Cosmic ResearchCosmic ResearchКосмические исследования0023-42063034-5502The Russian Academy of Sciences67234110.31857/S0023420624040017JJGTBOArticlesСтатьиResearch ArticleМикровсплески ультрафиолетового излучения в авроральной зоне по данным многоканального изображающего фотометраМикровсплески ультрафиолетового излучения в авроральной зоне по данным многоканального изображающего фотометраЩелкановК. Д.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына; Физический факультет

shchelkanov.kd18@physics.msu.ruБеловА. А.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына; Физический факультет

shchelkanov.kd18@physics.msu.ruКлимовП. А.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына

shchelkanov.kd18@physics.msu.ruНиколаеваВ. Д.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына

shchelkanov.kd18@physics.msu.ruСараевР. Е.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына; Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

shchelkanov.kd18@physics.msu.ruШаракинС. А.
Russian Federation

Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына

shchelkanov.kd18@physics.msu.ruМосковский государственный университет имени М. В. Ломоносова0512202462432132827022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0023-4206/article/view/672341

Осенью 2021 г. в обсерватории «Верхнетуломская» Полярного геофизического института (ПГИ) был установлен многоканальный изображающий фотометр системы PAIPS. В течение первого сезона работы (2021 / 2022 гг.) измерения проводились в течение 163 ночей в трех режимах, отличающихся временным разрешением: 2.5, 320 мкс и 41 мс. Высокое временное разрешение позволяет исследовать тонкую временную структуру свечения, представляющюю собой короткие (менее 1 с) всплески ультрафиолетового излучения (УФ), т. н. «микровсплески», которые могут быть одиночными или следовать сериями. Обнаружены и проанализированы длительные серии микровсплесков, зарегистрированные 27–29.XI.2021. Показано, что серии всплесков имеют сложную временную структуру, отдельные всплески имеют несколько пиков с интервалами в 100–400 мс, интервалы между всплесками составляют порядка 1 с и появляются пачками длительностью от нескольких секунд до минут. Серии возникают как в спокойных геомагнитных условиях, так и во время суббурь, частота и амплитуда всплесков во втором случае в разы больше.

Осенью 2021 г. в обсерватории «Верхнетуломская» Полярного геофизического института (ПГИ) был установлен многоканальный изображающий фотометр системы PAIPS. В течение первого сезона работы (2021 / 2022 гг.) измерения проводились в течение 163 ночей в трех режимах, отличающихся временным разрешением: 2.5, 320 мкс и 41 мс. Высокое временное разрешение позволяет исследовать тонкую временную структуру свечения, представляющюю собой короткие (менее 1 с) всплески ультрафиолетового излучения (УФ), т. н. «микровсплески», которые могут быть одиночными или следовать сериями. Обнаружены и проанализированы длительные серии микровсплесков, зарегистрированные 27–29.XI.2021. Показано, что серии всплесков имеют сложную временную структуру, отдельные всплески имеют несколько пиков с интервалами в 100–400 мс, интервалы между всплесками составляют порядка 1 с и появляются пачками длительностью от нескольких секунд до минут. Серии возникают как в спокойных геомагнитных условиях, так и во время суббурь, частота и амплитуда всплесков во втором случае в разы больше.

