Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Исследование влияний состояния ионосферы на структуру и динамику полярных сияний

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Исследование влияний состояния ионосферы на структуру и динамику полярных сияний"

Академия наук СССР Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн

На правах рукописи

ДЗЮБЕНКО Николай Иванович

УДК 550.388.2 551.510.536

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЙ СОСТОЯНИЯ ИОНОСФЕРЫ НА СТРУКТУРУ И ДИНАМИКУ ПОЛЯРНЫХ СИЯНИЙ

04.00.22 — геофизика.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва — ИМИ

Работа выполнена в Киевском Государственном университете им. Т. Г. Шевченко.

Официальные оппоненты: Доктор физико-математических наук,

профессор Ю. И. ГАЛЬПЕРИН, Доктор физико-математических иаук,

профессор Е. А. ПОНОМАРЕВ, Доктор физико-математических наук,

профессор Я. И. ФЕЛЬДШТЕЙН.

Ведущая организация — Полярный геофизический институт АН СССР. ' / ££.

Защита диссертации состоится <<¡$/,3 ОИР 1991 г. в/£йао.

мин. на заседании специализированного'совета Института земного магнетизма, ионосферы и распространения рп-диоволн АН СССР.

Адрес: 142092, г. Троицк Московской области (проезд автобусом № 531 от станции метро «Теплый стан» до остановки

«ИЗМИРАН»).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЗМИРА!!. Автореферат разослан \jifQD/& 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета

О. П. КОЛОМ И И ЦЕй

ОНДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

В диссертации путем анализа длительных рядоа наблюдений в ^т.авроральной зоне, а такяе материалов специально поставленных модельных экспериментов в ионосфере исследуется влияние конкрот-ных атмосферных условий на структурные, Фотометрические, динамические и спектральные особенности дискретных ¡¡юрм поллрши сияний.

Актуальность работы. Солнечный ветер, взаимодействуя с магнитным полем Земли, формирует в околоземном пространстве ьосьма сложную совокупность физических процессов, обусловливающих, п конечном счете, передачу части солнечно.! энергии в земную атмосферу через диссипацию магнитосферных токов, вторгавднхся авро-ральних потоков и волн. Оптические полярные сияния, отмечая в атмосфере места интенсивных корпускулярных вторжений, их мощность и длительность, несут в себе информацию не только о состоянии земной магнитосферы, но такае и о состоянии ионосферы, механизмах магнитосферно-ионосферного взац.модейстыш. Они яиллют-ся хорошим индикатором состояния околоземного пространства, которое на наших глазах становится сферой все более интенсивной научной и хозяйственной деятельности человека. Проблема мониторинга околоземного космоса - актуальная проблема современности, и в рамках этой задачи полярные сияния должны сыграть роль, аналогичную той, которую, скакем, солнечные вспышки играют в оисте-ые службы Солнца.

ГЪль полярного сияния для диагностики магнитосферы понята уже давно, и в настоящее время эта проблема в значительной степени прояснена на уровне крупномасштабных геофизических структур, таких как авроральный овал, суббуревая выпуклооть, зоны высыпаний типа перевернутого , электродает и эонн продольных токов I и 2 и др. Однако в большинстве исследований ионосфера Земли беретоя в некотором модельно-сглаженном представлении. Между тем, она, особенно в области интенсивных авроральннх вторжений, весьма неоднородна и нестационарна. Это. существенно отражается на тонкоструктурных характеристиках оптических полярных сияний, в том числе и через механизм обратной связи в системе авроральный пучок - ионосфера. Такой аодект проблемы изучен ола-бо, особенно в области пространственных и временных масштабов, отраженных в тонкой структуре дискретных форм полярных оияний. Сложность состоит в необходимости применения специальных мето-

дов регистрации авроральных форм, обеспечивающих высокое разрешение в пространстве и времени, а так.ке в том, что полярное сияние но только в каких-то своих характеристиках огразает состояние ионосферной области его локализации, но уае само по себе свидетельствует о бистро!1, локальной модификации этого состояния в процессе аврорального вторжения. Кроме того далеко не все интересуювде нас связи поддаются в настоящее врет прямому экспериментальному или наблюдательному освоению, многие из них приходится постулировать, исходя из косвенных данных и достаточно корректных теоретических и модельных представлений. Тем не менее актуальность проблем мапштосферно-ионосферного взаимодействия и вврорального мониторинга околоземной среды требует новых усилия в исследовании процессов взаимовлияния в системе вторгающийся электронный пучок - ионосфера на масштабах таких образований в полярных сияниях как полосы, волокна, лучи и др.

Цель работы состояла в:

- постановке новых специальных наблюдений для выявления эффектов ионосферного влияния в тонкой структуре и динамике дискретных форм полярных сияний; обработке рутинных наблюдений с той же целью;

- поиске и выделении эффектов ионосферного происхождения в искусственном полярном сиянии, генерируемом в модельных космических экспериментах "Зарница-1" и "Зарница-2";

- интерпретация полученных наблюдательных связей.

Новизна работы определяется следующим:

1) Автором впервые поставь на задача выявить, систематизировать и всесторонне исследовать проявления постоянно изменяющихся ионосферных условий в характеристиках дискретных форм полярных сияний.

2) Впервые в отечественной практике систематических наблюдений полярных сияний применена техника телевизионного усиления изображений, позволившая более чем на порядок увеличить разрешение по времени при кинематографировании подвижных авроральных форм.

3) Привлечение материалов первых советских космических экспериментов о инжекцией электронных пучков в ионосфере "Заршща-1 иЧЗарница-2" позволило более определенно разобраться в некоторых особенностях физики полярных сияний.

4) Основными новыми научными результатами являются:

- обоснована тонколистовая структура волокнистых полос по-

лярных сияний и дано объяснение систематического различия скоростей дрейфа светлых и темных листов влиянием электрических полей поляризации, воз никаких в неоднородной ионос фера (гл. I, 2 и 8 диссертации и работа [2] );

- исследована особенности аномальных высотных профилей светимости в естественных и искусственных сияниях и дана их интерпретация в рамках концепции локального газового разряда в ионосфере (гл. I, 5, 8 дисс. и работы [2, 24, 35, 42, 43]>,

- дано объяснение уярчениям полярного сияния на границах аврорального вторжения более благоприятными условиями компенсации здесь вносимого вторгавдиу.ися электронами зиряда (гл. I, 8 дисс. и работы [2, 36 ] );

- исследована средняя суточная вариация длины лучей полярных сияний, связанная с изменениями температуры (и шкалы высот) авроральной атмосферы; показано, что основной энергетический масштаб в авроральной атмосфере во время возмущений определяется диссипацией ионосферных токов (гл. 3 дисс. и работы [3, 4-8, 30, 403 >;

- обнаружен спадающий тренд средней яркости дискретных форм полярных сияний в течение ночи на широтах Тикси-Корильск; дано его объяснение изменениями ионосферной проводимости (гл. 4 дисс. П работы [31] );

- обнаружена и объяснена тенденция к ограничению сверху времена жизни авроральиых лучей при увеличении скорости их дрейфа (гл. 2 а 8 дисс. и работы (20, 37] );

- обнаружен ц объяснен 0-гклик в средней яркости дискретных форм политых сияний на изменение состояния ыаиштосопряяенной ионосферы при прохозденяи через нее терминатора (гл. 4 и 8 дисо., работы [27, 28, 30] );

- проведен всесторонний анализ причин отклонения лучей полярных сияний от направления магнитных силовых линий в связи о обоснованием метода, аврорального радианта для изучения геомагнитного поля на высотах -—100-200 та и .структуры ионооферных и продольных токов (гл. 6 дисс. и работы' [13, 32,33, 39] );

- обнаружено и исследовано интенсивное квазиконтинуальноа излучение атмосферы при инжекции мощного электронного пучка в экспериментах типа "Зарница", подтверждающее возможность синтеза окислов азота в области авроралышх вторяений (гл. 7 дисс.

