Планетарная картина эффектов крупномасштабных ВГВ в ионосфере во время бури 22 марта 1979 г.

А.Т. Карпачев, Г.Ф. Деминова

e-mail: karp@izmiran.ru

Страницы: 1 | 2 | 3 | 4




Рис.5. (А)симметрия отклика ионосферы в северном и южном полушариях

       Рассматриваемое событие относится точно к равноденствию и поэтому идеально подходит для исследования (а)симметрии между северным и южным полушариями. Попытки такого анализа предпринимались и ранее, так, например, о высокой степени симметрии в скорости ПИВ во время бури 9 ноября 1979 г. сообщалось в работе [Hajkowicz, Hunsucker, 1987]. На рис.6 представлены четыре пары станций, расположенных в ночном (восточноазиатском) секторе на близких долготах и инвариантных широтах в северном (черные кривые) и южном (синие кривые) полушариях. Видно, что вариации высоты слоя F2 имеют подобный характер во всех случаях. Видно также, что для всех пар станций при прохождении первой ВГВ эффекты были немного сильнее в южном полушарии, а при прохождении второй ВГВ - в северном. Заметим, однако, что все станции северного полушария расположены на 8 - 15^o западнее соответствующих станций южного полушария, т.е. примерно на 1 час раньше по местному времени, поэтому в первом случае они были дальше от полуночи, а во втором - ближе к полуночи. Таким образом, разница в амплитуде эффекта связана, в основном, с его зависимостью от местного времени. С учетом этой зависимости даже количественные соотношения между амплитудами первой и второй волны в северном и южном полушариях сохраняются.

Рис.6. Реакция дневной и вечерней ионосферы

       На рис.6 представлены вариации hmF2 (вверху) и foF2 (внизу) для станций европейского сектора (20-60^oЕ). Первая суббуря в этом долготном секторе пришлась на послеполуденные часы (~13-16 LT), а вторая - на вечерние (~17-20 LT). Поэтому параметры суббурь на рис.6 представлены АU индексом, характеризующим восточный электроджет. Два первых, не очень сильных всплеска AU индекса, вызвали два довольно значительных подъема hmF2 (вверху) и два хотя и слабых, но четко фиксируемых на всех станциях уменьшения foF2 (внизу). Казалось бы, имеет место классическая картина, связанная с распространением ВГВ к экватору. Однако скорость распространения возмущения в foF2 гораздо выше, чем в hmF2, что хорошо видно по наклону штриховых прямых. Это связано с тем, что станции европейского сектор находились на краю восточного электроджета, поэтому в силу некоторых причин в foF2 более четко зафиксировалась прямая волна, идущая вдоль меридиана, а в hmF2 - косая волна, видимая скорость которой меньше.
       Отметим, что характер изменений foF2 в дневной ионосфере более сложный, чем hmF2, что уже отмечалось при обсуждении рис.3б. Так, во время первой суббури наблюдалось сильное понижение foF2 над среднеширотными станциями, в том числе над Калиниградом и Киевом. Это понижение началось за несколько часов до того, как пришла волна, и связано, по-видимому, с развитием кольцевого ионосферного провала (КИП). Как показано в работе [Карпачев, Афонин, 2004], КИП появился на широтах вблизи 56^o как раз около 06 UT. Понижение электронной концентрации, связанное с развитием этого провала, занимает некоторую полосу средних широт, ограниченную снизу Ростовом, а сверху Архангельском. Максимальное понижение foF2 наблюдалось на всех станциях одновременно в ~12:00 UT, оно не коррелирует с волновыми вариациями hmF2 и связано, скорее всего, с эффектом электрического поля. Всплески электрического поля и связанные с ними вариации дрейфа плазмы с максимумами в ~11 UT и ~14 UT наблюдались по данным радара некогерентного рассеяния в Сан-Сантэне (Saint-Santin) [Mazaudier, 1985]. Они были вызваны изменением полярности Bz. Поэтому в данном случае на эффекты ВГВ наложились также эффекты электрических полей.


Рис.7. (А)симметрия отклика дневной ионосферы.
       Еще более сложной представляется ситуация в американском долготном секторе (284-302^oЕ), который соответствуют поздним утренним часам (07-09 LT) во время первой суббури и околополуденным часам (11-13 LT) во время второй - рис.7. Как видно из рис.7, во время первой суббури рост hmF2 над ст. Ottawa достигал 80 км, поскольку эта относительно высокоширотная станция (57^oФ), как видно из рис.2а, находилась практически рядом с областью нагрева. Однако на ст. Wallops Is. И Argentine Is. во время прохождения первой ВГВ слой F2 не только не поднялся, но даже несколько опустился. Обе эти станции расположены на инвариантных широтах около 50^o, что позволяет предположить, что на этих широтах действовали и другие механизмы. Одним из наиболее вероятных механизмов является электрическое поле, которое в этот период сильно проявилось на этих же широтах над Европой [Mazaudier, 1985], что уже обсуждалось выше. В таком случае это поле действует симметрично в обоих полушариях. На более низких широтах вариации hmF2 и foF2 над Кубой, а также над ст. Port Stanley и Concepcion во время первой суббури имели четко выраженный волновой характер, с амплитудой, большей в южном полушарии.

Перейти к продолжению статьи »