Что происходит во время магнитной бури в ионосфере
Воспользуемся полученны-ми за последние десятилетия знаниями и попы-таемся объяснить, что происходит во время маг-нитной бури в ионосфере. На начальной фазе бури Bz положительна, магнитосферное элек-трическое поле слабое, авроральный овал сжи-мается до минимальных размеров, главный ио-носферный провал (ГИП) вместе с ним сдвигается далеко к полюсу, и он слабо выражен в это время. Dst-вариация на начальной фазе также положительна, что связано с ростом давления солнечного ветра. Это приводит к росту электриче-ских полей и так называемых DCF токов на дневной магнитопаузе. Вертикаль-ный дрейф плазмы, вызванный кратковременным действием этого поля вызвал небольшое повышение Ne в период 06-10 UT на низких и субавроральных широ-тах. Затем Bz-компонента два раза обращалась к югу, чем вызвала две суббури. При этом два резких всплеска АЕ индекса сопровождались, как было показано выше, генерацией мощных ВГВ. В ночной ионосфере они вызвали подъем слоя F2 на ~200 км, так что максимум слоя F2 оказался выше орбиты спутника «Кос-мос-900». Кроме того, концентрация NmF2 уменьшилась, все это привело к рез-кому уменьшению Ne на высотах спутника 420-450 км. Согласно уменьшению Dst-вариации на главной фазе бури ГИП сдвигался к экватору. С продвижением к экватору полярной стенки ГИП развивалось положительное возмущение, а с его минимумом связано отрицательное возмущение в Ne. По мере развития бури формировалась система возмущенной циркуляции, поэтому отрицательное воз-мущение, связанное с эффектами ВГВ и ГИП далее поддерживалось изменения-ми состава атмосферы (O/N2). Bz-компонента ММП во время всей бури повора-чивалась то к югу, то к северу. Как мы помним, это приводит к проникновению магнитосферного электрического поля в ионосферу. Экваториальная ано-малия очень чутко реагировала на эти изменения согласно схеме Феджера. Даже на восстановительной фазе бури, во время слабых изменений Bz и АЕ, изменения в экваториальной ионосфере были заметными. На восста-новительной фазе бури, на широтах магнитосферного кольцевого тока около 55° сформировался еще один провал, отличный от ГИП. Поскольку он связан с нагревом ионосферы в результате высыпаний горячих ионов из остаточного кольцевого тока, он был назван КИП – кольцевой ионо-сферный провал [Карпачев, 2000]. Именно с его образованием связан глу-бокий минимум в Ne на широтах 55-57°. Таким образом, портрет магнитосферно-ионосферной бури 22 марта 1979 г. достаточно хорошо «прочиты-вается» на основе полученных нами знаний о поведении магнитосферы и ионосферы во время магнитной бури. Однако так бывает далеко не всегда. Особенно при недостатке информации об изменениях параметров окру-жающей среды. Анализ бури 22 марта получился таким успешным, по-скольку для нее был собран огромный массив данных в рамках специаль-ной международной программы CDAW-6.
Более подробно результаты этих и других исследований возмущений в ионосфере, проведенных по данным наземных ионосферных станций, а также спутников «Интеркосмос-19» и «Космос-900» представлены на WEB сайте лаборатории физики и моделирования ионосферы ИЗМИРАН, заведующий лабораторией доктор физ.-мат. наук А. Карпачев, см. http://www.izmiran. rssi.ru/spacegeo/modeling.