и работы [14, 21, 26, 29] );

- сформулирована общая концепция дискретизации аврорально-

го свечения при увеличении интенсивности аврорального вторхения (гл. 8 дасс. и работа [36] ),

Научная и практическая ценность работы. Большинство результатов диссертации являются обобщением большого наблюдательного материала и доллны использоваться при разработке и совершенствовании общей модели магнитосферно-ионосферного взаимодействия, учитывающей модификацию ионосферного звена б процессе этого взаимодействия и механизмы обратной связи. Особенно важно, что эти результаты относятся к пока еще мало изученной стороне проблемы магнитосферно-ионосферного взаимодействия, а именно к области •малых пространственных ( Ю2-Ю3м) и временных ( ~ Ю-1-Ю с) масштабов, характерных для дискретных авроральяых форм и отражающихся в их тонкой структуре. Работа, таким образом, вносит значительный вклад в исследования электродинамики системы вторгающийся авроральный пучок - ионосфера. Этим определяется ее основная научная ценность. Качественная интерпретация результатов наблюдений, выполненная в диссертации, может слу.шть отправным пунктом для более обстоятельного теоретического анализа.

Практическая ценность полученных результатов определяется их применимостью для разработки методов диагностики и прогноза состояния магнитосферы и ионосферы Земли, а также наиболее эффективных трасс наземной и космической радиосвязи, выявления очагов радиопомех. Некоторые аспекты авроральной энергетики, затронутые в диссертации (локальный разогрев верхней атмосферы во время сильных авроральных вторжений, синтез окислов азота, обеспечивающих сброс избыточной тепловой энергии в ПК-диапазоне) существенны для решения проблемы влияния солнечной активности на погоду.

Результаты работы получены по материалам многолетних исследований в регионе Советской Арктики, весьма перспективном в смысле дальнгйаего научного и хозяйственного освоения, в том числе и геокосмофизического. Они могут найти применение в учреждениях, ведущих работы в области геокосмофизи1ш:"ИЗ;Л1Р АН СССР, ПГИ АН СССР, Сиб1Ш]Р, ИКЙ1А СО АН СССР, ШИЯФ МГУ и др.

На защиту выкосятся;

I. Новые результаты цикла экспериментальных работ по изучении фотометрических, структурных, динамических и спектральных &ффектов состояния ионосферной среда в дискретных формах полярных сияний, включая результаты анализа с этой же точки зрения ыагериЕЛов управляемых космических экспериментов "Заршща-1" и Ц3аривда-2Ч (см. перечень в п. "Новизна работы.,, 4").

2. Первое в СССР применение высокочувствительных телевизионных камер для регулярной регистрации динамичных форм естественных и искусственных полярных сияний с высоким пространственным и временным разрешением.

3. Концепция важной роли механизмов локального газового разряда в фоновой авроральной ионосфере, включая и пучково-плазмен-ный разряд, при формировании структуры свечения полярных сияний

в процессе втораения интенсивных пучков авроральннх электронов В'земную атмосферу.

4. Анализ причин и величины отклонений лучей полярных сияний от направления магнитных силовых линий в связи с обоуздени-ем возможностей метода аврорального радианта при изучении геомагнитных возмущений и токовых систем.

5. Результаты фотометрического исследования квазиконтинуальной ко:,июненты спектра искусственного полярного сияния и объяснение ее интенсивным плазмохиыическим процессом, приводящим к синтезу окислов азота в зоне взаимодействия пучок-ионосфера.

Личный вклад автора в реализацию целей работы состоит в следующем:

- научное руководство и личное участие в визуальных, фотографических и телевизионных наблюдениях молярных сияний в районе бухты Тикси: на о. муостах, 1957-1950 гг., регулярные наблюдения автора по'программе МГГ; на Тиксинской Комплексной геофизической обсерватории ИКЖА Якутского филиала Сибирского отделения АН СССР, 1961-1979 гг., 8 длительных экспедиций Киевского университета;

- участие в научно-методическом обеспечения и выполнения наземных оптических наблюдений искусственных полярных сияний в экспериментах. "Зарница-1" и "Зарница-2" (ответственный исполнитель темы);

- разработка методик обработки материалов наблюдений, личное участие в обработке, научная интерпретация большинства полученных результатов (гл. 1-4, 6, 8);

- анализ материалов наблюдений аномалышх'профилей свечения естественных и искусственных полярных сияний; участие в выработке основной интерпретационной концепции коллективного взаимодействия в системе электронный пучок - ионосфера (гл. 5);

- фотометрический анализ слабого изображения "континуума" в спектре околоракетного свечения и искусственного аврорального луча, зарегистрированного на пределе чувствительности ТВ-спект-

рогра^а в эксперименте "Зарница-2"; участие в выработке основной интерпретационной концепции происхождения этого континуума как свидетеля плазмосинтеза о1сислов азота в зоне взаимодействия электронный пучок - ионосфера (гл. 7).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заточения и списка цитированной литературы из 323 наж/.екованлг!.

Обдай объем работы составляет 313 стр., в том числе 264 стр. машинописного текста, 68 рисунков, II таблиц.

Основное содержание 1-7 глав составляют результаты, полученные из наблюдений я экспериментов. В главах 3,5-7 дается и интерпретация полученных там результатов. Обсуждение материалов ' глав I, 2, 4 вынесено в гл. 6.

СОДаКШЕ РАБОТУ

Во введении дается общая постановка задачи, обосновывается актуальность темы, сформулированы цели исследования, отмечена новизна как в самой постановке задачи о выявлении э.Ьректов среди локализации в наблюдаемых характеристиках полярных сия ну.;:, так и в методах ее решения - привлечении ТВ-регистрации изображений и моделирования в условиях реального пространства (эксперименты "Зарница"). Обосновывается научная и практическая важность работы, определяемая, в частности, и тем, что основные ее результаты получены по материалам исследований в перспективном геокосмическом регионе. Выделены основные по дон. екая, выносимые на защиту, приведено краткое содержание диссертации.

Первая глава диссертации жзсвлщена изложению результатов изучения структуры и некоторых морфологических особенностей основных авроральных $орм, а также искусственных свечений, генерируемых в управляемых экспериментах с ишкекцией мощных электронных пучков в ионосфере. Оригинальные результаты получены из анализа длительных рядов визуальных, фотографических и телевизионных наблюдений в районе бухты Тикси, а такае материалов двух советских космических экспериментов "Зарница-Г' и "Зарница-2".

Показано, что темные и светлые волокна в составе волокнистых дуг и полос полярных сияний на самом деле (в пространстве) представляют собой протяженные тонкие листы, темные в светящемся окружении или светящиеся в темной фоновой среде, имеющие сво-. ими образующими силовые линии геомагнитного поля. Высказано мнение, что тонкослоистая структура является необходимой формой су-

ществованпя широких авроральных дуг И полос повышенной яркости.

Обращено внимание на увеличение яркости полярного сияния на границе высыпания - гракичний эффект, а так^е на случаи немонотонных вертикальных профилей объемной светимости в сияниях, полностью погруженных в земную тень.

В меридиональном сечении на широтах б. Тикси различные формы полярных сияний в каждый момент хорошо вписываются в следующую широтную последовательность (с юга 'на север): пульсирующие поверхности - диффузные поверхности - однородные и волокнистые ленты - лучистые формы.

Развитие форм сияний в течение суток на данной станции,с одной стороны, отра.'^ет пространственную структуру аврорального овала, дрейфующего в зоне обзора станции, в частности угле отмоченную широтную последовательность дискретных форм, а с другой стороны, их временные вариации в пределах самого овала при суббуревых вспышках и активациях. Поскольку и в пространственном распределении форм сияний и в их временных вариациях отмечается определенная регулярность, то и суточный ход их активности на данной станции подчиняется определенным статистическим закономерностям. Так,в районе б. Тикси в первой половине яочи доминируют лентообразные формы, а утром - диЗДузные и пульсирующие пятна, вуаль.

