Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Тонкая структура пространственно-временных вариаций полярных сияний во время суббури

ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Корнилов, Олег Ильич

Введение

Глава 1. Современные представления о магнитосферной суббуре

1.1. Магнитосферная суббуря. Фазы развития суббури

1.2. Микроструктура суббури

1.3. Представления о структуре двойного овала полярных сияний

1.4. Механизмы начала суббури и локализация ее очага

1.5. Диффузное свечение и овал дискретных форм сияний

1.6. Постановка задачи

Глава 2. Методика обработки экспериментальных данных и алгоритмы, разработанные для решения поставленных задач

2.1. Используемые данные

2.2. Система оцифровки телевизионных данных

2.3. Проекция телевизионных данных на карту или на прямоугольную сетку

2.4. Методы расчета скоростей движения авроральных форм по телевизионным данным

2.5. Использование методов повышения качества изображений для обработки авроральных телевизионных данных

2.6. Программное обеспечение, разработанное для обработки экспериментальных данных

Глава 3. Результаты анализа наблюдений диффузного свечения и дискретных форм сияний во время суббури

3.1. Пространственно-временные особенности диффузного свечения на предварительной фазе суббури

3.2. Пульсации в диффузном свечении в экваториальной части аврорального овала

3.3. Морфология двойных брейкапов и динамика дуг

3.4. Корреляция свечения сияний в двойном овале

3.5. Два типа развития сияний во время взрывной фазы суббури 129 Заключение 146 Литература

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Тонкая структура пространственно-временных вариаций полярных сияний во время суббури"

В диссертации представлены результаты исследования тонкой структуры пространственно-временных вариаций диффузных и дискретных форм полярных сияний и их взаимосвязи во время суббури при использовании разработанных соискателем оригинальных алгоритмов и компьютерных программ для обработки телевизионных изображений.

Актуальность проблемы

Магнитосфера Земли представляет собой уникальную природную лабораторию, в которой можно изучать поведение плазмы в различных условиях в присутствии электрических и магнитных полей. Одной из актуальных задач современной физики магнитосферы является построение модели магнитосферной суббури, центральное место в которой занимают механизм начала суббури и его локализация.

В результате проведенных в последние десятилетия исследований магнитосферной суббури появилось немало различных моделей суббури, однако ни одна из них не может объяснить все наблюдаемые во время суббури явления. До сих пор нет единого мнения о том, где локализован источник возмущения, приводящего к началу взрывной фазы суббури и каков сам механизм начала суббури. Для построения модели суббури необходимо исследовать закономерности развития возмущений, пространственные и временные характеристики процессов, происходящих в магнитосфере и ионосфере на разных фазах суббури. Полярные сияния, являясь ионосферным отображением магнитосферных процессов и индикатором вторгающихся частиц, представляют собой наиболее удобный инструмент такого исследования, т.к. позволяют получать информацию в реальном времени на больших пространственных и временных масштабах, что невозможно сделать с помощью спутников.

Наиболее активное развитие сияний во время суббури происходит в области аврорального овала, который, как известно, погружен в диффузное свечение. В настоящее время хорошо изучены характеристики высыпающихся частиц в зоне диффузного свечения, динамика границ диффузного свечения, его связь с электроджетами, однако роль диффузного свечения в развитии суббури практически не ясна, поскольку тонкая структура диффузного свечения не исследовалась из-за отсутствия методов, позволяющих регистрировать незначительные вариации амплитуды и пространственной динамики свечения. В связи с этим многие проблемы геофизики, для решения которых важно учитывать роль диффузного свечения, остались незавершенными. До сих пор не выяснена роль процессов, происходящих в области диффузных сияний на предварительной фазе суббури, для создания условий, приводящих к развитию взрывной фазы, не известна взаимосвязь диффузных сияний и активных дискретных форм во время взрывной фазы. Все еще дискутируется вопрос о том, в какие области магнитосферы проектируются дискретные и диффузные сияния. Не решена также проблема генерации и локализации геомагнитных пульсаций и их связи с авроральными пульсациями, нет единого волнового сценария развития суббури, что необходимо для построения физической модели магнитосферной суббури.

Таким образом, с точки зрения физики магнитосферы, задача исследования пространственно-временных вариаций диффузных и дискретных форм полярных сияний и их взаимосвязи во время суббури является важной и актуальной.