Российский научный фондRussian Science Foundation22–62–00010Ripoll J.F., Claudepierre S.G., Ukhorskiy A.Y. et al. Particle Dynamics in the Earth’s Radiation Belts: Review of Current Research and Open Questions // J. Geophysical Research: Space Physics. 2020. V. 125. Iss. 5. Art. ID. e2019JA026735. https://doi.org/10.1029/2019JA026735Anderson K.A., Milton D.W. Balloon observations of X-rays in the auroral zone: 3. High time resolution studies // J. Geophysical Research. 1964. V. 69. Iss. 21. P. 4457–4479.Solar Anomalous Magnetospheric Particle Explorer. https://lasp.colorado.edu/sampex/ (дата обращения: 05.08.2023)Baker D.N., Mason G.M. Figueroa et al. An overview of the Solar Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer (SAMPEX) mission // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 1993. V. 31. Iss. 3. P. 531–541. https://doi.org/10.1109/36.225519Douma Emma, Rodger Craig, Blum Lauren et al. Occurrence characteristics of relativistic electron microbursts from SAMPEX observations: Occurrence of relativistic microbursts // J. Geophysical Research: Space Physics. 2017. V. 122. P. 8096–8107. https://doi.org/10.1002/2017JA024067Douma E. Relativistic Electron Microbursts: Properties and Possible Plasma Wave Drivers (Thesis, Doctor of Philosophy). Otago: University of Otago, 2018. 409 pp. http://hdl.handle.net/10523/8771Shumko M., Gallardo-Lacourt B., Halford A.J. et al. A Strong Correlation Between Relativistic Electron Microbursts and Patchy Aurora // Geophysical Research Letters. 2021. V. 48. P. 8811–8818. https://doi.org/10.1029/2021GL094696Time History of Events and Macroscale Interactions During Substorms (THEMIS). https://themis.igpp.ucla.edu/instrument_asi.shtml (дата обращения: 11.08.2023).Shumko M., Blum L.W., Crew A.B. Duration of individual relativistic electron microbursts: A probe into their scattering mechanism // Geophysical Research Letters. 2021. V. 48. Art. ID. e2021GL093879. https://doi.org/10.1029/2021GL093879Marshall R.A., Nicolls M., Sanchez E. et al. Diagnostics of an artificial relativistic electron beam interacting with the atmosphere // Geophys. Res. Space Physics. 2014. V. 119. P. 8560–8577. https://doi.org/10.1002/2014JA020427.Marshall R.A., Xu Wei, Kero Antti et al. Atmospheric effects of a relativistic electron beam injected from above: Chemistry, electrodynamics, and radio scattering // Frontiers in Astronomy and Space Sciences. 2019. V. 6. Iss. 6. https://doi.org/10.3389/fspas.2019.00006Turunen Esa, Verronen Pekka T., Seppala Annika et al. Impact of different energies of precipitating particles on NOx generation in the middle and upper atmosphere during geomagnetic storms // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2009. V. 71. P. 1176–1189. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2008.07.005Oyama S., Kero A., Rodger C.J. et al. Energetic electron precipitation and auroral morphology at the substorm recovery phase // J. Geophysical Research: Space Physics. 2017. V. 122. P. 6508–6527. https://doi.org/10.1002/2016ja023484Miyoshi Y., Saito S., Kurita S. et al. Relativistic electron microbursts as high‐energy tail of pulsating aurora electrons // J. Geophysical Research: Space Physics. 2015. V. 120. P. 2754–2766. https://doi.org/10.1029/2020GL090360Fasil Tesema, Noora Partamies, Hilde Nesse Tyssøy et al. Observations of precipitation energies during different types of pulsating aurora // Ann. Geophys. 2020. V. 38. P. 1191–1202. https://doi.org/10.5194/angeo-38-1191-2020Loss through Auroral Microburst Pulsations. URL: https://lamp-mission.sites.uiowa.edu/. (дата обращения: 11.08.2023)Taku Namekawa, Takefumi Mitani, Kazushi Asamura et al. Simultaneous Precipitation of Sub-Relativistic Electron Microburst and Pulsating Aurora Electrons // Authorea Preprints. 2023. https://doi.org/10.22541/essoar.168167378.83120518/v1.Brito T., Woodger L., Hudson M. et al. Energetic radiation belt electron precipiation showing ULF modulation // Geophysical Research Letters. 2012. V. 39. Iss. 22. Art.ID. L22104. https://doi.org/10.1029/2012GL053790Balloon Array for Radiation Belt Relativistic Electron Losses. URL: https://barrel.rmillan.host.dartmouth.edu/ (дата обращения: 11.08.2023).Woodger L.A., Halford A.J., Millan R.M. et al. A summary of the BARREL campaigns: Technique for studying electron precipitation // J. Geophysical Research: Space Physics. 2015. V. 120. P. 4922–4935. https://doi.org/10.1002/2014JA020874Klimov P., Sharakin S., Belov A. et al. System of Imaging Photometers for Upper Atmospheric Phenomena Study in the Arctic Region // Atmosphere. 2022. V. 13. Iss. 10. Art. ID. 1572. https://doi.org/10.3390/atmos13101572Thorne R.M. Energetic radiation belt electron precipitation: a natural depletion mechanism for stratospheric ozone // Science. 1977. V. 195. Iss. 4275. P. 287–289. https://doi.org/10.1126/science.195.4275.28Ozaki M., Shiokawa K., Kataoka R. et al. Localized mesospheric ozone destruction corresponding to isolated proton aurora coming from Earth’s radiation belt // Scientific Reports. 2022. V. 12. Art. ID. 16300. https://doi.org/10.1038/s41598–022–20548–2.Turunen E., Kero A., Verronen P.T. et al. Mesospheric ozone destruction by high-energy electron precipitation associated with pulsating aurora // Geophysical Research Atmospheres. 2016. V. 121. P. 11852–11861. https://doi.org/10.1002/2016JD025015.