Показано, что средняя длина авроральных лучей для региона б. Тикси регулярно изменяется в течение ночи; вечером по мере погружения станции в земную тень длина лучей уменьшается, но начиная с ~20" ¿7 > по мере углубления станции в авроральный овал уменьшение сменяется ростом, так что максимальных значений длина лучей достигает утром,

В течение П-летнего цикла солнечной активности отмечается два максимума частоты появления сияний в <5. Т^кси - один, вблизи максимума солнечных пятен, обеспечивается в значительной оте-пени лучистыми формами, второй, на ветви спада цикла, обеспечивается преимущественно диффузными формами сияний.

Проведен фотометрический анализ маломасштабных авроральных дыр ( в?ас к (1Ц?02а.) ? к которым относятся и уже упоминавшиеся темные "волокна" - листы и которые появляются в областях интенсивных авроральных вторжений. Показана, что они представляют собой провалы в свечении, пространственно ориентированные вдоль направления магнитных силовых линий. Поверхностная яркость в авроральных дырах, рассматриваемых в этом направлении (вблизи маг-

нитного зенита) понижается до уровня свечения невозмущенного свечения ночного неба (-^5-Ю сб).

В управляемых ракетных экспериментах по иняекции электронных пучков в ионосферу ("Зарница-1,2"), кроме искусственных ав-роральных лучей, впервые наблюдалось и было исследовано фотометрически околоракетное свечение атмосферы, связанное с замыкающим ток пучка разрядом в околоракетной области, и другие све- • чения - шлейф за движущейся по баллистической траектории раке-, той, связанный, вероятно, с хемилюминеоценцией в струе продуктов гажения, подракетное свечение квазицилиндрической фор.мы длиной несколько километров и поперечником ~10 м, ориентированное в направлении луча и, вероятно, связанное с особыми условиям! компенсационного разряда в канале искусственного аврорального луча (см. гл. 8). Определение высот нижнего края искусственного аврорального луча показали, что положительный потенциал платформы с работающим ускорителем электронов относительно ионосферной плазмы не превышал I кВ. Определена эффективность трансформации энергии электронного пучка в оптическое излучение искусственного полярного сияния и околоракетного свечения (2-Зй и 1-22 соответственно, для ДА 380-820 нм) и показано, что светоэф-фективность газоразрядного процесса в околоракетной области примерно на порядок величины выше светоэффективности электронного пучка в области искусственного аврорального луча. Исходя из высоты потенциального, барьера в околоракетной области I кВ, считалось, что на обеспечение компенсационного разряда вблизи ракеты идет 10-15 J» мощности инжектора.

В эксперименте "Зарница-2" была применена более современная ТВ-техника регистрации изображений слабых объектов, позволившая увеличить пространственную и временную разрешающую способность • камер при киносъемке искусственных авроральных свечений, С помощью ТВ-спектрографа исследован основной спектральный состав этих свечений; применен базисный метод определения их высоты.

Материалы космических экспериментов "Заршща-I" в "Зарница-2" широко используются нами в гл. 4-6,

Ьо второй гладе рассмотрены некоторые вопросы короткопери-одной динамики авроральных форм, Необходимо было ооздать и апробировать высокочувствительную аппаратуру для регистрация изобра-геьий полярных сия,шй с высоким пространственным и временным разрешением. Применение киносъемки на самке чувствительные фотоэмульсии пе позволяло достигнуть разрешения по времени лучше

о. Телевизионный метод усиления изображений позволил одновременно решить и задачу регистрации слабых искусственных свечений в космических экспериментах с электронными пучками, и задачу скоростной съемки динамичных естественных полярных сияний. Первые в нашей стране регулярные наблюдения полярных сияний были проведены экспедицией Киевского университета в бухте Такси зимой 1973-1974 гг. Современная ТВ-техника позволяет регистрировать изображения полярных сияний с частотой 50 с-* при достаточно высоком пространственном разрешении ( ~ 100 м).

Приведена общая характеристика движений дискретных форм полярных сияний в широком диапазоне скоростей ~Ю*-Ю5 м/с, и их яркостких изменений в широком диапазоне характерных времен ~ 10_1-Ю3 с.

Особое внимание обращено на различие средних скоростей дрейфа •> емных ( г»1.33 км/с) и светлых (0.84 км/с) волокон-листов и их мерцание с характерным временем с, обнаружен-

ные Г.К. Назарчук в интенсивных волокнистых полосах.

Исследование динамики мелкомасштабных сдвиговых деформаций листовых форм сияний показало, что в листовых электронных потоках, создающих такие формы, могут появляться вытянутые вдоль магнитных силовых линий области с избытком пространственного заряда ~ Ю-3-Ю~2б- см-3, характерным поперечным размером км, временем жизни с, создающие маломасштабные электрические поля ~ 10^ м!Ум. Кроме поперечной зарядовой неоднородности указанного масштаба исслеполяния сдвигоячу деформаций ленточных форм сияний указывают также на их существенную неоднородность по плотности продольного тока.

Из анализа телевизионных кинограмм развития активных лучистых форм полярных сияний получены распределения лучей по временам жизни (большинство случаев в пределах 0.1-2 с), по скоростям дрейфа (большинство случаев в пределах 0-10 кг,-/с) и другим наблюдаемым■характеристикам. Особо обращено внимание на то, что при увеличении скорости поперечного дрейфа интенсивных аврораль-ных лучей в интервале от 0.5 до 20 км/с отмечается уменьшение максимальновозмояного времени их жизни как оптически регистрируемых объектов от значений с до а. .

В авроральных дырах отмечены интересные временные эволюции -за время порядка 1-100 с устойчивая дыра может превратиться в светлый элемент сияния весьма сходной формы. Окружающее дару ав-роральное свечение при этом обычно затухает. Наблюдаются и об-

ратные эволюции светлых элементов в дыры сходно!! формы.

Для пульсируют.х пятен характерна относительная пространственная устойчивость пульсирующих элементов, их автономность по временным характеристикам (период, фаза пульсаций и др.), от-оутстьие сдвиговых деформаций, малая высота и высотная протяженность свечения, появление короткопериодных (—0.1 с) мерцаний в интенсивных пульсируших с основным периодом Ю°-ЮГ с формах.

В третьей глазе рассмотрены вопросы термодинамики нейтральной авроральной атмосферы в саззи с наблюдаемыми изменениями структуры лучей полярного сияния.

Прньоден краткий обзор по источникам нагрева и стокам тепла в авроральной атмосфере, результатам прямых интерферометри-ческих п ракетных измерений температуры в зоне полярных сияний. Бахнейакм выводом этих работ является констатация существенной термической устойчивости авроральной атмосферы на высотах ^100 км, где повышение температуры даже в периода сильных ав-рорзльных вторжений незначительно - с полярным сиянием связан не только мощный приток тепла на этих высотах, но также и интенсификация механизмов его отвода. Основной масштаб энергетики авроральной атмосферы во время втораений определяв!ел д;»улезой диссипацией ионосферных токов и диссипацией энергии входящих авроральаых электронов. Наиболее эффективными механизмами отвода тепла из авроральной термосферы являются ИК-азлучение и адвекция. Характерное время отклика авроральной атмосферы на действие источников нагревания обычно оценивается несколькими десяткам минут.

Выше области Е равновеси: источников и стоков тепла в авроральной зоне требует существенного повышения температуры.