Цель настоящей работы - исследование тонкой пространственно-временной структуры дискретных и диффузных сияний и выявление возможного влияния процессов в диффузных сияниях на последующие активизации дискретных форм. Диссертация посвящена решению этой задачи на основе телевизионных данных о полярных сияниях, зарегистрированных all-sky камерами Кольского полуострова и Скандинавии. В работе также были использованы данные сети магнитометрических станций (IMAGE) и спутниковые данные (POLAR, GOES).

На защиту выносятся:

1. Разработанный соискателем оригинальный метод обработки и повышения разрешающей способности телевизионных изображений полярных сияний, в частности, не имеющий аналогов в мировой практике новый метод фильтрации телевизионных данных, позволяющий исследовать тонкую структуру и динамику субвизуального и визуального диффузного свечения и дискретных авроральных форм.

2. Обнаруженные на предварительной фазе суббури три типа авроральных пульсаций в диффузном свечении авроральной зоны, свидетельствующие о наличии различных типов пульсирующих высыпаний энергичных частиц.

3. Обнаруженный факт существования двойных брейкапов, представляющих собой одновременное распространение сияний к полюсу на разных широтах, но вблизи одного меридиана. Положение о том, что во время интенсивных и длительных возмущений северная и южная области овала полярных сияний попеременно активизируются, что свидетельствует об одновременном существовании связанных между собой источников как внутри магнитосферы, так и в ее хвосте.

4. Экспериментально установленный не известный ранее тип полярной экспансии сияний во время взрывной фазы суббури, в виде расширяющейся к полюсу яркой пятнообразной области в диффузном фоне с меняющейся во времени инфраструктурой. Предположение о том, что этот тип экспансии может быть обусловлен развитием ионно-циклотронной неустойчивости во внутренней магнитосфере на замкнутых силовых линиях.

Научная новизна

Для анализа данных телевизионных наблюдений полярных сияний впервые в мире использованы методы пространственной и временной градиентной фильтрации и улучшения изображений, позволяющие одновременно исследовать тонкую структуру и динамику как визуального и субвизуального диффузного свечения, так и других авроральных форм.

Впервые на предварительной фазе суббури в диффузном свечении экваториапьнее аврорапьного овала выявлены три типа пульсаций светимости, отличающихся периодами и структурой.

Обнаружен факт существования двойных брейкапов, выявлены особенности развития таких брейкапов, для интерпретации наблюдаемого явления предложена схема конфигурации магнитосферы с двумя нейтральными линиями.

При длительных авроральных возмущениях обнаружено два типа корреляции между свечением приполюсной и экваториальной областей аврорапьного овала, свидетельствующих о возможности одновременного существования связанных между собой источников внутри магнитосферы и в ее хвосте.

Во время взрывной фазы суббури обнаружен новый тип экспансии сияний к полюсу в виде быстрого расширения во все стороны яркой диффузной области, имеющей внутреннюю структуру, и показано, что этот тип экспансии может быть обусловлен развитием ионно-циклотронной неустойчивости на замкнутых силовых линиях.

Научная и практическая ценность

1. Применение разработанных соискателем методов фильтрации, позволяющих резко увеличить информативность телевизионных изображений, дающих возможность исследовать тонкую структуру и динамику дискретного и диффузного свечения, может привести к появлению принципиально новых взглядов на авроральную динамику в частности, и на физику магнитосферы в целом. Методы фильтрации могут выявлять тонкие детали, неразличимые на исходных кадрах и кеограммах при их обычном представлении и исправлять многие технические недостатки телевизионной аппаратуры, а также дефекты изображения, возникшие по причине трудных условий наблюдения (туман, облака, городская подсветка и т.д.).

2. Результаты, полученные в диссертационной работе, описывают связь процессов в диффузном свечении с динамикой и тонкой структурой дискретных сияний и могут быть использованы для построения модели магнитосферной суббури, для изучения крупномасштабного строения магнитосферы, а также при исследовании магнитосферно-ионосферных связей.

Реализация работы

Результаты исследований вошли в ряд научных отчетов Полярного геофизического института КНЦ РАН и в отчеты по грантам РФФИ.

