Авроральная зона
Аврора́льная зо́на (или аврора́льный ова́л[1], зо́на поля́рных сия́ний, зо́на Фри́ца[2], зо́на Фри́тца, зо́на Фри́тца — Ве́стина) — область атмосферы шириной в несколько градусов, в которой наиболее часто наблюдаются ночные полярные сияния[3][4] и регистрируются самые мощные магнитные возмущения.
Общие сведения
| Авроральная зона |
|---|
Описание
Зона, в которой происходят полярные сияния, в глобальном масштабе формирует так называемую авроральную зону, или авроральный овал, — светящееся кольцо вокруг полюса[5]. Эта зона располагается вдоль геомагнитной параллели 67° на высоте около 100 км[6]. Её ширина составляет ~ 6°.
Данная зона окружает геомагнитный полюс, приближаясь к нему на дневной стороне и удаляясь от него на ночной. С ростом геомагнитной возмущённости овал расширяется к экватору. Вытянутость сияний по долготе — от многих сотен до тысяч километров. Толщина авроральной зоны — около 1 километра[7]. Наибольшая яркость свечений наблюдается на ночной стороне, соответствующей хвосту магнитосферы[5].
В системе магнитных координат область широт с максимальной активностью полярных магнитных бурь представляет собой окружность на широте 65—70°, в центре которой находится магнитный полюс. Она несколько искажена, поскольку дипольное поле Земли не является строго дипольным.
Во время сильных магнитных бурь область возмущений существенно расширяется по широте, северная и южная границы появления полярных сияний сдвигаются[8].
На вечерней стороне авроральной зоны наблюдаются самые высокие энергии протонов (>30 кэВ)[9].
Название
Слово «авроральная» произошло от имени древнеримской богини Авроры. В древнеримской мифологии Аврора (лат. Aurora) — богиня утренней зари, приносящая дневной свет богам и людям[10]. По-английски aurora — полярное сияние. Прилагательное auroral в английском и французском языках означает «напоминающий полярное сияние, вызванный полярным сиянием»[6].
Авроральная зона называется также авроральным овалом из-за своей овальной формы[1].
Устаревшее название «зона Фрица/Фритца» было дано в честь астронома XIX века Германа Фрица (Фритца; нем. Hermann Fritz), изучавшего полярное сияние[11]. Ещё одно встречающееся название, «зона Фрица — Вестина / Фритца — Вестина», связано с добавлением к названию зоны фамилии ещё одного учёного, Эрнеста Гарри Вестина (англ. Ernest Harry Vestine), уточнившего результаты Фрица в середине XX века.
Полярная шапка
Область внутри авроральной зоны вокруг геомагнитного полюса называется полярной шапкой. Полярные сияния полярной шапки «ориентированы» преимущественно с севера на юг, наблюдаются чаще в геомагнитно-спокойные дни и проектируются вдоль силовых линий в хвост магнитосферы[12].
Особый тип сияний полярной шапки наблюдается во время сильных вспышек солнечных космических лучей. Проникая в полярную шапку и область квазизахвата, солнечные протоны вызывают красное свечение, распределённое равномерно по небу и при сильных вспышках солнечных космических лучей длящееся более суток[12].
Субавроральная зона
На широтах ниже авроральной зоны наблюдается несколько типов свечения, объединяемых общим названием сияния субавроральной зоны. Они более слабые по интенсивности, чем сияния высокоширотные, и более спокойные. Во время сильных магнитных бурь область активных сияний спускается в средние широты, эти сияния не уступают авроральным по силе и динамичности[12].
Примечания
Литература
- Сурдин В. Г. Большая энциклопедия астрономии. — М.: Эксмо, 2012. — 480 с.
- Фельдштейн Я. И. Открытие и первые исследования аврорального овала (обзор) // Геомагнетизм и аэрономия. — 2016. — № 2. — С. 139—153.
- Исаев С. И. Полярные сияния. — Л.: Наука, 1969.
- Исаев С. И., Пудовкин М. И. Полярные сияния и магнитные возмущения. — Л.: Наука, 1976.
- Zmuda Alfred and James Armstrong. The diurnal pattern of field-aligned currents (англ.) // J. Geophys. Res. — 1974. — Vol. 79. — P. 463.
Дополнительная литература
- Беликович В. В. и др. Исследование D-области ионосферы методом частичных отражений на средних широтах и в авроральной зоне // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. — 2003. — № 3. — С. 181—191.
- Воробьев А. В. и др. Веб-ориентированная визуализация геофизических параметров в области аврорального овала // Научная визуализация. — 2020. — № 3. — С. 108—118.
- Воробьев В. Г. Авроральное свечение в дневном каспе // Физика авроральных явлений. — Л., 1988. — С. 86—144.
- Головчанская И. В., Козелов Б. В., Дэшпирак И. В. Исследование широкополосной ELF турбулентности по данным спутника FAST // Геомагнетизм и аэрономия. — 2012. — № 4.
- Лазутин Л. Л. Авроральная магнитосфера // Модель космоса. — М.: КДУ, 2007. — Т. 1. — С. 547—578.
- Исаев Н. В. и др. Сопоставление спутниковых измерений электрических и магнитных полей и потоков частиц с наземными геофизическими данными в раннем утреннем секторе авроральной зоны // Космические исследования. — 1987. — № 1. — С. 74—85.
- Фельдштейн Я. И., Гальперин Ю. И. Структура авроральных вторжений в ночном секторе магнитосферы // Космические исследования. — 1996. — С. 227—247.
- Чернышов А. А. и др. Влияние неоднородностей концентрации плазмы и электрического поля на генерацию электростатического шума в авроральной зоне // Физика плазмы. — 2015. — № 3. — С. 277—285.
- Чернышов А. А., Чугунин Д. В., Могилевский М. М. Авроральное километровое радиоизлучение как средство диагностики свойств магнитосферы // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2022. — № 1. — С. 28—34.
- Kataoka R., Nakano S. Auroral zone over the last 3000 years (англ.) // Journal of Space Weather and Space Climate. — 2021. — Vol. 11.
- Feldstein Y. I. A quarter of a century with the auroral oval (англ.) // EoS, Transactions American Geophysical Union. — 1986. — Vol. 40. — P. 761—767.