Полученная в первой главе среднесуточная вариация длины авроральаых лучей в б. 1&кси ( £(Ь) ) хорошо объясняется разогреванием атмосферы в процессе авроральаых вторгеаий ввиду пропорциональности Н , где /-/ - шкала высот. Решалось уравнение теплового баланса

где Ср - теплоемкость при постоянном давлении, 0.с(£), Qj(t)) !_,(£) - мощности корпускулярного и даоулева нагрева, а также . стоков тепла, отнесенные к единице массы. Опираясь на результаты наблюдений и корректные предполонения, считалось, что

где О, и ЗС - коэффициенты пропорциональности, Л1 - масса столба атмосферы единичного сечения в области диссипации энергии корпускул и токов, £.(£) - средняя суточная фушсцня энор-говклада вторгающихся авроральных электронов в верхний атмосфс-ру, полученная по многолетним оптическим наблюдениям полярных сияний в б. Тикси. При решении ураьнения (I) полагалось а ¿(С и вариировались с цельэ получе1Шя наилучшего согласия с наблюдаемыми изменениями Р("£. Для высот-^100 км

чг ' Г/? Ч/? наилучшее согласие с наблюдениями получено при с/С ~15 г ' с

и МЬ^22 эрг/см2 с. При усредненном по времени и в пределах излучаемого региона энорговкладе ¿ сг 1.35 эрг/см2 с (сияние I 11X3) поток джоулева топла составляет С^. ^ОуМ 24 эрг/см2 с. Это достаточно хорошо согласуется с современными модельными расчетами путей диссипации энергии в авроральной ионосфере во время полярных сияний, подтверждая тем самым корректность исходного предположения, что наблюдаемая вариация Е(£) вызывается термической вариацией шкалы высот. Вместе с тем этот результат подтверждает, что диссипация магнитосферкой энергии в ионосфере идет в основном по токовому каналу (джоулев нагрев) и лишь в меньшей степени путем диссипации энергии вторгающихся ав-роральных частиц. Более того, можно сказать, что в проблеме маг-нитосферио-ионосферного взаимодействия першчными являются токовые связи, а высыпание, ответственное за полярные сияния, можно трактовать как побочный эффект активизации токов.

3 конце этой главы приведены интерферометрические наблюдения якутских ученых в района б. Тикси (В.М. Игнатьев и др.), которые для возмущенного периода получили суточную вариацию температуры на высотах сияний, хорош объясняющую изменение £(£) в рамках нашей трактовки. /

В главе 4 рассмотрен ряд обнаруненных наблюдательных свидетельств зависимости яркости полярных сияний от состояния авро-ральной атмосферы.

Обнаружен спадающий тренд в среднем ходе яркости полярных сияний в течение ночи; явление связывается с послезаходной модификацией ионосферы.

Показано, что яркие луча полярных сияний чаще наблюдаются ва фоне более интенсивных, обширных и дм те ль них авроралышх вторжений, формирующих условия в азроральной атмосфере.

Проходцешге солнечного терминатора, вызывающего весьма резкое изменение ионосферы, отражается не только в яркости местных . полярных сияний, но также и магдитосопрякенных. При восходе солнца в магнитосспряяенаой ионосфере на местном конце магнитной силовой линии отмечается четко регистрируемое увеличение средней яркости дискретных форм сияний и фона. При заходе Солнца в ыаг-аитосолряженной области отклик в яркости сияний носит обратный характер. Наибольшее относительное приращение в среднем балле -. авроральной яркости при восходе Солнца з магнитосопряаенной ионосфере отмечается при низкой геомагнитной активности (^>Кр£10

Фотометрический анализ оптических наблюдений в космических экспериментах "Зарница-!" и "Зарница-2" показал, что во второй из них интеграньный блеск околоракетного свечения и искусственных авроралышх лучей был систематически меньше, чем в первом, несмотря на малое различие режимов работы ускорителей электронов в обоих экспериментах. Поскольку первый эксперимент был осуществлен при погружении Солнца под горизонт на 18.1° (время, прошедшее после захода "ультрафиолетового" Солнца на рабочих высотах 110-160 км, Т" в 2.9 час), а второй - на 37,2° (Т= 5,1 час), то вполне разумным является заключение, что отмеченное расхождение обусловлено различиями в параметрах окружающей ионосферной среды. Во время проведения второго эксперимента пос-лезаходная модификация ионосферы зашла уже существенно дальше, чем в першм.

При прохождении ракеты с работающим инжектором электронов ("Заршща-2") через ионосферный слой на высоте ~ 115 км

отмечено локальное увеличение излучения околоракетной области.

Пятая глава посвящена обсуждению возможных механизмов формирования аномальных высотных профилей светимости в полярных сияниях. Под аномальностью подразумевается отклонение наблюдаемого высотного профиля сияния от его расчетной столкновительно! модели. Репающую роль здесь сыграли управляемые эксперименты "Заршща-1,2", в которых спектр энергий, питч-углы инжектирова! ных в ионосферу электронов были хорошо известны. Это устраняло многие энергетические и геометрические неопределенности, котор возникают ори попытках анализа проблемы аномальности профилей наблюдениям естественных полярных сияний.

Дан краткий обзор механизмов возбуздения основных в.-.г-сск;: в спектрах полярных сияний, инициируемых электронны« ударом, модельных расчетов столкновительных вертикальных профилей свечения сияний, наблюдаемых проявлений аномальности - двугорбые профили, скачки яркости в вертикальном сечении.

Наблюдения искусственных авроральных лучей в экспериментах "Заршща-1, 2" позволили четко разделить столкковительную компоненту профиля светимости и аномалию, для объяснения которой использована концепция коллективного взаимодействия электронного пучка с ионосферной плазмой. Суть этой концепции состоит в следующем. Пучок электронов, вообще говоря, неустойчив в ионосфере, поэтому мохет терять энергию и деградировать не только в процессах парных столкновений электронов с атомами, молекулами и ионами, ко и при взаимодействии с возбуждаемыми самим пучком плазме иными волнами. Однако, обычно в ионосфере рост энергии плазменных колебаний в резонансной с пучком области существенно ограничивается их модуляционной неустойчивостью, обеспечивающей эффективный отвод энергии из резонансной области в процессе образования и коллапса плазменных каверн. Поэтому столкновитель-ные модели деградации авроральных пучкоь :> ионосфере в общем хорошо удовлетворяют наблюдениям. Но на высотах ^130 км в ионосфере развитие модуляционной неустойчивости ограничивается растущей с уменьшением высоты частотой столкновений электронов о нейтралами, процесс коллективной диссипации пучка существенно интенсифицируется. Длина релаксации пучка в таких условиях 3-10 км. В слое такой толщины отмечается "коллективный", вторичный максимум светимости авроры. Часто весьма четко фиксируемое высотное разделение верхнего "коллективного" максимума светш.'.ости и нижнего "столкноЕительного" (двугорбость профилей) указывает на то, что на А й 120 км столкновения ограничивают не только развитие модуляционной неустойчивости плазменных колебаний, по и сами эти колебания, раскачиваемые в процессе пучково-плазмен-ной неустойчивости.

Отмечено, что инициированная оптическими наблюдениями искусственных авроральных лучей в экспериментах "Зарница-1, 2" идея о существенной роли коллективной релаксации электронных пучков в тонком слое ионосферы оказалась весьма плодотворной при объяснении висотнослоистой радиоавроры, короткоасввущдх тонких -слоев, синтеза высоких концентраций окиси азота в тонком слое авроральной атмосферы во время полярного сияния, наблюдаемых

спектров нздтеплохшх электронов в области авроральных вторжений.

Ц цистой главе обсуздсатся и демонстрируются конкретными результатами наблюдений возможности метода радианта авроралышх лучей при изучении вариаций геомагнитного поля на высотах 100— 200 км, а вместе с тем структуры я динамики ионосферных и продольных токов во время интенсивных авроральных вторжений.

Проведен обстоятельный анализ возможных причин отклонения авроральных лучей от направления силовых линий геомагнитного поля - ь.ти"ние мигнптного п электрического дрейфа входящих электронов, движение источника авроральных пучков, влияние различного времени хизни авроральных эмиссий и др. Эти влияния накладывают определение ограничения на точность метода радиантов, хотя реально естественная наблюдательная селекция работает э направлении увеличения точности - отбор наиболее ярких и четких, малоподвижных лучей предопределяет существенную моноэнергичность электронна пучков, малую высоту их источников, малые эффекты поперечных дрейфов.

Метод радианта искусственно генерируемых авроральных лучей (эксперименты типа "Зарница") дает примерно на пол чок выше точность при определении направления силовых линий геомагнитного поля на }ь ~ 100-200 км (+2'), чем из снимков короны естественных сияний. Но, разумеется, он связан с большими затратами.