Представление результатов и публикации

Результаты исследований, представленных в работе, докладывались на международных конференциях: "Проблемы геокосмоса" (Санкт-Петербург, 1998, 2000, 2002 гг.); European Geophysical Society, Symposium-2001, (GRAZ, April, 2001); COSPAR-ESA Colloquium "Acceleration and heating in the Magnetosphere" (Konstancin-Jeziorna, Poland, 6-10 February 2001); Substorm-5 (St.Petersburg, Russia 16-20 May, 2000); The 28th Annual European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods (Finland, Oulu, 19-24 August 2001); IAGA-99 Conference (Birmingham, July 19-24, 1999); 8th Scientific Assembly of IAGA with ICMA and STP Symposia (Uppsala, 1997); International Symposium in memory of Professor Yuri Galperin "Auroral Phenomena and Solar-Terrestrial Relations", Moscow, 4-7 February, 2003; на ежегодных всероссийских семинарах

Физика авроральных явлений", проводимых в ПГИ (Апатиты, Россия, 19982003 гг.).

По теме диссертации опубликовано 4 статьи в научных рецензируемых журналах, 2 статьи в сборниках трудов международных научных конференций, 2 статьи в сборниках трудов Полярного геофизического института.

Личный вклад соискателя

Соискатель принимал участие во всех этапах представленных в работе исследований, включая постановку задачи, отбор экспериментального материала, написание программ для его обработки, анализ данных, а также интерпретацию полученных материалов.

Результаты, изложенные в диссертации, получены соискателем самостоятельно или на равных правах с соавторами.

Соискатель приносит благодарность своему научному руководителю и всем соавторам за полезное сотрудничество, а также Полярному геофизическому институту Кольского научного центра Российской академии наук за предоставление экспериментальной базы исследований.

Содержание работы

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 160 страниц, включая 39 рисунков, 1 таблицу, библиографию из 128 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Корнилов, Олег Ильич

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Разработан метод быстрой автоматической обработки больших массивов экспериментальных данных оптических наблюдений, особое место в котором занимает пакет программ для фильтрации телевизионных изображений, позволяющей одновременно исследовать тонкую структуру и динамику субвизуального и визуального диффузного свечения и дискретных авроральных форм, что открывает новые перспективы в исследовании магнитосферной суббури.

2. На предварительной фазе суббури впервые обнаружены и исследованы три типа пульсаций в диффузном свечении экваториальнее южной границы аврорального овала, свидетельствующие о наличии различных типов пульсирующих высыпаний энергичных частиц на предварительной фазе: (А) -пульсирующие с периодом ~ 3-10 с. дугоподобные структуры, (В) -авроральные пульсации экваториальной границы диффузного свечения с периодом ~ 30-40 е., (С) - авроральные дугоподобные структуры, появляющиеся с квазипериодом 30-70 с. на экваториальной границе локализованной в диффузном свечении области и движущиеся к полюсу, пульсируя при этом с периодом 30-50 с. Одновременно с этим на приполюсной границе локализованной области появляются структуры с такими же параметрами, дрейфующие к экватору.

3. На взрывной фазе отдельных суббурь впервые обнаружена уникальная динамика развития полярных сияний в виде двойных брейкапов, представляющих собой одновременное распространение дискретных сияний к полюсу вблизи одного меридиана, но в разных широтах, разделенных областью слабого диффузного свечения. Появление двойных брейкапов может быть объяснено в рамках модели импульсного пересоединения с двумя нейтральными линиями в хвосте магнитосферы.

4. Впервые установлено, что при сильных и длительных возмущениях приполюсная (северная) и приэкваториальная (южная) области аврорального овала попеременно активизируются. На временных масштабах порядка повторяемости двойных брейкапов активизации на севере опережают активизации на юге на 5-15 минут, на масштабах 100-200 с. такое опережение составляет 2-8 с. Корреляция между свечением на севере и на юге указывает на то, что между различными областями ночной магнитосферы происходит постоянный обмен энергией. Показано, что обмен энергией осуществляется посредством авроральных волн, генерируемых самими активизациями в сияниях и визуализируемых диффузным свечением. Волны, возникая в одной из областей овала (северной или южной), дрейфуют к его противоположной области и там активизируют сияния.

