluctuations by Prognoz 8 measurements // Космические исследования. 1988. V. 26. N2. P. 289

90. Le G., Russell C.T., Kuo H. Flux transfer events: Spontaneous or driven? // Geophys. Res. Lett. 1993. V. 20. P. 791.

91. Sugiura M., Skillman T.L., Ledley B.G.,et al. Propagation of the sudden commencement of July 8, 1966, to the magnetotail // J. Geophys. Res. 1968. V. 73. P.6699.

92. Wilken В., Baker D.N., Higbie P.R., et al. Magnetospheric configuration and energetic particle effects associated with a SSC: A case study of the CD AW 6 event on March 22, 1979 // J. Geophys. Res. 1986. V. 91. P. 1459.

93. Sibeck D.G., Baumjohann W., Elphic R.C., et al. The magnetospheric response to 8-min-period strong-amplitude upstream pressure variations // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. P. 2505.

94. Coroniti F.V., Kennel C.F. Can the ionosphere regulate magnetospheric convection? // J. Geophys. Res. 1973. V. 78. P. 2837.

95. Aubry M.P., Russell C.T., Kivelson M.G. Inward motion of the magnetopause before a substorm // J. Geophys. Res. 1970. V. 75. P. 7018.

96. Sibeck D.G. Signatures of flux erosion from the dayside magnetosphere // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 8513.

97. Farrugia C.J., Elphic R.C., Southwood D.J., et al. Field and flow perturbations outside the reconnected field line region in flux transfer events: Theory // Planet. Space Sci. 1987. V. 35. P. 227.

98. Southwood D.J., Farrugia C.J., Saunders M.A. What are flux transfer events? // Planet. Space Sci. 1988. V. 36. P. 503.

99. Russell C.T., Elphic R.C. Initial ISEE magnetometer results: magnetopause observations // Space Sci. Rev. 1978. V. 22. P. 681.

100. Elphic R.C. Observations of flux transfer events: Are FTEs flux ropes, islands, or surface waves? // in Physics of Magnetic Flux Ropes. Geophys. Monogr. Ser. ed. by C.T.Russell, E.R.Priest and L.C.Lee. AGU. Washington, D.C. 1990. V. 58. P. 455.

101. Borodkova N.L., Zastenker G.N., Sibeck D.G. A case and statistical study of transient magnetic field events at geosynchronous orbit and their solat wind origin// J. Geophys. Res. 1995. V. 100. P. 5643.

102. Д.Г.Сайбек, Н.Л.Бородкова, Г.Н.Застенкер, Вариации параметров солнечного ветра как источник кратковременных возмущений магнитного поля в дневной магнитосфере // Космические исследования. 1996. V. 34. №3. С. 248.

103. King J.H. Availability of IMP-7 and IMP-8 data for the IMS period // in the IMS Source Book, ed. by C.T.Russell and D.Southwood. AGU. Washington, D.C. 1982. P. 10.

104. Grubb R.N. The SMS/GOES Space Environment Monitor Subsystem // Tech. Memo. TM ERL SEL-42, NOAAs Boulder, Colorado. 1975.

105. Luhr H., Klocker W., Oehlschlagel W., et al. The IRM fluxgate magnetometer// IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 1985. GE-23. P. 259.

106. Roelof E.C., Sibeck D.G. Magnetopause shape as a bivariate function of interplanetary magnetic field Bz and solar wind dynamic pressure // J. Geophys. Res. 1993. V. 98. P. 21421.

107. Fairfield D.H., Average and unusual locations of the Earth's magnetopause and bow shock // J. Geophys. Res. 1971. V. 76. P. 6700.

108. Spreiter J.R., Summers A.L., Alksne A.Y. Hydrodynamic flow around the magnetosphere // Planet. Space Sci. 1966. V. 14. P. 223.

109. Moore Т.Е., Gallagher D.L., Horwitz J.L., et al. MHD wave breaking in the outer plasmasphere // Geophys. Res. Lett. 1987. V. 14. P. 1007.

110. Schield M.A. Pressure balance between solar wind and magnetosphere // J. Geophys. Res. 1969. V. 74. P. 1275.

111. Tsyganenko N.A., Sibeck D.G. Concerning flux erosion from the dayside magnetosphere // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 13425.

112. Siscoe G.L., Suey R.W. Significant criteria for variance matrix applications // J. Geophys. Res. 1972. V. 77. P. 1321.

113. Wu B.H., Mandt M.E., Lee L.C., et al. Magnetospheric response to solar wind dynamic pressure variations: Interaction of interplanetary tangential discontinuities with the bow shock // J. Geophys. Res. 1993. V. 98. P. 21297.

114. Н.С.Николаева, Г.Н.Застенкер, Я.Шафранкова и др., Об источниках и амплитуде движения магнитопаузы // Космические исследования. 1998. V. 36. №6. С. 576.