Как показали оценки, миграции радианта лучей полярных сияний наиболее чувствительны к вариациям интенсивности продольных токов. 1! это очень валшо, поскольку продольные токи в ионосфере весьма слабо проявляют себя в магнитных возмущениях на поверхности Земли. Несмотря на ограниченную точность отдельного определения, метод радиантов аврорадьных лучей в общем оказывается весьма полезным при изучении локальных токовых ситуаций во время интенсивных авроральных вторжений.

Исследования винтовой закрутки силовых линий по позиционаш.

измерениям в области короны полярного сияния позволило оценить ■

среднюю плотность восходящего биркеландовского тока в областях

о

интенсивных авроральных вторжений: ^ 10 А/м . Систематическое смещение радианта короны от расчетного модельного положения мапи.гаого зенита позволяет составить представление о токовой структуре в области суббуревой авроральной вспышки или активации. Получены определенные указания на преобладание в таких областях западного ила северо-западного ионосферного тока, восходящих бкркеландовских токов на севере и западе, нисходящего ток

на юге. Это хорошо согласуется с токовой моделью суббури, полученной Баумйоханном и др. по наземным магнитометрическим наблюдениям в зоне сияний.

Быстрые миграции аврорэльиого радианта часто имеют регулярный характер, предпочитая направление ¡\JW~SE на небесной сфере. Показано, что это обстоятельство указывает на большую роль электрических полей поляризации в неоднородной авроральной ионосфере .

В седьмой главе обсуздается проблема квазиконтинуального излучения в спектре искусственной авроры, созданной в управляемых экспериментах "Зарница", которая несомненно имеет отношение и к естественным полярным сия ниш.

Приведен краткий, но достаточно полный обзор наземных и ракетных измерений континуума в ночном излучении земной атмосферы, обсундаемых в настоящее время механизмов его генерации, работ по динамике концентрации окиси азота в авроральных областях, с которой обычно связывается происхождение континуума.

Применение телевизионного спектрографа позволило зарегистрировать кзазинепрерывнкй спектр излучения из околоракетиой области и области искусственного аврорального луча в эксперименте "Зараица-2". Такой спектр появлялся корот.-:лми вспышками на ¡1, 115 км во время электронных импульсов и регистрировался на пределе чувствительности спектральной камеры. Тем не менее, в результате тщательного фотометрического анализа удалось определить основные морфологические особенности этого "континуума" и оценить его интенсивность: наличие коротковолновой границы вблизи /Л 550 нм; ослабление с уменьшением высоты в атмосфере; максимум спектральной интенсивности около ss 620 нм: объемная светимость в области околоракетного свечения -5? 3.10 см-3 с-1, что на чегыре-пять порядков величины превышает объемную светимость континуума в невозмущенном ночном свечеаил верхней атмосферы.

Для оценки возможного вклада хемилюминесценции в реакции

N0 - О —NO^NO^b

рассмотрены основные механизмы образования N0 в условиях аврорального вторкения, но они оказались недостаточными для объяснения наблюдаемой интенсивности "континуума" в эксперименте "Зарница-2". Да и наблюдаемый спектр отличается от спектра хемилюминесценции /40 +о.

Б качество возможного механизма возбуждения наблюдаемого в "Зорнлца-2" кваэиконтинуума предложена хелшлшинесценцпя в реакции

л/ф>а —л/а (Ю-Щ (%)

(2)

Эндотермня это Г. реакции 0.3 оЗ. Предполагается, что в нее могут вступить атомы Л/(^1)), имеющие избыток энергии на поступательных степенях сзободы, то есть еще не успеви-.е термализовать-ся после их образования в процессах ударно" диссоциации /V, , диссоциативной рекомбинации и А/^ и ¡юнно-молекулярно-

го обмена. Оценен из наблюдений коэффициент скорости реакции (2): /С ^ Ю"13 см3 с-1, что на два порядка меньше скорости реакции образования А/О :

АЛ/О + О.

Таким образом, достаточно ~I £ рекомбинаций 02, ИДУ-

ЩИХ по пути (2), чтобы объяснить наблюдаемую в эксперименте интенсивность "континуума".

Не исключено, что флюоресценция Л/О а А/О^ , образующихся и возбуждающихся в условиях пучково-плазменного разряда б околоракетной области, также вносит свой вклад в наблюдаемый "континуум".

В восьмой главе приводится краткая сводка основных результатов наблюдений и дается их о'бщее обсуждение, в основном тех, которые в предшествующих главах : _ едстаЕлены лишь в феноменологическом аспекте.

Показано, что преобладание скоростей долготного дрейфа темных авроральных листов над скоростями светлых листов ("волокон") является отражением своеобразного рельефа потенциала, возникающего в волокнистой полосе полярного сияния на ионосферных высотах в результате ее поляризации во внешнем поле магнитосферной конвекции. Поле поляризации таково, что результирующая напряг-енаость в светлых авроральных листах оказывается меньше, чем в темных. Чзли такая структура электрического поля способна хотя бы частично проникать вдоль £ ^область истоков авроральных пучков, то возникающая картина £;.X ¿Г - дрейфов вторгающихся электронов согласуется с наблюдениями.

Выдвинута концепция существенной роли локального газового разряда в нижней ионосфере во время сильных авроральных вторхе-

кий, вносящих в атмосферу не только значительную энергию, но и значительный "нес компе нсировашш,"." электрический заряд. Очеьид-но, элективная компенсация ("растекание") этого эорэда является необходимым условием стационарного втордаияя. Компенсационные (обратные) токи теку г через .¿о новую ионосферу, и, естественно, устойчивость вторжения зависит от ее свойств. Пра интенсив- -ных локальных вторжениях в слабо проводящую газов/а среду условие стационарности требует для обеспечения необходимой ¡шгенслв-ности обратных токов развития газоразрядного процесса с существенной собственной ионизацией, а следовательно, и дополнительным собственны;,! возбуждением молекул и атомов. Тагам образом, газовый разряд монет существенно повлиять на светоэригктивность интенсивных авроральных пучков в земной атмосфере. Это его прямое действие. Косвенное ;ге влияние, независимо от того, носит ла он характер самостоятельного или несамостоятельного разряда состоит в том, что области вторжения, наиболее э^1ективно раэряяающяе-ся через ионосферу, отмечаются и наиболее яркими и устойчивыми деталями полярного сияния, поскольку высота потенциального барьера на пути вторгающихся электронов здесь минимальна.

В рамках этой концепции удается достаточно хорошо объяснить такие проявления авроральной структуры и морфологии: характерные уярчения сияний на границе с атмосферой, где вксыпание отсутствует (граничный эффект); дублетность интенсивных аврорал;..чцх лучей; некоторые аномалии вертикального про Шля свечения на малых высотах, в частности в пульсирующих пятнах; мерцания пульсирующих пятен и ярких лучей с характерными временам ~ 0.1 с; спадающий ночной тренд в средней яркости авроральных деталей как результат уменьшающейся проводимости ионосферы; различие интенсивности искусственной аврорц в экспериментах "Заршща-1, 2" по той ае причине и др.

Увеличение дискретизации свечения по мере увеличения интенсивности вторжения,естественно.объясняется уменьшением толщины слоя эффективной поперечной компенсации пространственного заря-ття п апАгт^юпй;

плотность потока вторгающихся

электронов. Принимая для j\ ~ ЮО юл, бр — с-1, IO2 i/JVu, Л А Cirio км и увеличивая интенсивность вторжения от Je ~ I08 см-2 с-1 до ^ 10*1 см"2 с"1 (увеличение яркости сияния от I IBC до 4 IBC), получаем уменьшение cL от ~ Ю2 км (вуаль) до ~100 м (лучи в самых ярких лучистых формах).

Большая роль переноса зарядов перпендикулярно магнитному долю в областях аврорального вторжения подтверждается как наблюдениями, так и простыми количественными оценками.