5. Установлено, что экспансия сияний к полюсу во время взрывной фазы суббури возможна не только в виде наслоения дуг в более высокие широты, как было известно ранее (экспансия первого типа), но и в виде расширяющейся к полюсу яркой пятнообразной области в диффузном фоне с меняющейся во времени инфраструктурой в виде мелкомасштабных пятен и фрагментов деформированных дуг (экспансия второго типа). Показано, что этот тип экспансии может быть связан с развитием ионно-циклотронной неустойчивости во внутренней магнитосфере на замкнутых силовых линиях. Показано, что на предварительной фазе суббури перед экспансией первого типа в диффузном свечении обычно наблюдаются пульсации типа (В) и (С), а перед экспансией второго типа - типа (А), т.е. более короткопериодные.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация посвящена исследованию тонкой структуры пространственно-временных вариаций диффузных и дискретных сияний и их взаимосвязи во время суббури. Целью этих исследований было выявление возможной роли процессов в диффузных сияниях на последующие активизации дискретных форм сияний, что может быть важным для построения целостной физической картины магнитосферной суббури. Полученные в диссертационной работе результаты могут быть полезны при рассмотрении вопросов о том, какова структура магнитосферы, где и как начинается магнитосферная суббуря, как связаны процессы, происходящие в разных областях магнитосферы во время суббури, а также использоваться для построения сценария волновых процессов в магнитосферной плазме.

Обнаружение и исследование двойных брейкапов и двух типов экспансии сияний к полюсу может быть рассмотрено как экспериментальное подтверждение многообразия авроральной активности и правомерности двух классов моделей, касающихся механизмов начала взрывной фазы суббури и локализации ее очага (суббуря начинается в хвосте, а затем распространяется к Земле, и наоборот, начало суббури может быть связано как с развитием неустойчивостей в плазме, например, ионно-циклотронной, так и с пересоединением магнитных силовых линий, которое может наблюдаться как в хвосте магнитосферы, так и в ближней к Земле части плазменного слоя).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Корнилов, Олег Ильич, Санкт-Петербург

1. Алексеев В.Н., Величко В.А., Надубович Ю.А. Исследование высот свечения и положения южной границы фонового излучения 6300 А. Физика верхней атмосферы высоких широт, Якутск: изд., ЯФ СО АН СССР, 1975, Вып.З, 124-133.

2. Белякова С.И., Зайцева С.А., Пудовкин М.И. Развитие полярной бури. Геомагнетизм и аэрономия, 1968, Т. 8, N 4, 712-718.

3. Гультяев A. MatLab 5.2. Практическое пособие, Санкт-Петербург, Корона принт., 1999.

4. Дзюбенко Н.И. Геомагнетизм и аэрономия, 1965, Т. 5,360-363.

5. Зайцева С.А., Пудовкин М.И., Кузнецов В.М. Динамика сияний и токов в ходе развития суббури. В кн.: Геомагнитные исследования, 1976, N 18, 73-77.

6. Ивлиев Д. Я., Пудовкин М.И., Зайцева С.А. Развитие элементарного магнитного возмущения. Геомагнетизм и аэрономия, 1970, Т. 10,300-304.

7. Исаев С.И., Пудовкин М.И. Полярные сияния и процессы в магнитосфере Земли. Д., Наука, 1972, 244, 8.

8. Корнилов И.А., Корнилова Т.А., Корнилов О.И., Турунен Т, Култима И., Маннинен Ю. Связь ОНЧ-излучений с брейкапами разной интенсивности. Геомагнетизм и аэрономия, 1999, Т. 39, N 6, 33-38.

9. Корнилов И.А., Корнилов О.И. Использование методов улучшения изображений для обработки авроральных телевизионных данных. Техника иметодика геофизического эксперимента. Сборник научных трудов Полярного геофизического института КНЦ, Апатиты, 2003, 86-91.

10. Корнилова Т.А., Пудовкин М.И., Старков Г.В. Затухание сияний перед брейкапом. Геомагнетизм и аэрономия, 1990, Т. 29, N 3, 503-506.

11. Корнилова Т.А., Пудовкин М.И., Старков Г.В. Тонкая структура сияний вблизи полярной границы авроральной выпуклости в фазу брейкапа. Геомагнетизм и аэрономия, 1990, Т. 30, N 2,250-254.

12. Корнилова Т.А., Корнилов И.А., Пудовкин М.И, Кайла К., Култима Й., Маннинен Ю. Распространение сияний к полюсу во время взрывной фазы суббури. Геомагнетизм и аэрономия, 1998, Т. 38, N 1, 51-60.

13. Корнилова Т.А., Пудовкин М.И., Корнилов И.А., Старков Г.В., Корнилов О.И. Динамика авроральных дуг во время двойных брейкапов. Геомагнетизм и аэрономия, 2001, Т. 41, N 3, 347-354.

