Cosmic ResearchCosmic ResearchКосмические исследования0023-42063034-5502The Russian Academy of Sciences67242710.31857/S0023420624020014kzsfliArticlesСтатьиResearch ArticleДинамика магнитосферы и аврорального овала во время магнитной бури 27 февраля 2023 годаДинамика магнитосферы и аврорального овала во время магнитной бури 27 февраля 2023 годаЛаврухинА. А.ЛаврухинАлексей Анатольевич
Russian Federation
lavrukhin@physics.msu.ruАлексеевИ. И.АлексеевИгорь Иванович
Russian Federation
alexeev@dec1.sinp.msu.ruБеленькаяЕ. С.БеленькаяЕлена Семеновна
Russian Federation
lavrukhin@physics.msu.ruКалегаевВ. В.КалегаевВладимир Владимирович
Russian Federation
klg@dec1.sinp.msu.ruНазарковИ. С.НазарковИлья Сергееви
Russian Federation
lavrukhin@physics.msu.ruНевскийД. В.НевскийДмитрий Владимирович
Russian Federation
lavrukhin@physics.msu.ruНаучно-­исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына, Московский государственный университет имени М. В. ЛомоносоваНаучно-­исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына, Московский государственный университет имени М. В. ЛомоносоваНаучно-­исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына, Московский государственный университет имени М. В. ЛомоносоваНаучно-­исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына, Московский государственный университет имени М. В. ЛомоносоваМосковский государственный университет имени М. В. Ломоносова31072024622Космические исследования14115627022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0023-4206/article/view/672427

В работе обсуждаются причины экстремального сжатия магнитосферы во время бури 27.II.2023, когда магнитопауза пересекала геостационарную орбиту. При этом полярные сияния наблюдались на средних широтах. Глобальные параметры магнитосферных токовых систем были рассчитаны по данным параметров межпланетной среды и геомагнитных индексов, характеризующих эволюцию кольцевого тока и западного аврорального электроджета, с использованием параболоидной модели магнитосферы. Был вычислен вклад различных токовых систем в наблюдаемое значение Dst-индекса. Вклад токового слоя хвоста сравним с вкладом кольцевого тока для данной бури. Рассчитанное модельное поле сопоставлено с данными магнитометров космических аппаратов GOES-16, 18; результаты достаточно хорошо согласуются с наблюдениями.

В работе обсуждаются причины экстремального сжатия магнитосферы во время бури 27.II.2023, когда магнитопауза пересекала геостационарную орбиту. При этом полярные сияния наблюдались на средних широтах. Глобальные параметры магнитосферных токовых систем были рассчитаны по данным параметров межпланетной среды и геомагнитных индексов, характеризующих эволюцию кольцевого тока и западного аврорального электроджета, с использованием параболоидной модели магнитосферы. Был вычислен вклад различных токовых систем в наблюдаемое значение Dst-индекса. Вклад токового слоя хвоста сравним с вкладом кольцевого тока для данной бури. Рассчитанное модельное поле сопоставлено с данными магнитометров космических аппаратов GOES-16, 18; результаты достаточно хорошо согласуются с наблюдениями.