Обсуждается вопрос о природе предутреннего уярчения дискретных форм сияний вблизи r/.омента восхода Солнца в магнитосопря-кенной ионосфере. Предложен механизм ускорения азроральных электронов вверх на ветвях обратных биркеландовских токоз, интенсивность которых растет с увеличением ионосферной проводимости. Наблюдения азроральных дыр - областей с запирающим электронное вторжение направлением Elt - рассматривается как подтверждение такой трактовки. Определенную роль при формировании отклика в яркости полярных сияний на изменение проводимости магнитосопря.'хениой ионосферы мокет играть и механизм положительной обратной связи, предложенный П.Ф. Крымским и ¡O.A. Ромащенко.

При низкой фоновой проводимости, когда сам вторгающийся электронный пучок создает в ионосфере условия, необходимые для формирования системы компенсационных токов, очевидно, значительное влияние на процесс вторжения будет оказывать скорость дрейфа пучка Vj_ . Максимальная электронная концентрация (без учета рекомбинации), создаваемая дрейфующим с большой скоростью пучком в атмосфере, монет быть оценена из простого соотношения

где ¿Eg - энергия вторгающихся электронов, £' - энерговклад пучка на пару ионов, (Хд - размер пучка в направлении .

Видно, что увеличение приводит к уменьшению A/q таха

затрудняет вторжение, поскольку в плохо проводящей ионосфере затрудняется замыкание тока пучка или, другими словами, формирование необходимого тока компенсации вносимого электрического заряда. Ка этом пути удалось получать удовлетворительную интерпрега-цию наблюдаемого ограничения сверху времени жизни лучей полярных сияний при увеличении скорости их дрейфа. Деструктивное действие поперечного дрейфа пучка, согласно (3), менее заметно для мощных (гольфе ). широких (большие ¿¿л ) и коротких (малыеДп)

лучей. Это, в общем, такие подтверждается наблюдениями.

В заключении отмечена важность прозеденного в диссертации совместного анализа обширных наблюдений в зоне полярных сияний и оптических наблюдений искусственной авроры в управляемых космических экспериментах "Заршща-Г' и "Зарница-2", роль применения телевизионных методов высокоскоростной регистрации изображений сияний и их спектров, сформулированы главные выводы работы, затронуты вопросы практического использования результатов.

Суммируем кратко основные результаты работы:

1. Исследованиями влияния ракурса наблюдения на контраст темных и светлых волокон обоснована тонколистовая пространственная структура волокнистых дуг и полос полярных сияний. Наблюдаемое превышение средней скорости дрейфа темных листов над средней скоростью светлых объяснено влиянием маломасштабных поперечных поляризационных полей, возникающих в горизонтально неодно- . родной ионосфере в области вторжения тонколистовых авроральных пучков.

2. Исследованы особенности аномальных высотных профилей светимости в интенсивных естественных и искусственных (эксперименты "Заршща-1" и "Зарница-2") полярных' сияниях - двугорбость, скачки и эксцессы яркости, - не вписывающиеся в модель столкно-вительного взаимодействия пучка вторгающихся электронов с атмосферой. Показано, что такие аномалии корректно объясняются в рамках концепции локального газового разряда в ионосфере, инициируемого вторжением. На высотах Л" 120-130 км это пучково-плазменный разряд, а на высотах ^ 100 км - обычный самостоятельный объемный разряд в сильном электрическом поле, создаваемом быстро тормозящимся интенсивным электронным пучком.

3. Показано, что характерное уярчение полярного оияния на границах обширных авроральных вторжений объясняется более благоприятными условиями компенсации здесь вносимого вторгающимся электрона;.« заряда за счет поперечных ионосферных токов.. Предложенный подход позволил объяснить также общую наблюдаемую тенденцию к уменьшению характерных размеров авроральных деталей (от протяженных областей слабого свечения до ярких тонких лучей) при увеличении плотности вторгающихся потоков.

4. Обнаружена и исследована средняя суточная вариация длины лучей полярных сияний в районе бухты Тикси. По мере "погружения" области наблюдений в авроральный овал средняя длина лучей систе-

матически возрастает. Из решения уравнения теплового баланса показано, что наблюдаемое явление хорошо объясняется изменениями температуры (ц шкалы высот) авроральной атмосферы. При этом соотношение мощностей корпускулярного и дкоулева нагрева атмосферы в зоне сияний согласуется с принятыми в настоящее время модел.ши.

5. Обнаружен и исследован спадающий тренд в средней яркости дискретных ¡орм полярных сияний в зависимости от времени, проседшего после захода Солнца на авроральных высотах. Показано, что это явление связано с уменьшением ионосферной проводимости в процессе послезаходной релаксации, затрудняющим форми-роваш1е необходимых компенсационных токов в ¡¡»новой ионосфере и снижающим тем самым устойчивость вторжения. Сравш1тельний .;х>-тометрический анализ искусственных полярных сияний и околоракетного свечения в экспериментах "Зарница-1п и "Зарница-2", проведенных при существенно различных погрукеших Солнца под горизонт, подтверждает такое объяснение.

6. Обнаружен и исследован отклик в средней яркости и активности полярных сияний на изменение состояния магнлтосопря.кенной ионосферы при прохождении через нее солнечного тер.лнатора. Показано, что средняя яркость дискретных сияний и их активность испытывают заметное увеличение (уменьшение) вблизи моментов восхода (захода) Солнца в кагндтосодрякенной области. Эффект объяснен изменениями плотности авроральных токов, прямых и обратных, при изменении проводимости магнитосопряженной ионосферы. Постулируется возможность возникновения областей продольного ускорения электронов ке только на Вч.бях прямых биркеландозсккх токов (ускорение вниз), но в на ветвях обратных токов (ускорение вверх). Гюрфологическое исследование маломаситабных авроральных дыр ("черных сияний") с запирающим вторжение направлением подтверждает такую трактовку.

7. Обнаружена и исследована тенденция к ограничению времени жизни ярких авроральных лучей при увеличении скорости их дрейфа. Показано, что при вторжении интенсивных тонких пучков формирование зарядокомленсирующих (обратных) токов существенно завялит от столкновительной ионизации атмосферы самим пучком и от возможности развития локальных газоразрядных процессов в фоновой ионосфере. При увеличении скорости поперечного дрейфа пучка эти процессы существенно затрудняются, что й сказывается на устойчивости вторжения.

3. Исследованы особенности ми граций оврорального радианта в бухте Гикси. Положение и движения радианта отражают динамику токовшс систем, связанных с авроральными вторжениями. В связи с обоснованием метода ивроральных радиантов длл изучения авро-ралышх токов проведен анализ возможных причин отклонения лучей полярных сияний от направления магнитных силовых линий -влияние движения источника авроральных электронов в магнитосфере, влияние магнит но га и электрического дрейфов вторгаащих-ся электронов, влияние различного времени ¡¿изни авроралышх эмиссий и др. Показано, что эти влияния наклачыьаит определенные ограничения на точность метода радиантов. Метод радианта искусственно генерируемых авроралышх лучей (эксперименты типа "Зарница") дает примерно на порядок виде точность при определении направления силовых лини;1, геомагнитного поля (±2;).

9. Обнаружено и исследовано ;.отометрически кзазикоитину-альное излучение атмосферы, зарегистрированное в эксперименте "Зарница-2" в составе спектра искусственного аврорального луча

и околоракетного свечения. Предлохен и обоснован хемилюминесцент-ный механизм генерации такого излучения в зоне возмущения, отличный от у.;:е известных.

10. Обоснована концепция локального самостоятельного газового разряда, который моает залгаться при вторжении оч-;нь интенсивных пучков азроральных электронов в слабопроводящую фоновую ионосферу и обеспечивать формирование компенсационного тока, а вместе с тем и устойчивость вторжения.