14. Корнилова Т.А., Корнилов И.А., Пудовкин М.И., Корнилов О.И. Два типа развития сияний во время взрывной фазы суббури. Геомагнетизм и аэрономия, 2003, T.43.N 1,40-49.

15. Лазутин Л.Л. Структура авроральной магнитосферы и взрывные процессы магнитосферной суббури. Физика околоземного космического пространства, Апатиты, 2000,145-192.

16. Магнитосферно-ионосферная физика. Под редакцией Мальцева Ю.П., Сиб., Наука, 1993,195.

17. Пономарев Е.А. Механизмы магнитосферной суббури, М. Наука, 1985,159с.

18. Пудовкин М.И., Исаев С.И., Зайцева С.А. Влияние DR-токов на структуру зоны сияний. Морфология и физика полярной ионосферы, Л., "Наука", 1971,33.

19. Пудовкин М.И., Козелов В.П., Лазутин Л.Л., Трошичев О.А., Чертков А.Д. Физические основы прогнозирования магнитосферных возмущений, Л:, Наука, 1977,312 с.

20. Пудовкин М.И., Семенов B.C. Теория пересоединения и взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли. М.:, Наука, 1985, 125 с.

21. Пудовкин М.И., Зайцева С.А., Корнилова Т.А., Пеллинен Р.И. Динамика полярных сияний вблизи экваториальной кромки авроральной зоны. Геомагнетизм и аэрономия, 1995, Т. 35, N 3,47-54.

22. Пульсирующие потоки частиц в магнитосфере и ионосфере, под редакцией Г.В.Старкова, JI., Наука, 1978, 240 с.

23. Распопов О.М., Клейменова Н.Г. Возмущения электромагнитного поля Земли, Изд. ЛГУ, Л., 1977, 144 с.

24. Ролдугин В.К. Пульсирующие сияния и их связь с другими геофизическими явлениями. Автореферат. Дисс. М., ИКИ АН СССР, 1970.

25. Ролдугин В.К. Пульсирующие сияния типа Pil. В кн.: Высокоширотные геофизические явления, Л., 1974, 224-232.

26. Сергеев В.А., Яхнин А.Г. Особенности развития авроральной выпуклости во время взрывной фазы суббури и модель магнитосферной микросуббури. Physica Solari-terrestris, Potsdam, 1978, N 7,23-46.

27. Сергеев В.А., Цыганенко Н.А. Магнитосфера Земли, М:, Наука, 1980,173 с.

28. Соловьев С.И. Геомагнитные пульсации и тонкая структура магнитосферных возмущений. Докторская диссертация, 1996, 354 с.

29. Старков Г.В., Фельдштейн Я.И. Суббуря в полярных сияниях. Геомагнетизм и аэрономия, 1971, Т 11, N 3, 560-562.

30. Старков Г.В., Фельдштейн Я.И., Шевнина Н.Ф. Динамика форм полярных сияний при развитии авроральной суббури. В кн: Морфология и физика полярной ионосферы, Изд: Наука, 1971а, 53-67.

31. Тайц A.M., А.А.Тайц, Самоучитель Adobe Photoshop-6. Санкт-Петербург, БХВ-Петербург, 2001, 608 с.

32. Федорова Н.И., Цирс В.Е., Лазутин Л.Л. Импульсные усиления яркости протонных сияний перед активной фазой суббури. Геомагнетизм и аэрономия, 1988, Т. 28, N 1,87-91.

33. Фу КС., Р.К.Гонсалес, К.С.Г.Ли. Робототехника. Москва, 1989, 622 с.

34. Черноус С.А. Особенности планетарного распределения пульсирующих сияний. Тезисы докл. Международного симпозиума «Геомагнитный меридиан», Л., 1976, 59.

35. Akasofii S.-I. The development of the auroral substorm. Planet. Space Sci., 1964, V.12, N3,273-282.

36. Akasofu S.-I. Polar and magnetospheric substorms. Dordrecht, Holland, 1968, 328 p.

37. Akasofu S.-I. Physics of magnetospheric substorms. Dordrecht, D. Riedel, 1977, 713 p.

38. Angelopoulos V et at. Statistical characteristics of bursty bulk flow events. J. Geophys. Res., 1994,99, 21, 257.

39. Aubry M.P., Russell C.T., Kivelson M.G. On inward motion on the magnetopause preceding a substorm. Journ. Geophys. Res., 1970, V.75, 7018-7031.

