Relationship between the dynamics of electron fluxes in the Earth’s outer radiation belt and the development of a ring current 17–18.03.2015 and 22–23.06.2015

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Variations in the ring-current proton fluxes and relativistic electrons in the Earth's outer radion belt, as well as variations in the magnetospheric magnetic field were studied during two geomagnetic storms on March 17–18, 2015 and June 22–23, 2015, which had similar power ( Dstmax ~ 200 nT), but were caused by different conditions in the solar wind. The work is based on experimental data from the Van Allen Probes spacecraft. The comparison of simultaneous measurements of proton and electron fluxes and the magnetospheric magnetic field during geomagnetic storms is indicative of a consistent dynamics of the ring current and the Earth’s outer radiation belt. It is shown that the magnetic field variations due to the development of the ring current and substorm activations are the main factors responsible for the dynamics of the relativistic electron fluxes in the outer radiation belt during the geomagnetic storms on March 17–18, 2015 and June 22–23, 2015.

作者简介

C. Azra-Gorskaya

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University; Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics

编辑信件的主要联系方式.
Email: azragorskayaCG@my.msu.ru
Moscow, Russia; Moscow, Russia

A. Zykina

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University; Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics

Email: azragorskayaCG@my.msu.ru
Moscow, Russia; Moscow, Russia

V. Kalegaev

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University; Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics

