Storm case study Магнитные бури 29-31.10.03

А он, мятежный, просит бури, Как будто в бурях есть покой!

На рисунке приводятся скорости счета в имп/с полупроводниковых детекторов с толщиной чувствительного слоя ~1 мм Si. Регистрация электронов с энергией Ее=0.8 -1.0 МэВ и протонов с Ер=12 - 50 МэВ осуществлялась в пределах конуса с углом раствора ~20њ, ориентированного в сторону от Земли по оси "х" спутника. Геометрический фактор для регистрации частиц таких энергий составлял G~10-3 см2ср. Время усреднения данных в каждом цикле измерений составляло 6 минут.
Вне угла приемного конуса детекторы окружены пассивной защитой, через которую могли проникать электроны с энергией ~10 МэВ и протоны с Ер ~80 МэВ. Геометрический фактор для регистрации частиц таких энергий в пределах угла ~2p стерадиан, составлял G~ 5 см2ср.
В период с 06UT 28.10.03 по 06UT 31.10.03 г., когда наблюдался наиболее жесткий спектр протонов СКЛ, в показания детектора могли давать вклад протоны высоких энергий за счет боковых прохождений через пассивную защиту.
Значений индекса Dst-вариации приведено на состояние 10.01.2004 г.  

МЕТЕОР

Спутник "Метеор-3М" ?1 запущен 10.12.2003 года на приполярную круговую солнечно-синхронную орбиту с высотой ~1000 км, наклонением 99,6њ, периодом обращения 105 минут. Бортовая аппаратура для наблюдений вариаций потоков заряженных частиц включает Комплекс геофизических измерений КГИ-4С (ИПГ) и Многоканальный спектрометр геоактивных излучений МСГИ-5ЕИ (НИИЯФ МГУ и НЦ ОМЗ).
В аппаратуре КГИ-4С в качестве детекторов используются 7 счетчиков частиц: два сцинтилляционных, черенковский и пять гейгеровских.
Конструктивные и электрические параметры сцинтилляционных счетчиков обеспечивают регистрацию потоков протонов с пороговыми энергиями 90 МэВ (БП) и 30 МэВ (МП) с подавлением сигналов от электронов. Черенковский счетчик регистрирует потоки протонов с энергией более 600 МэВ и электронов с энергиями выше 8 МэВ.
Гейгеровские детекторы с различными экранами регистрируют суммарные потоки протонов и электронов. Толщины экранов подобраны из расчета, чтобы обеспечить разные пороговые энергии для протонов в пределах 5 - 40 МэВ и для электронов, соответственно, - в диапазоне 0,15 - 3 МэВ.

В настоящем сообщении (Е.А. Гинзбург, П.М. Свидский, Л.В. Тверская) представляются предварительные результаты исследований динамики радиационных поясов электронов с энергией > 8 МэВ и границ проникновения в магнитосферу солнечных протонов с энергией > 90 МэВ во время серии магнитных бурь в конце октября 2003 г.
Изменение со временем профиля потоков электронов с энергиями > 8 МэВ, регистрировавшихся черенковским детектором при разных пролетах через внешний пояс, показано на рис. 1. Моменты пролетов спутника указаны на графике Dst-вариации в нижней части рисунка. 27.10.03 максимум внешнего радиационного пояса наблюдался на L ~ 3.3. На фазе восстановления первой супербури он сместился на L ~ 2.6; возрастание скорости счета в области L>3 на этом пролете связано с тем, что здесь черенковский счетчик регистрировал солнечные протоны. К концу фазы восстановления второй супербури (02.11.03) произошло небольшое дополнительное смещение пояса к Земле (Lmax ~ 2.5), а интенсивность возросла (пролеты подбирались по близким значениям напряженности магнитного поля B). На рис. 2 представлены вариации границы проникновения солнечных протонов с энергией > 90 МэВ в магнитосфере Земли в конце октября 2003 г. Положение границ определялось по моменту спада интенсивности протонов в 2 раза по отношению к среднему значению на полярном плато. Экстремальное приближение границы к Земле (инвариантная широта Lв=49њ) наблюдалось вблизи максимума второй супербури 30 октября.

КОРОНАС-Ф

был выведен на орбиту 31 июля 2001г. Прием информации со спутника обеспечивается собственным приемным центром ИЗМИРАН, а также приемным центром в Нойштрелице (Германия).
Подробно ознакомиться с миссией можно на специальном сайте Коронас-Ф, и конкретно с приборами по измерению заряженных частиц на сайте СКЛ.

Несколько картинок пролета спутника через полярную шапку. Верхний график относится к спокойному периоду, три дня до бури. Энергичных СКЛ нет, но солнечные протоны 1-5 МэВ дают возможность установить границу проникновения.
Видно, что протоны проникают вплоть до максимума внешнего радиационного пояса.
Далее идут примеры пролетов во время бури.

Коронас-Ф пролеты через шапку

29.10_1

29.10_2

29.10_3

29.10_4

29.10_5

Для того, чтобы заметить изменения, надо сравнивать соседние пролеты чараз ту же, северную или южную, шапку.
Поэтому ниже мы приводим пролеты 29.10. сгруппированные по 4 пролета.
Две зеленые, голубая и синие линии - электроны 0.3-, 0.6-,1,5-3,3-6 МэВ, фиолетовый и красный - протонные каналы 1-5 и 50-90 МэВ. Черная линия - L, пунктир проведен на уровне L = 3. Геомагнитная широта дона синим цветом для северной и красным цветом для южной полярной шапки.

Коронас-Ф по 4 пролета

29.10_a

29.10_b

29.10_c

29.10_d

29.10_e

29.10_f

29.10_g

29.10_h

Такой же график за более протяженый период, только границу проникновения я взял по фону, т.е. наиболее близкая к экватору широта. Зеленые значки - приблизительная граница полярной шапки. Точно определить ее трудно, солнечные электроны не отделить от магнитосферных.

Координатор по Солнцу и гелиосфере
- Игорь Станиславович Веселовский
veselov@dec1.sinp.msu.ru
Координатор по магнитосфере
- Сергей Николаевич Кузнецов
kuznets@srd.sinp.msu.ru"
PI - Михаил Игоревич Панасюк
panasyuk@srd.sinp.msu.ru"