115. Schwartz S.J. Hot flow anomalies near the Earth's bow shock // Adv. Space Res. 1995. V. 15. P. 107.

116. Fuselier S.A., Thomsen M.F., Gosling J.T. et al. Fast shocks at the edges of hot diamagnetic cavities upstream from the Earth's bow shock // J. Geophys. Res. 1987. V. 92. P. 3187.

117. Fairfield D.H., Baumjohann W., Paschmann G., Luhr H., Sibeck D.G. Upstream pressure variations associated with the bow shock and their effects on the magnetopause // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 3773.

118. Burlaga L.F. Directional discontinuities in the interplanetary magnetic field//Solar Phys. 1969. V. 7. P. 54.

119. Borodkova N.L., Sibeck D.G., Zastenker G.N., Romanov S.A., and Sauvaud J.-A. Fast deformation of dayside magnetopause // Cosmic Res. 1998. V. 36. N3. P. 261 (Transl. from Kosmicheskie issledovaniya).

120. Sibeck D.G., Borodkova N.L., Zastenker G.N., Romanov S.A., and Sauvaud J.-A. Gross deformation of the dayside magnetopause // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. N4. P. 453.

121. Sitar R, Baker J.B., Clauer C.R., Ridley A.J. et al. Multi-instrument analysis of the ionospheric signatures of a hot flow anomaly on July 24 1996 // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. P. 23357.

122. Vo H.B., Mende S.B., Frey H.U., Weatherwax A.T., Rosenberg T.J., Lanzerotti L.J., Sibeck D.G. Response of the dayside auroral ionosphere to the passage of a hot flow anomaly in the bow shock // EOS Trans. Am. Geophys. Un. 1998. V. 79. S249.

123. Sibeck D. G. and Borodkova N. L. Magnetospheric response to a hot flow anomaly // in: INTERBALL in the ISTP Program , NATO Sciences Series, ed. by D.G.Sibeck and K.Kudela, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. 1999. P. 219.

124. Sonnerup B.U.O. and Cahill L.J. Magnetopause structure and attitude from Explorer 12 observations // J. Geophys. Res. 1967. V. 72. P. 171.

125. Kaufmann R.L. Shock observations with the Explorer 12 magnetometer // J. Geophys. Res. 1967. V. 72. P. 2323.

126. Kessel R.L., Coates A.J., Motschmann U., Neubauer F.M. Shock normal determination for multiple-ion shocks // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 19359.

127. Thomsen M.F., Thomas V.A., Winske D. et al. Observational test of hot flow anomaly formation by the interaction of a magnetic discontinuity with the bow shock // J. Geophys. Res. 1993. V. 98. P. 15319.

128. Russell C.T., Siscoe G.L. and Smith E.J. Comparison of ISEE-1 and -3 interplanetary magnetic field observations // Geophys. Res. Lett. 1980. V. 7. P. 381.

129. Kuwashima M. and Fukunishi H. Local time asymmetries of the SSC-associated hydromagnetic variations at the geosynchronous attitude // Planet. Space Sci. 1985. V. 33. P. 711.

130. Perona G.E. Theory of the precipitation of magnetospheric electrons at the time of a sudden commencement // J. Geophys. Res. 1972. V. 77. P. 101.

131. Winglee R.M. and Menietti J.D. Auroral activity associated with pressure pulses and substorms: a comparison between global fluid modeling and Viking UV imaging// J. Geophys. Res. 1998. V. 103. P. 9189.

132. Lui A.T.Y. and Sibeck D.G. Dayside auroral activities and their implications for impulsive entry processes in the dayside magnetosphere // J. Atmo. Terr. Phys. 1991. V. 53. P. 219.

133. Southwood D.J. and Kivelson M.G. The magnetohydrodynamic response of the magnetospheric cavity to changes in solar wind pressure // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 2301.

134. Yamashita Y. Spatial characteristics of magnetic field fluctuations in the magnetosheath // Mem. Kakioka Magn. Obs. 1972. V. 14. P. 19.

135. Glasmeier K.-H., Honisch M. and Untiedt J. Ground-based and satellite observations of traveling magnetospheric convection vortices // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. P. 2520.

136. Paschmann G. et al. The magnetopause for large magnetic shear: AMPTE/IRM observations // J. Geophys. Res. 1986. V. 91. P. 11099.

137. Sibeck D.G. and Gosling J.T. Magnetosheath density fluctuations and magnetopause motion // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. P. 31.

138. Sibeck D.G., Takahashi K., Kokubun S., et al. A case study of oppositely propagating AlfVenic fluctuations in the solar wind and magnetosheath // Geophys. Res. Lett. 1997. V. 24. P. 3133.

139. McPherron R.L., Russell C.T. and Aubry M.P. Satellite studies of magnetospheric substorms on August 15, 1968, Phenomenological model for substorm // J. Geophys. Res. 1973. V. 78. P. 3131.