Email: azragorskayaCG@my.msu.ru
Moscow, Russia; Moscow, Russia

N. Vlasova

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University

Email: azragorskayaCG@my.msu.ru
Moscow, Russia

I. Nazarkov

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University

Email: azragorskayaCG@my.msu.ru
Moscow, Russia

参考

  1. Власова Н.А., Калегаев В.В. О согласованной динамике магнитного поля и потоков релятивистских электронов в области геостационарной орбиты // Космические исследования. T. 62. № 4. С. 350−361. 2024. https://doi.org/10.31857/S0023420624040058
  2. Калегаев В.В., Алексеев И.И., Фельштейн Я.И., Громова Л.И., Графе А., Гриспан М. Магнитный поток через доли хвоста магнитосферы и динамика вариаций Dst // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 38. С. 10−16. 1998.
  3. Калегаев В.В., Власова Н.А. Относительная динамика кольцевого тока – токов хвоста магнитосферы во время геомагнитных бурь разной интенсивности // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 57. № 5. С. 572−577. 2017. https://doi.org/10.7868/S0016794017040083
  4. Калегаев В.В., Власова Н.А., Пенг Ж. Динамика магнитосферы во время геомагнитных бурь 21–22.01.2005 и 14–15.XII.2006 г. // Космические исследования. Т. 53. № 2. С. 105–117. 2015. https://doi.org/10.7868/S002342061502003X
  5. Лазутин Л.Л. Инжекция релятивистских электронов во внутреннюю магнитосферу во время магнитных бурь: связь с суббурями // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 53. C. 10–1134. 2013.
  6. Назарков И.С., Калегаев В.В., Власова Н.А., Береснева Е.А., Бобровников С.Ю., Prost A. Динамика магнитосферного магнитного поля во время мощных магнитных бурь 2015 г. по данным измерений КА Van Allen Probes и результатам моделирования // Космические исследования. Т. 56. № 6. C. 41–45. 2018. https://doi.org/10.31857/S002342060002489-5
  7. Павлов Н.Н., Тверская Л.В., Тверской Б.А., Чучков Е.А. Вариации энергичных частиц радиационных поясов во время сильной магнитной бури 24–26 марта 1991 года // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 33. № 6. C. 41–45. 1993.
  8. Тверская Л.В. О границе инжекции электронов в магнитосферу Земли // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 26. С. 864−865. 1986.
  9. Тверской Б.А. Динамика радиационных поясов Земли. М.: Наука, 224 с. 1968. (Основы теоретической космофизики. Избранные труды. М.: УРСС. 336 с. 2004.)
  10. Тверской Б.А. Механизм формирования структуры кольцевого тока магнитных бурь // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 37. № 5. С. 29‒34. 1997.
  11. Alexeev I.I., Belenkaya E.S., Kalegaev V.V., Feldstein Y.I., Grafe A. Magnetic storms and magnetotail currents // J. Geophys. Res. V. 101. № A4. P. 7737–7747. 1996. https://doi.org/10.1029/95JA03509
  12. Alexeev I.I., Kalegaev V.V., Belenkaya E.S. The model description of magnetospheric magnetic field in the course of magnetic storm on January 9‒12, 1997 // J. Geophys. Res. V. 106. № A11. P. 25683−25694. 2001.
  13. Baker D.N., Jaynes A.N., Kanekal S.G. et al. Highly relativistic radiation belt electron acceleration, transport, and loss: Large solar storm events of March and June 2015 // J. Geophys. Res.-Space. V. 121. P. 6647–6660. 2016a. https://doi.org/10.1002/2016JA022502
  14. Baker D.N., Jaynes A.N., Turner D.L. et al. A telescopic and microscopic examination of acceleration in the June 2015 geomagnetic storm: Magnetospheric Multiscale and Van Allen Probes study of substorm particle injection // Geophys. Res. Lett. V. 43. P. 6051–6059. 2016b. https://doi.org/10.1002/2016GL069643
  15. Baker D.N., Erickson P.J., Fennell J.F., Foster J.C., Jaynes A.N., Verronen P.T. Space weather effects in the Earth’s radiation belts // Space Sci. Rev. V. 214. № 17. P. 1–60. 2018. https://doi.org/10.1007/s11214-017-0452-7
  16. Bortnik J., Thorne R.M., O’Brien T.P., Green J.C., Strangeway R.J., Shprits Y.Y., Baker D.N. Observation of two distinct, rapid loss mechanisms during the 20 November 2003 radiation belt dropout event. // J. Geophys. Res. V. 111. A12216. 2006. https://doi.org/10.1029/2006JA011802
  17. Georgiou M., Daglis I.A., Rae I.J., Zesta E., Sibeck D.G., Mann I.R., Balasis G., Tsinganos K. Ultra-low frequency waves as an intermediary for solar wind energy input into the radiation belts. // J. Geophys. Res.-Space. V. 123. P. 10090–10108. 2018. https://doi.org/10.1029/2018JA025355
  18. Horne R.B., Thorne R.M. Potential waves for relativistic electron scattering and stochastic acceleration during magnetic storms // Geophys. Res. Lett. V. 25. № 15. P. 3011–3014. 1998. https://doi.org/10.1029/98GL01002
  19. Horne R.B., Thorne R.M., Glauert S.A., Albert J.M., Meredith N.P., Anderson R.R. Timescale for radiation belt electron acceleration by whistler mode chorus waves. // J. Geophys. Res. V. 110. A03225. 2005. https://doi.org/10.1029/2004JA010811
  20. Hudson M.K., Elkington S.R., Lyon J.G., Goodrich C.C. Increase in relativistic electron flux in the inner magnetosphere: ULF wave mode structure // Adv. Space Res. V. 25. P. 2327–2337. 2000. https://doi.org/10.1016/S0273-1177(99)00518-9
  21. Kalegaev V.V., Makarenkov E.V. Relative importance of ring and tail currents to Dst under extremely disturbed conditions // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. V. 70. P. 519–525. 2008. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2007.08.029
  22. Kletzing C.A., Kurth W.S., Acuna M. et al. The Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science (EMFISIS) on RBSP // Space Sci. Rev. V. 179. P. 127–181. 2013. https://doi.org/10.1007/s11214-013-9993-6
  23. Li W., Ma Q., Thorne R.M. et al. Radiation belt electron acceleration during the 17 March 2015 geomagnetic storm: Observations and simulations // J. Geophys. Res.-Space. V. 121. P. 5520–5536. 2016. https://doi.org/10.1002/2016JA022400
  24. Li X., Selesnick R.S., Baker D.N. et al. Upper limit on the inner radiation belt MeV electron intensity // J. Geophys. Res. V. 120. № 2. P. 1215–1228. 2015. https://doi.org/10.1002/2014JA020777
  25. Mauk B.H., Fox N.J., Kanekal S.G., Kessel R.L., Sibeck D.G., Ukhorskiy A. Science objectives and rationale for the radiation belt storm probes mission // Space Sci. Rev. V. 179. P. 3‒27. 2013. https://doi.org/10.1007/s11214−012-9908-y
  26. McIlwain C.E. Ring current effects on trapped particles. // J. Geophys. Res. V. 71. P. 3623‒3628. 1966.
  27. Newell P.T., Sotirelis T., Liou K., Meng C.-I., Rich F.J. A nearly universal solar wind-magnetosphere coupling function inferred from 10 magnetospheric state variables. // J. Geophys. Res. V. 112. A01206. 2007. https://doi.org/10.1029/2006JA012015.
  28. Reeves G.D., Spence H.E., Henderson M.G. et al. Electron acceleration in the heart of the Van Allen Radiation belts // Science. V. 341. P. 991−994. 2013. https://doi.org/10.1126/science.1237743
  29. Shprits Y.Y., Elkington S.R., Meredith N.P., Subbotin D.A. Review of modeling of losses and sources of relativistic electrons in the outer radiation belt I: Radial transport // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. V. 70. № 14. P. 1679−1693. 2008. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2008.06.014
  30. Spence H.E., Reeves G.D., Baker D.N. et al. Science goals and overview of the energetic particle, composition, and thermal plasma (ECT) suite on NASA’s radiation belt storm probes (RBSP) mission // Space Sci. Rev. P. 311−336. 2013. https://doi.org/10.1007/s11214-013-0007-5
  31. Turner D.L., Kilpua E.K.J., Hietala H. et al. The response of Earth’s electron radiation belts to geomagnetic storms: Statistics from the Van Allen Probes era including effects from different storm drivers // J. Geophys. Res.-Space. V. 124. № 2. P. 1013–1034. 2019. https://doi.org/10.1029/2018JA026066
  32. Vernov S.N., Chudakov A.E., Vakulov P.V., Logachev Y.I. Radiation measurement during the flight of the second Soviet space rocket // Proc. First International Space Science Symposium (Space Research). Amsterdam: North-Holland. P. 845−851. 1960.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».