Б.В. Козелов, Е.Е.Титова, В.Е.Юров, Л.П.Боровков Полярный...
DESCRIPTION
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. Содержание. Возобновление интереса к пульсирующим сияниям - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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
Содержание
• Возобновление интереса к пульсирующим сияниям
• Существующие представления и противоречия
• Новая система камер (MAIN) – возможности
• Подходы и методы анализа
Возобновление интереса к пульсирующим сияниям
• Статистика по канадским камерам: – Jones, S. L., M. R. Lessard, K. Rychert, E. Spanswick, and E. Donovan (2011),
Large‐scale aspects and temporal evolution of pulsating aurora, J. Geophys. Res., 116, A03214, doi:10.1029/2010JA015840.
• 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:10.1029/2010GL042678.
• 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:10.1029/2010JA016312.
– 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:10.1029/2010JA016313.
Seasons2010-20112011-2012
Apatity range PGI building4120 м
1. all-sky camera2. Guppy F-044B, ~18o
(glass filter ~558 nм), motorized pan-tilt mount
+GPS synchronization+ weather station+auroral spectrograph
1. Guppy F-044C, ~67o 2. Guppy F-044B, ~18o
(glass filter ~558 nм), motorized pan-tilt mount
+GPS synchronization
) ) ) ( ( (
Wi-Fi connection
West East
MultiscaleAurora Imaging Network
http://aurora.pgia.ru/http://www.geosci-instrum-method-data-syst-discuss.net/1/31/2011/gid-1-31-2011.pdf
http://aurora.pgia.ru/http://www.geosci-instrum-method-data-syst-discuss.net/1/31/2011/gid-1-31-2011.pdf
Возможности системы:
1)одновременные наблюдения на 3 масштабах (поля зрения – 180o, 68o и 18o)2) 2 пары для триангуляции (с базой 4 км в Апатитах и базой 86 км Апатиты-Ловозеро) – определение высоты3)GPS синхронизация всех камер4)патрульный режим работы всех камер5)в реальном времени – на web-сайте
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, 2011-02-04-18
Примеры пульсирующих структур
мультиплетные дуги пятна
Камера F-044C, зеленый канал.Поле зрения 67о (диагональ), т.е. 120х80 км на высоте 110 км
2011-10-31 23:30UT 2011-12-03 23:15UT
3-4 December 2011, 22:00-01:00 UTApatity all-sky camera keogram
22:00 23:00 00:00 01:00
N
S
22:47 UT 23:30 UT 00:30 UT
29 January 2012, 03:00-04:00 UT
~4 min
03:00 04:0003:30S
NApatity all-sky camera keogram
”OFF” 03:49 UT ”ON” 03:51 UT
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
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
Оценки корреляционной размерностиGrassberger-Procaccia algorithm
Lovozero all-sky camera keogram, 11 January 1998, 00:27-00:33 LT
For full images For central (20×20) part
large scales
small scales
(Kozelov and Vjalkova, 2005)
Principal component analysis (Proper Orthogonal Decomposition)
03:30:00UT 03:41:02UT 03:53:46 UT
IRIS absorption keogram, 1997-01-07
TVASC images, Porojarvi
12 January 1997, 05:35-05:50 UT, PorojarviTV ASC
Пример периодичности
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