Пространственно-временные характеристики пульсирующих форм полярных сияний: новые наблюдения и методы анализа Б.В. Козелов, Е.Е.Титова, В.Е.Юров, Л.П.Боровков. - презентация

1 Пространственно-временные характеристики пульсирующих форм полярных сияний: новые наблюдения и методы анализа Б.В. Козелов, Е.Е.Титова, В.Е.Юров, Л.П.Боровков Полярный геофизический институт, Апатиты

2 Содержание Возобновление интереса к пульсирующим сияниям Существующие представления и противоречия Новая система камер (MAIN) – возможности Подходы и методы анализа

3 Возобновление интереса к пульсирующим сияниям Статистика по канадским камерам: – Jones, S. L., M. R. Lessard, K. Rychert, E. Spanswick, and E. Donovan (2011), Largescale aspects and temporal evolution of pulsating aurora, J. Geophys. Res., 116, A03214, doi: /2010JA Моделирование: – Hikishima, M., Y. Omura, and D. Summers (2010), Microburst precipitation of energetic electrons associated with chorus wave generation, Geophys. Res. Lett., 37, L07103, doi: /2010GL По спутникам Темис: – Li, W., R. M. Thorne, J. Bortnik, Y. Nishimura, and V. Angelopoulos (2011), Modulation of whistler mode chorus waves: 1. Role of compressional Pc4–5 pulsations, J. Geophys. Res., 116, A06205, doi: /2010JA – Li, W., J. Bortnik, R. M. Thorne, Y. Nishimura, V. Angelopoulos, and L. Chen (2011), Modulation of whistler mode chorus waves: 2. Role of density variations, J. Geophys. Res., 116, A06206, doi: /2010JA

4 Seasons Apatity range PGI building 4120 м 1. all-sky camera 2. Guppy F-044B, ~18 o (glass filter ~558 nм), motorized pan-tilt mount +GPS synchronization + weather station +auroral spectrograph 1. Guppy F-044C, ~67 o 2. Guppy F-044B, ~18 o (glass filter ~558 nм), motorized pan-tilt mount +GPS synchronization ) ) ) ( ( ( Wi-Fi connection WestEast Multiscale Aurora Imaging Network

5

6 Возможности системы: 1)одновременные наблюдения на 3 масштабах (поля зрения – 180 o, 68 o и 18 o ) 2) 2 пары для триангуляции (с базой 4 км в Апатитах и базой 86 км Апатиты-Ловозеро) – определение высоты 3)GPS синхронизация всех камер 4)патрульный режим работы всех камер 5)в реальном времени – на web-сайте

7 Существующие представления Классификация выделяет несколько типов пульсирующих форм относительно очага суббури. Heppner (1954); Davis (1961,1962); Akasofu et al. (1966); Omholt et al. (1968); Cresswell (1972) [Jones et al., 2011] [Cresswell, 1972] Apatity ASC,

8 Примеры пульсирующих структур мультиплетные дугипятна Камера F-044C, зеленый канал. Поле зрения 67 о (диагональ), т.е. 120х80 км на высоте 110 км :30UT :15UT

9 3-4 December 2011, 22:00-01:00 UT Apatity all-sky camera keogram 22:0023:0000:0001:00 N S 22:47 UT23:30 UT00:30 UT

10 29 January 2012, 03:00-04:00 UT ~4 min 03:0004:0003:30 S N Apatity all-sky camera keogram OFF 03:49 UTON 03:51 UT

11 Существующие противоречия Морфологическая классификация выделяет несколько типов пульсирующих форм, но попытки теоретического описания сводятся к утренним пульсирующим пятнам. Модель проточного мазера, ЛОВ. Примеры успешной корреляций оптических и ОНЧ сигналов (пик-в-пик) весьма немногочисленны

12 6 February 2011, 01:00-02:00 UT Проблемы при анализе периодов: - одновременно разные, нерегулярные - возможны пространственные корреляции Поэтому при анализе необходимо: - определить сложность (число степеней свободы) - учесть возможность различных пространственных мод

13 Оценки корреляционной размерности Grassberger-Procaccia algorithm Lovozero all-sky camera keogram, 11 January 1998, 00:27-00:33 LT For full imagesFor central (20×20) part large scales small scales (Kozelov and Vjalkova, 2005)

14 Principal component analysis (Proper Orthogonal Decomposition) 03:30:00UT 03:41:02UT 03:53:46 UT IRIS absorption keogram, TVASC images, Porojarvi

15 12 January 1997, 05:35-05:50 UT, Porojarvi TV ASC Пример периодичности

16 Выводы Необходима новая экспериментальная информация о пульсирующих формах полярных сияний Есть надежда получить её с помощью новой наблюдательной системы Необходимо использовать методы, позволяющие анализировать пространственно-временную динамику аврорального свечения

17