40. Baumjohann W. The near-Earth plasma sheet: an АМРТЕЛ11М perspective. Space Sci. Rev., 1993, 64, 141.

41. Baker, D.N., T.I. Pulkkinen, R.L.McPherron et al., CDAW 9 analysis of magnetospheric events on May 2, 1986: Event C. J.Geophys.Res., 1993, 98, 3815.

42. Elphinstone R.D., Hearn D.J. Mapping of the auroral distribution during quiet time and substorm recovery. Proc. 1st Intern. Conf. on Substorms, Kiruna, Sweden, 23-27 March, 13,1992.

43. Elphinstone R.D., Murphree J.S., Hearn D.J. et al. The double oval UV auroral distribution. 1. Implication for the mapping of auroral arcs. J. Geophys. Res., 1995, V.100, N 7A, 12075.

44. Elphinstone R.D., Murphree J.S., Cogger L.L. What is a global auroral substorm? Rev. of Geophysics, 1996, V.34,N2, 169-232.

45. Fasel G.J. Dayside poleward moving auroral forms: A statistical study. J. Geophys, Res., 1995, 100,11891.

46. Feldstein Y.I. Auroras and associated phenomena. In: Solar terrestrial physics. Ed. E.R. Dyer.Dordrecht, Holland, 1972,152.

47. Feldstein Y.I., Galperin Yu.I. The auroral luminosity structure in the high-latitude upper atmosphere: Its dynamics and relationship to the large-scale structure of the Earth's magnetosphere. Rev. of Geophys., 1985, V.23, N3,217-275.

48. Feldstein Ya.I., Galperin Yu.I. Structure of the aurora precipitations in the nightside sector of the magnetosphere. Cosmic research, 1996, V.34. 227.

49. Garnett D.A., Frank L.A. Observed relationships between electric fields and auroral particle precipitation. Journ. Geophys.Res., 1973, V.78, 145-170.

50. Gary S.P., Anderson B.J., Denton R.E. et al. A limited clousure relation for anisotropoc plasmas from the Earth's magnetosheath. Phys.Plasmas, 1994, V.l. N 5, 1676-1683.

51. Gustavsson B. Three Dimensional Imaging of Aurora and Airglow, Ph.D. thesis, Swedish Institute of Space Physics, Kiruna, Sweden, (IRF Scientic Report 267), ISBN: 91-7191-878-7, 2000.

52. Haerendel G. Disruption, ballooning or auroral avalanche: on the cause of substorm. Proc. of the 1st Intern. Conf. On Substorms (ICS-1), Kiruna, Sweeden, ESP SP-335,1992, 417.

53. Hargreaves J.K., Chivers H.J.A., Axford W.I. The development of the substorm in the auroral radio absorption. Planet. Space Sci., 1975, V.23, 905-911.

54. Hirasawa Т., Kaminuma К. Space-time variation of aurora and geomagnetic distrurbances. Aurora observations at Syowa station in Antarctica 1967-1968 JARE Sci. Rep.,. Dep of Polar research,Tokyo, Japan, 1970, Ser.A, N 8, P. 1-29.

55. Hones E. W., Jr., Plasma sheet behavior during substorm. In Magnetic Reconnection in Space and Laboratory Plasmas, American Geophys. Union, Washington, D.C., 1984, 386-398.

56. L User's Guide. Research Systems, Inc. Boulder, Colorado, 1995.1.jima Т., Nagata T. Signatures for substorms development of the growth phase and expasion phase. Planet. Space Sci., 1972, V.20, 1095-1112.

57. Kan J.R., Sun W. Substorm expansive phase caused by an intense localized convection imposed on the ionosphere. J. Geophys. Res., 1996, 101,27271.

58. Kamide Y., Akasofu S.-I., Rieger E.P. Coexistence of two substorms in the midnight sector. Journ. Geophys. Res., 1977, V. 82, N 10, 1620.

59. Kornilov I.A., Kornilov O.I. Computer-based equipment for TV, VLF, magnetic and other videotape recorded data processing. Instruments and methods of geophysical experiment, Edited in PGI, Apatity, 1997, 91-96.

60. Kornilov I.A. Some methods of TV data processing. Abstracts of the XXII Annual Apatity Seminar "Physics of auroral phenomema ", Apatity, 23-26 March 1999, 1999,49.