140. Russell C.T. and McPherron R.L. The magnetotail and substorms // Space Sci. Rev. 1973. V. 15. P. 205.

141. Caan M.N., McPherron R.L. and Russell C.T. Substorrn and interplanetary magnetic field effects on the geomagnetic tail lobes // J. Geophys. Res. 1975. V. 80. P. 191.

142. Nagai, T. Structure and dynamics of magnetic reconnection for substorm onset with Geotail observations // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. P. 4419.

143. Caan M.N., McPherron R.L. and Russel C.T. The statistical magnetic signature of magnetospheric substorms // Planet. Space Sci. 1978. V. 26. P. 269.

144. Sergeev V.A., Yahnin A.G. and Hones E.W., Jr. On the plasma sheet current changes during substorms as inferred from the data of IMP-8 satellite // Космические Исследования. 1982. Т. 20. № 4. С. 636.

145. Bogott F.H. and Mozer F.S. Nightside energetic particle decreases at the synchronous orbit // J.Geophys. Res. 1973. V. 78. P. 8118.

146. Sauvaud J.-A. and Winckler J.R. Dynamics of plasma, energetic particles, and fields near synchronous orbit in the night time sector during magnetospheric substorms // J. Geophys. Res. 1980. V.85. P. 2043.

147. Ranta H., Ranta A., Collis R.N. and Hargreaves J.K. Development of the auroral absorption substorm: studies of pre-onset phase and sharp onset using an extensive riometer network // Planet. Space Sci. 1981. V.29. P. 1287.

148. Hanasz J., Schreiber R., de Feraudy H. et al. Observations of the upper frequency cut-offs of the Auroral Kilometric Radiation // Ann. Geophys. 1998. V. 16. P. 1097.

149. Hones E.W., Jr. Poleward leaping aurora, the substorm expansive and recovery phases and the recovery of the plasma sheet // in: First International Conference on Substorm, Spec. Publ. ESA SP-335. 1992. P. 477.

150. Nakai H. and Kamide Y. A model of the large-scale distribution of the neutral sheet current and its substorm-associated changes // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 2365.

151. Ostapenko A.A. and Maltsev Yu.P. Three-dimensional magnetospheric response to variations in the solar wind dynamic pressure // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. P. 261.

152. Pulkkinen Т. I., Baker D.N., Pellinen R.J. et al. Particle scaterring and current sheet stability in the geomagnetic tail during the substorm growth phase // J. Geophys. Res. 1992. V. 97. P. 19283.

153. Pulkkinen Т. I., Baker D.N., Toivanen P.K. et al. Magnetospheric field and current distribution during the substorm recovery phase // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 10995.

154. Jacquey C., Sauvaud J.-A. and Dandouras J. Location and propagation of the magnetotail current disruption during substorm expansion Analysis and simulation of an ISEE multi-onset event // Geophys. Res. Lett. 1991. V. 18. P. 389.

155. Ohtani S., Kokubun S. and Russel C.T. Radial expansion of the tail current disruption during substorms: A new approach to the substorm onset region // J. Geophys. Res. 1992. V. 97. P. 3129.133

156. Opgenoorth H.J., Pellinen R.J., Maurer H. et al. Ground-based observations of onset of localized field-aligned currents during auroral breakup around magnetic midnight // J. Geophys. Res. 1980. V. 48. P. 3101.

157. Sergeev V.A. and Yahnin A.G. Features of the auroral bulge expansion // Planet. Space Sci. 1979. V. 27. P. 1429.

158. Yahnin A.G., Sergeev V.A., Pellinen R.J. et. al. Substorm time sequence and microstructure on 11 November 1976. // J. Geophys. Res. 1983. V. 53. P. 182.

159. Yahnin A.G., Bosinger Т., Kangas J. and Belian R.D. Some implications on substorm dynamics inferred from correlations between multiple flux peaks of drifting proton clouds and ground observations // Ann. Geophys. 1990. V. 8. P. 327.

160. Wang Z. and Ashour-Midalla M. Topological variation in the magnetic field line at the dayside magnetopause // J. Geophys. Res. 1992. V.97. P. 8245.

161. Зеленый JI.M. и Кузнецова M.M. Возбуждение крупномасштабных неустойчивостей плазменного слоя потоками на границе магнитосферы // Физика плазмы. 1984. Т. 10. № 2. С. 326.

162. Petrukovich А.А. , Sergeev V.A., Zeleny L.M. et al. Two spacecraft observations of a reconnection pulse during an auroral breakup // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. P. 47.1. С;'

163. Sckopke N., Paschmann G., Rosenbauer H. and Fairfield D.H. Influence of the interplanetary magnetic field on the occurrence and thickness of the plasma mantle // J. Geophys. Res. 1976. V. 81. P. 2687.