11. При рассмотрении перечисленных основных вопросов получен, кроме того, еще ряд новых результатов, которые имеют не только вспомогательное, но и самостоятельное значение:

а) исследовано пространственно-временное распределение дискретных авроральных форм в районе б. Тикси, в том числе вариация их активности в П-летнем цикле; б) определен средний балл яркости различных форм сияний; в) определены высоты искусственных сияний в экспериментах "Заршща-1, 2" и показано, что потенциал инжектора относительно фоновой ионосферы не превышает I кВ; в) определена эффективность трансформации энергии инжектируемого в ионосферу электронного пучка в оптичеокое излучение; г) исследованиями динамики мелкомасштабных деформаций гонких авроральных полос показано, что в таких структурах могут возникать избытка пространственного заряда ^ 10е/сп? а поля Ю2 мБ/м на характерных маситабах. ~ I ки с характерными временами еизнл

<-^1 с; д) получены распределения авроральных лучей по временам жизни, скоростям дрейфа и т.п.; е) показана прямая зависи-' мость длины лучей и их яркости от общего уровня авроральной активности в данном регионе; ж) методом радианта лучей по сте-• пени винтовой закрутки магнитных силовых линий оценена средняя плотность продольного тока в области авроральной короны: ^ КГ^А/ы ; з) обнаружен эффект поляризационных полей в миграциях аврорального радианта и др.

Апробация работы. Основные результаты диссертации обсуждались на Всесоюзной конференции по научным итогам 1ЛГСС (Москва, - '-январь-февраль 1967 г.), 10-м Лилейном Всеукраинском республиканском совещании геофизиков и астрономов (Киев, апрель 1937 г.), 15-8 Генеральной ассамблее ЫГГС (Москва, август 1971 г.), Совещании по комплексной теме "Исследование физических условий в полярной и субполярной ионосфере" (Якутск, май 1974 г.), Советско-французском симпозиуме по активным экспериментам в магнитосфере (Тулуза, Франция, май 1976 г.), Симпозиуме по физике геомагнитосферы (Иркутск, июнь 1977 г.), 23-й сессии КОСПАР (Будапешт, Венгрия, июнь 1980 г.), Всесоюзном семинаре по космической плазме (Киев, май 1981 г.), Всесоюзном семинаре "Технические средства для государственной системы контроля природной среды" (Обнинск, Ноябрь 1981 г.). Расширенном семинаре ИМ (Мурманск, февраль 1983 г.), Научном совещании по эксперименту "Стерх" (Норильск, апрель 1985 г.), Международном симпозиуме "Полярные геомагнитные явления" (Суздаль, май 1986 г.), 17-м совещании по полярным сияниям и СЕеченяю ночного неба (Апатиты, февраль 1987 г. Всесоюзном совещании "Геофизические явления в авроральной зоне" (Норильск, октябрь 1988 г.), Международном симпозиуме "Оптические эмиссии средней и верхней атмосферы, Метеорологические и солнечно-геофизические эффекты" (Стара Затора, Болгария, октябрь 1989 г.), а также на ежегодных научных собраниях Киевского университета. Частично они были включены в пятилетние отчеты кафедры астрономии КГ7: № 1Ъсрегисурации 76045081 (1980 г.) и № Госрегистрации 81005037 (1985 г.). Ш теме диссертации опубликовано 43 работы.

1. Дзюбенко Н.И. Полярные сияния на ветви спада Н-летнего цикла солнечной активности по наблюдениям в районе бухты Такси / Балл.: Солнечные данные. - Л.: Наука, 1967. - № 4, - С. 77-82.

2. Дзюбенко Н.И. Структура полярных сияний // Сб.; Проблемы косшчесхой физики. - Изд. Киевского университета, 1968. -

№ 3. - С. 161—195.

3. Дзюбенко Н.И. Изменение средней длины лучей полярных сияний в течение ночи (б. Тикси) // Геомагнетизм и аэрономия. -М.: Наука, IS39. - Т. 9. - Ji 2. - С. 358-359.

4. Дзюбенко В.И., Дзюбенко Н.И. Результаты визуальных наблюдений над полярными сияниями в обсерватории Мирный (1966 г.) // Инф. бюлл. Советской Антарктической экоп. - Л.: Наука, 1970. -

№ 76. - С. 52-56.

5. Дзюбенко Н.И. Средние характеристики полярных сияний по визуальным наблюдениям в районе б. Тикси в 1957-1966 гг. // Сб.: Проблемы космической шизики. - Изд. Киевского ун-та, 1970. -

№ 5. - С. 152—161.

6. Дзюбенко Н.И. Среднесуточная вариация энерговыделения полярных сияний в районе бухты Тикси // Геомагнетизм и аэрономия. - ..;.: Наука, 1972. - Т. 12. - JS 4. - С. 746-748.

7. Близнюк H.H., Дзюбенко Н.И. Зависимость длины лучей полярных сияний от уровня авроральной активности // Геомагнетизм и аэрономия. - М.: Наука, 1972. - Т. 12. - Гз 5. - С. 944-945.

8. Дзюбенко Н.И. 0 суточной вариации длины лучей полярных сияний // Геомагнетизм и аэрономия. - М.:. Наука, 1973. - Т. 13. -№ I. - С. 91-94.

9. Блиэаюк H.H., Дзюбенко Н.И., Смелянский В.Н. Наблюдения полярных сияний телевизионным методом // Астр, циркуляр. - Изд. АН СССР, 1974. - !Ь 634. - С. 5-6.

10. Близнюк H.H., Дзюбенко Н.И., Ивченко В.Н., Несмянович А.Т., Смелянский В.Н. Телевизионные наблюдения полярных сияний в бухте Тикси // В кн.: Исследования по космофизике и аэрономии. - Якутск. Изд. Я5> СО АН СССР, 1975. - С. I8I-I87.

И. Оптические эффекты в космическом эксперименте "Зарница-!". - Отчет о НИР / Киевский госуниверо. 1^ководитель А.Т. Несмянович. - № ГР темы 71074340. - 1976. - 66 о.

12. Клязнюк H.H., Дзюбенко Н.И. Времена яизни и скорости' дрейфов лучей в активных формах полярных сияний //Сб.: Проблемы космической физики. - Киев: Вища школа, 1976. - tö II. -

С. 29-31.

13. Дзюбенко Н.И., Близнюк H.H. Радиант авроральных лучей по фотографическим наблюдениям в бухте Тикси // Сб.: Проблемы космической физики. - Киев: Вища школа, 1977. - Л 12. - С. 4955.

14. Оптические наблюдения в управляемых экспериментах в кос-

мосе. - Отчет о НИР / Киевский госуниверситет. Руководитель

B.Н. Ивченко. - У, ГР 78036128. - 160 с.

15. Дзюбенко H.H., Ивченко З.Н. Эффективность трансформации энергии входящие электронов в оптическое "излучение атмосферы по материалам наблюдения искусственного полярного сияния // Космические исследования. - К.: Наука, 1978. - Т. 16. - J,' 6. -

C. S63-966.

16. Несмянович А.Т., Еулин П. А., Лазоренко II.w., Дзвбеш'.о H.H., Ихченко В.Н., Дро^а В.К. Определение высот нижнего края искусственных авроральных лучей в эксперименте "Зарница-1" // Сб.: Космические исследования на Украине. - Киев: Наукова думка, ,

1978. - К 12. - С. 83-88.

17. Несмяношч А.Г., Ивченко В.Н., Близнак H.H., Ва¡цепко

B.Н., Дзюбенко H.H., Докукин B.C., Смелянский В.Н. Оптические эффекты в космическом эксперименте "Зарнкца-1" // Сб.: Космические исследования на Украине. - Киев: Наукова думка, IS78, -Я 12. - С. 88-92.

18. Дзюбенко H.H., Леонов H.A., Милиневский Г.П. Прохождение слоя ракетой с инжектором по телевизионном наблюдениям с самолета // 1Ьомагнетизм и аэрономия. - !.!.: Н^ука, 1979. -Т. 19. -Л I. - С. 170—171.

19. Дзюбенко H.H., Ивченко В.Н., Несмянович А.Т., Грицай З.И. Общий блеск околоракетного свечения в эксперименте "Зарница-1" // Сб.: Проблемы космической физики. т- Киев: Вица ыкола,

1979. - X 14. - С. 10-15.

