Атмосферные эмиссии на средних широтах, вызванные геомагнитными бурями

В предлагаемой работе мы рассматриваем атмосферные эмиссии космического происхождения, а именно, частицы и излучения, которые вторгаются в атмосферу Земли во время геомагнитных бурь. Атмосфера высоких широт, вследствие практически вертикальности и открытости силовых линий магнитного поля Земли, подвержена особенно сильным вторжениям частиц солнечного ветра во время магнитных бурь. В результате взаимодействия вторгающихся частиц и атмосферы наблюдаются свечения, которые называются полярными сияниями. На средних и низких широтах также можно наблюдать свечения атмосферы или среднеширотные сияния, но они наблюдаются редко и их последствия до сих пор не до конца поняты. Природа полярных сияний и их влияние на атмосферу изучены практически детально, и многие исследователи считают, что в средних широтах атмосферные сияния связаны с расширением полярного овала к экватору. Однако существует ряд работ, в которых утверждается, что эти сияния имеют независимые источники в магнитосфере. Следует отметить, что в настоящее время не существует общепринятого определения понятия среднеширотного полярного сияния, а оптические параметры этого явления не классифицированы однозначно, поэтому необходимо уточнить наблюдаемые характеристики отдельных событий с целью их дальнейшей систематизации. Несомненно, что первые визуальные наблюдения сияний были проведены именно на средних широтах. В высоких широтах в те далекие времена полярные сияния могли наблюдать только белые медведи или пингвины. В настоящее время в интернете представлено множество фотографий сияний на средних широтах. Мы показываем, что эти явления обусловлены ростом и распадом магнитосферного кольцевого тока, образующегося во время геомагнитных бурь. Кольцевой ток асимметричен в главные фазы бурь, процесс его распада происходит интенсивно (время распада составляет около 4–6 часов в главные фазы бурь), и в результате взаимодействии вторгающихся частиц кольцевого тока с атмосферой на средних широтах наблюдаются сияния, похожие на полярные сияния. Обращено внимание на то, что все механизмы распада кольцевого тока активизируются в период максимума солнечной активности из-за изменений плотности нейтралов геокороны, концентрации плазмосферной плазмы, изменения параметров ионосферы и концентрации электронов и ионов. Совместный анализ полученных изображений по фотографиям астрономов-любителей и данным научных наблюдений достаточно информативен для изучения событий, происходящих в атмосфере. Привлечение большего числа фотографов-любителей позволит использовать более пространственно разнесённые точки наблюдений и, соответственно, повысить точность получаемых характеристик среднеширотных сияний. Таким образом, оповещения о возможных полярных сияниях будут полезны для астрономов-любителей.