С. Ю. АЛЕКСАНДРИН, А. М. ГАЛЬПЕР, С. В. КОЛДАШОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ВЗАИМОСВЯЗЬ вСПЛЕСКов ВЫСОКОЭНЕРГИЧНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ с грозовОЙ АКТИВНОСТЬЮ и
локальными геомагнитными возмущениями
Изучается возможная взаимосвязь всплесков высокоэнергичных электронов, регистрируемых в спутниковых экспериментах, с высотными электрическими разрядами. Также анализируются корреляции всплесков частиц с локальными возмущениями геомагнитного поля.
При анализе данных спутниковых экспериментов были обнаружены всплески высокоэнергичных заряженных частиц в околоземном космическом пространстве. Изучены характеристики таких всплесков, выявлены возможные причины их образования. Для анализа использовались данные, полученные в экспериментах «Мария- 2», «Гамма- 1», PET (SAMPEX) и EGRET [1-4]. В основном, всплески высокоэнергичных заряженных частиц вызываются локальными возмущениями радиационного пояса. Показана взаимосвязь всплесков частиц с различными геофизическими явлениями: землетрясениями, грозовыми разрядами, геомагнитными пульсациями [2, 3].
В данной работе продолжено изучение физической природы всплесков высокоэнергичных электронов. Очевидно, что определенная часть всплесков частиц может быть образована во время высотных атмосферных явлений, таких как «эльфы», «красные спрайты» и «синие струи», возникающих над грозовыми облаками [5]. Были отобраны всплески электронов (эксперименты «Гамма-1» и РЕТ) с питч-углами в конусе потерь, то есть всплески, частицы которых могут рождаться атмосфере. Для таких всплесков был выполнен анализ географических распределений и возможных сезонных изменений частоты их появления, аналогичный анализу, описанному в работе [3]. Однако, в отличии от результатов, полученных для всплесков частиц, связанных с высыпаниями из радиационного пояса и коррелирующих с обычными грозовыми разрядами [3], в данном случае не было обнаружено достоверных особенностей в изучаемых распределениях. Считается, что пучки высокоэнергичных электронов, образующиеся при высотных электрических разрядах, имеют крайне малую длительность (порядка миллисекунды). Это, по-видимому, не дает возможность приборам с большим временем интегрирования темпов счета частиц (30с для РЕТ) регистрировать такие быстрые явления. Также отрицательный результат по наблюдению всплесков электронов, связанных с высотными разрядами, может означать отсутствие значительного дрейфового распространения электронов вдоль L-оболочки, которое могло бы привести к резкому увеличению длительности всплесков частиц.
Также продолжено изучение особенностей взаимосвязи всплесков высокоэнергичных электронов и локальных возмущений геомагнитного поля по данным эксперимента РЕТ. Использовался созданный ранее банк данных по кратковременным флуктуациям магнитного поля Земли для девяти геофизических обсерваторий, находящихся на широтах от ‑46о до +52о [6]. Для выявленных всплесков частиц, наблюдаемых одновременно (в пределах нескольких минут) с локальными геомагнитными возмущениями, были построены распределения точек отражения частиц по высоте. Обнаружено наличие максимума в этом распределении при высотах порядка 500-600 км, то есть на тех высотах где проходит орбита самого космического аппарата SAMPEX. Это означает, что всплески частиц, связанные с локальными геомагнитными возмущениями, имеют питч-углы ~90° и вызваны высыпаниями частиц из радиационного пояса. Такие всплески частиц могут дрейфовать по долготе вдоль L-оболочки на значительные расстояния. В заключении отметим, что, в принципе, форма питч-углового распределения (или по высоте точек отражения) всплесков частиц отражает амплитудное распределение локальных геомагнитных возмущений, что может быть использовано для изучения характеристик геомагнитных возмущений.
Список литературы
1. Galper A. M., et al. Proc. 20-th Int. Cos. Ray Conf., 1987, v.4, p.451.
2. Aleksandrin S. Yu., et al. Cosmic Ray Journal, 2002, v.3, n.1, p.1.
3. и др. //28-я Всероссийская конференция по космическим лучам. Сб. науч. тр. 2004, с.182.
4. и др. //Науч. сессия МИФИ-2004. Сб. науч. тр. М.:МИФИ, 2004, Т.7, С.55-56.
5. D. D. Sentman and E. M. Wescott Red sprites and blue jets: Thunderstorm-excited optical emissions in the stratosphere, mesosphere, and ionosphere Phys. Plasmas, Vol. 2, No. 6, June 1995
6. и др. //Науч. сессия МИФИ-2004. Сб. науч. тр. М.: МИФИ, 2005, Т.7, С.46-47.