20. Дзюбенко Н.К., Евтущезский А.М. Об одной особенности

в динамике лучей в активных авроральных полосах // Сб.: Проблемы космической физики. - Киев: Влща школа, 1979. - ,'< 14. -

C. 23-26.

21. Дзюбенко Н.И., Ивченко В.Н., Ыилиневский Г.П., Терехов А.Г. Спектральные наблюдения околоракетной области в эксперименте "Зарница-2" // Сб.: Астрометрия и астрофизика. - Киев: Наукова думка, 1979. - К- 37. - С. 70-72.

22. Дзюбенко Н.И., Ивченко В.Н., Ыилиневский Г.П. Околоракетное свечение в космических экспериментах "Зарница-I" и "Зарница-2" // Космические исследования. - Ы.: Наука, 1980. - Т. 18. -№ 2. - С. 290-292.

,23. Дзюбенко Н.И., ¿улин И.А., Ивченко В.Н., Ияовкина H.H., Лазоренко П.Ф., Милиаевский Г.П. Сравнение экспериментальных и расчетных данных о положении нижнего края искусственного поляр-

ного сияния в экспериментах "Зарница-I" и "Зарннца-2" // Космические исследования. - М.: Наука, 1980. - Т. 18. - .4 3. - С. 456470.

24. Дзабенко Н.И., Ивченко В.Н., !.1и ли невский Г.Н., Мишин S.B. Влияние плазменных коллективных э[фектов на структуру лучей полярных сияний // Письма в ¿3W. - М. : Наука, 1580. -

Т. 31. - jï II. - С. 643-646.

25. Адейшвили Т.Г., Дз.обенко И.И., Дорофеев В.Б., Ивченко В.Н., Лазореш-'.о II. i., Ляхов С.Б., М^ньгадзе Г.Г., Миллневский Г.П. Bucoru нижнего края искусственных авроральных лучей по базис hüm наблюдениям б эксперименте "Зарш;ца-1;" // Сб.: Космические исследования на Украине. - Киев: Наукоьз думк:1, 1980. -

П 14. - С. 57-61.

26. Дзюбонко H.H., Ивченко В.Н., Милиневский Г.П. Континуум в излучении искусственного полярного .сияния // Всесоюзны.4, семинар по космической плазме. Тезисы докладов, - Киев, II—15 мая 1981 г. - С. 48.

27. ДзаЗеако ¡¡.П., ййтвеев л). Б. Изкеиешю средней яркости полярных сияний в районе б. Тпкси при восходе и захода Солнца в магкитосопрлжешюй области // Сб.: Проблемы космической физики. -Киев: Вица школа, 1983, - 10. - С. 34-37.

28. Дзкбенко H.H., ДзоЗешсо В.И., Евтулевский А.!.!. Влияние состояния магнитосопряженной ионосферы на характеристик: полярных сияний // Международный симпозиум "Полярные геомагнитные явления", Суздаль, СССР, 25-31 мая 1986 г. Тезисы докладов. - I,!.: 1983. - С. 41-12.

29. Дзюбендо H.H., Ивченко В.Н., Милиневский Т.П., Мишин Е.В., Телегин I.A. О "континууме" з и зрении искусственного полярного сияния // Геомагнетизм а аэрономия. - ГЛ. : Наука, 1936. - Т. 26. -

}'■ 3. - С. 514-515.

30. Дзюбеш'.о H.H., Ивченко В.Н., Малиновский Г.П., Нусатен-ко C.U. Исследования естественних л искусственно стимулированных оптических и радиоизлучений в околоземном космосе // Вестник Киевского ун-та. Сер. астрономии. - Киев; Вища школа,' 1987. - ß 29. - С. 45-54.

31. Дзюбенко Н.И., Дзюбешсо В.И. Ночной тренд в средней яркости дискретных форм полярных сияний // Геомагнетизм и аэрономия. - 1.1. : Наука, 1907. - Т. 27. - Л 5. - С. 040-650,

32. Дзвбедко H.H., Евгушовскай А.М,. Милиневский Г.П. Поло-кешш аврорального зенита п токовая система авроральной суббуря //.

В КН.: Электродинамические процессы в высоких широтах. Материалы международного симпозиума "Полярные геомагнитные явления" 25-31 мая 1986 г., Суздаль, СССР. - Апатиты: Изд. Кольского фил. АН СССР, 1988. - С. 17-21.

33. Дзюбенко Н.И., Евтушевский A.M., 1.1и ли невский Г.П, Применение метода радианта лучей полярных сияний в исследованиях" геомагнитного поля // В кн.: Электродинамические процессы в высоких шротах. Материалы международного симпозиума "Полярные геомагнитные явления", 25-31 мая IS86 г., Суздаль, СССР. - Апатиты: Изд. Кольск. фил. АН СССР, 1988. - С. 21-25.

34. Дзюбенко Н.И., Евтушевский A.M., Милиневский Г.П. Фотометрические профили авроральных дыр ("черных сияний") // В кн.: Морфология и физика полярных сияний // - Апатиты: Изд. Кольского фил. АН СССР, 1988. - С. 28-32.

35. Дзюбенко Н.И., Евтушевский A.M. Зависимость времени жизни авроральных лучей от скорости их дрейфа // Всесоюзное совещание "Геофизические явления в авроральной зоне", 10-14 октября 1988 г., Норильск. Тезисы докл. - Иркутск, 1988, - С. 14-15.

36. Дзюбенко Н,И. 0 роли газового разряда в ионосфере при формировании структуры дискретных полярных сияний // Всесоюзное совещание "Геофизические явления в авроральной зоне", 10-14 октября 1988 г., Норильск, Тезисы докл. - Иркутск, 1988. - С. 1516.

37. Дзюбенко H.H., Евтушевский A.M. Времена жизни лучей в активных авроральных дугах'// Международный симпозиум "Оптические эмиссии средней и верхней атмосферы. Метеорологические и солнечно-геофизические эффекты", 16-21 октября 1989 г., Стара Загора, Болгария, Тезисы докл. - С, 42-43.

38. Дзюбенко Н.И., Евтушевский A.M., Милиневский Г.П. Авро-ральные дары // Международный симпозиум "Оптические эмиссии сред ней и верхней атмосферы. Метеорологические и солнечно-геофизические эффекты", 16-21 октября 1989 г., Стара Загора, Болгария. Тезисы докл. - С. 44-45,

39. Дзюбенко Н.И., Евтушевский A.M., Ивченко В.Н., Милиневский Г.П. Способ определения ориентации силовых линий магнитного поля на высотах ионосферы планет // Авторское свидетельство

Я 1492939. Заявка 4042571, 25.3.1986 г. Зарегистр, 8.3.1989 г. rt

АО. Dzyubeko E.I. Heotinß of the upper atmosphere during burorae und auroral rays length // Ann. Geophysique. -Paris, x'rur.ce, 1572. .-V.2S. -K.3, -P.661-664.

41. Dzyubenko N.I., Ivchenko V.N., Izhovkina H.I., Zhulin I.A., Lasorenko P.F., Heemyanovitch A.T. Altitude de la limite Interieure de l'aurore artificielle dans l'experience Zarnitsa 1 / Presented at ARAKS Simposium, Franco-Soviet eimpoaium on active experiments in the magnetosphere, Toulouse, France, May 9-14, 1976.

42. Dzyubenko N.I., Ivchenko V.U., Milinevsky G.P., Mishin E.V. The role of collective plasma effectB in the auroral ray structure // Preprint Inst. Terr, Magn. Ionosphere Radiowave Propag. -Moscow, 1980. -Ii.11(277). -8p.

43. Mishin E.V., Dzyubenko 11.1., Ivchenko V.U., Milinevsky O.P. The fine structure of luminosity of artificial and natural auroras and electron beam relaxation in the ionosphere // 23 Sessiorj of COSPAR abstracts. -Budapeaht, Hungary, 1980. -P.304.

Подписано к печати 8.02.1881г.3ак— 17,тир. 100. Уч.тип. КГУ.Киеа.Б.Шевчатао, 14.