РФФИRussian Foundation for Basic Research21-52-12025Kalegaev V.V., Makarenkov E. V. Relative importance of ring and tail currents to Dst under extremely disturbed conditions // J. Atmospheric and Solar-­Terrestrial Physics. 2008. V. 70. Iss. 2–4. P. 519–525. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2007.08.029Tsyganenko N. A. Modeling the Earth’s magnetospheric magnetic field confined within a realistic magnetopause // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. Iss. A4. P. 5599–5612. https://doi.org/10.1029/94JA03193Tsyganenko N.A. A model of the magnetosphere with a dawn-dusk asymmetry, 1, Mathematical structure // J. Geophys. Res. 2002. V. 107 Iss. A8. https://doi.org/10.1029/2001JA000219Tsyganenko N. A. A model of the near magnetosphere with a dawn-dusk asymmetry 2. Parameterization and fitting to observations // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. Iss. A8. https://doi.org/10.1029/2001JA000220Ganushkina N. Yu., Pulkkinen T. I., Kubyshkina M. V. et al. Long-term evolution of magnetospheric current systems during storms // Ann. Geophys. 2004. V. 22. P. 1317–1334. https://doi.org/10.5194/angeo-22-1317-2004Невский Д.В, Лаврухин А. С., Алексеев И. И. Автоматическое определение положения головной ударной волны и магнитопаузы магнитосферы Меркурия по данным магнитометра космического аппарата MESSENGER // Космические исследования. 2023. Т. 61. № 3. С. 189–201. https://doi.org/10.31857/S0023420623700073Алексеев И.И., Шабанский В. П. Модель магнитосферного магнитного поля // Геомагнетизм и аэрономия. 1971. Т. 11. № 4. С. 571–579.Belenkaya E.S., Bobrovnikov S. Y., Alexeev I. I. et al. A model of Jupiter’s magnetospheric magnetic field with variable magnetopause flaring // Planetary and Space Science. 2005. V. 53. Iss. 9. P. 863–872. https://doi.org/10.1016/j.pss.2005.03.004Nguyen G., Aunai N., Michotte de Welle B. et al. Massive multi-­mission statistical study and analytical modeling of the Earth’s magnetopause: 2. Shape and location // J. Geophysical Research: Space Physics. 2022. V. 127. Art.ID. e2021JA029774. https://doi.org/10.1029/2021JA029774Collado-­Vega Y.M., Dredger P., Lopez R. E. et al. Magnetopause standoff position changes and geosynchronous orbit crossings: Models and observations // Space Weather. 2023. V. 21. Art.ID. e2022SW003212. https://doi.org/10.1029/2022SW003212Dredger P.M., Lopez R. E., Collado-­Vega Y.M. et al. Investigating potential causes for the prediction of spurious magnetopause crossings at geosynchronous orbit in MHD simulations // Space Weather. 2023. V. 21. Art.ID. e2022SW003266. https://doi.org/10.1029/2022SW003266Alexeev I.I., Belenkaya E. S., Kalegaev V. V. et al. Magnetic storms and magnetotail currents //J. Geophys. Res. 1996. V. 101. Iss. A4. P. 7737–7747. https://doi.org/10.1029/95JA03509Alexeev I.I., Kalegaev V. V., Belenkaya E. S. et al. Dynamic model of the magnetosphere: Case study for January 9–12, 1997 // J. Geophys. Res. 2001. V. 106. Iss. A11. P. 25683–25693. https://doi.org/10.1029/2001JA900057Kubyshkina M.V., Sergeev V. A., Pulkkinen T. I. Hybrid Input Algorithm: An event-­oriented magnetospheric model. J. Geophys. Res. 1999. V. 104. Iss. A11. P. 24977–24993. https://doi.org/10.1029/1999JA900222Kalegaev V.V., Ganushkina N. Y., Pulkkinen T. I. et al. Relation between the ring current and the tail current during magnetic storms // Ann. Geophys. 2005. V. 23. P. 523–533. https://doi.org/10.5194/angeo-23-523-2005Alken P., Thébault E., Beggan C. D. et al. International Geomagnetic Reference Field: the thirteenth generation // Earth Planets Space. 2021. V. 73. Iss. 49. https://doi.org/10.1186/s40623-020-01288-xAlexeev I.I., Feldstein Ya. I. Modeling of geomagnetic field during magnetic storms and comparison with observations // J. Atmospheric and Solar-­Terrestrial Physics. 2001. V. 63. Iss. 5. P. 431–440. https://doi.org/10.1016/S1364-6826(00)00170-XBobrovnikov S. Yu., Alexeev I. I., Belenkaya E. S. et al. Case study of September 24–26, 1998 magnetic storm // Advances in Space Research. 2005. V. 36. Iss. 12. P. 2428–2433. ISSN 0273-1177. https://doi.org/10.1016/j.asr.2003.11.023Shue J.-H., Song P., Russellet C. T. et al. Magnetopause location under extreme solar wind conditions // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. Iss. A8. P. 17691–17700. https://doi.org/10.1029/98JA01103Старков Г. В. Планетарная морфология сияний // Магнитосферно-­ионосферная физика: Краткий справочник / под ред. Ю. П. Мальцев. СПб.: Наука, 1993.Alexeev I. I. Energy flux in the Earth’s magnetosphere: Storm – substorm relationship // Space Science Reviews. 2003. V. 107. P. 141–148. https://doi.org/10.1023/A:1025519622160Dessler A.J., Parker E. N. Hydromagnetic theory of geomagnetic storms // J. Geophys. Res. 1959. V. 64. Iss. 12. P. 2239–2252. https://doi.org/10.1029/JZ064i012p02239Sckopke N. A general relation between the energy of trapped particles and the disturbance field near the Earth // J. Geophys. Res. 1966. V. 71. Iss. 13. P. 3125– 3130. https://doi.org/10.1029/JZ071i013p03125Burton R.K., McPherron R.L., Russell C. T. An empirical relationship between interplanetary conditions and Dst // J. Geophys. Res. 1975. V. 80. Iss. 31. P. 4204– 4214. https://doi.org/10.1029/JA080i031p04204O’Brien T.P., McPherron R. L. An empirical phase space analysis of ring current dynamics: Solar wind control of injection and decay // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. Iss. A4. P. 7707–7719. https://doi.org/10.1029/1998JA000437Jordanova V.K., Torbert R. B., Thorne R. M. et al. Ring current activity during the early Bz < 0 phase of the January 1997 magnetic cloud // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. Iss. A11. P. 24895–24914. https://doi.org/10.1029/1999JA900339Фельдштейн Я.И., Дремухина Л. А., Луи А. Т.Ю. Околоземная граница плазменного слоя в хвосте магнитосферы в периоды магнитных бурь // Геомагнетизм и аэрономия. 2000. Т. 40. № 6. С. 21–24.Калегаев В.В., Власова В. А. Относительная динамика кольцевого тока – токов хвоста магнитосферы во время геомагнитных бурь разной интенсивности // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57. № 5. С. 572–577. https://doi.org/10.7868/S0016794017040083.Tsyganenko N.A., Singer H. J., Kasper J. C. Storm-time distortion of the inner magnetosphere: How severe can it get? // J. Geophys. Res. 2003. V. 108. Iss. A5. Art.ID. 1209. https://doi.org/10.1029/2002JA009808Sitnik I.M., Alexeev I. I., Nevsky D. V. Debugging the FUMILIM minimization package // Computer Physics Communications. 2024. V. 294. Art.ID. 108868. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2023.108868Kataoka R., Shiota D., Fujiwara H. et al. Unexpected space weather causing the reentry of 38 Starlink satellites in February 2022 // J. Space Weather Space Clim. 2022. V. 12. Art.ID. 41. https://doi.org/10.1051/swsc/2022034