61. Kornilov O., Pudovkin M. Velocities of auroral forms and processes in the magnetosphere. Abstracts of IAGA 99 conference. Birmingham, July 19-24, week A.- GA3.06/L/05-A3.- P.A.335, 1999a.

62. Kornilov O.I., Pudovkin M.I. Auroral TV data dynamics and vorticity. Тезисы докладов XXIII ежегодного Апатитского семинара, 14-17 марта 2000 г. Препринт ПГИ 00-01-108,2000а, 16.

63. Kornilova Т., Pudovkin M, Kornilov I., Starkov G., Kornilov O. Double breakups. Abstracts of 8th Scientific Assembly of IAGA with ICMA and STP Symposia, Uppsala, 1997,280.

64. Kornilova T. A., Kornilov I.A., Pudovkin M.I., Kornilov O. Two types of auroral breakups. Proc. of International Conference on Substorm-5, St.Petersburg, Russia, 16-20 May, 2000,307-310.

65. Kornilova T.A., Kornilov I.A., Kornilov O.I. Auroral pulsations at the southern boundary of diffuse luminosity during substorm. Book of Abstracts of International Conference Geocosmos-2002, S.Petersburg, 3-7 June, 2002, 2002, 72.

66. Manning C.E., Block Matching Algorithms for Motion Compensated Video Compression, Master's thesis, 1996.

67. McPherron R.L. Growth phase of magnetospheric substorms. J. Geophys. Res., 1970, V.75, 5592, 5599.

68. McPherron R.L, Russel C.T., Kivelson M.G., Coleman P.J. Substorm in space: the correlation between ground and satellite observations of the magnetic field. Radio Sci., 1973, N8, 1059-1076.

69. McPherron R.L. Magnetospheric substorms. Rev. Geophys. Space Phys., 1979, V.17, N 4, 657.

70. Meng C.-I. Simultaneous observations of low-energy electron precipitation and evening sector by the DMSP 32 satellite. Journ. Geophys.Res., 1976, V. 81, 27712785.

71. Morozumi H.M. Auroral-zone geophysical events and their relationship to the magnetosphere. Proc. symp. Pacific Antarctic sci., Special issue, 1967, N 1, 53-64.

72. Mozer F.S. Origin and effects of elctric fields during isolated magnetospheric substorms, J. Geophys. Res., 1971, V.76,7595-7608.

73. Nagai Т., Machda T. Magnetic reconnection in the near-earth tail. New Perspectives of the Earth Magnetotail, ed. by A.Nishida and D.N. Baker, Washington AGU, 1977.

74. Nakamura R., Oguti Т., Kokubun S. Equatorward and poleward expansion of the auroras during auroral substorms. J. Geophys.Res., 1993, V.89, N 4A, 5743.

75. Nakamura R., Baker D.N., Yamamoto Т., Belian R.D., Bering I E.A., Benbrook J.R., Theall J.R. Particale and field signatures during pseudobreakup and major expansion onset. Journ. Geophys. Res., 1994, V.99, N Al, 207-221.

76. Newell P.T., Sergeev V.A., Bikkuzina G.R., Wing S. Characterizing the state of the magnetosphere: testing the ion precipitation maxima latitude (b2i) and the ion isotropy boundary. J. Geophys. Res., 1998, V. 103,4739.

77. Nishida A., Hones E.W., Jr.Association of plasma sheet thinnig with neutral line formation in the magnetotail. J. Geophys.Res., 1974, V.79, 535-547.

78. Oguti Т., Watanabe T. Quasi-periodic poleward propagation of on-off switching aurora and associated geomagnetic pulsations in the dawn J.Atmos. Terr.Phys., 1976, V.38,543-551.

79. Ohtani S., Anderson B.J., Sibeck D.G. et al. A multisatellite study of a pseudo-substorm onset in the near-Earth magnetotail. J. Geophys. Res., 1993.V.98, N 19, 355.

80. Pedersen A., Escoubet C.P. Substorm electric field measurements: interpretation and lack of interpretations. Proc. of the 2nd Intern. Conf on Substorms (ICS-2), Fairbanks, Alaska, USA, 7-11 March, 1994, 65.

81. Pellinen R.J., Pulkkinen T.I., Huuskonen A., Glassmeier H.K. On the dynamical development of the downward field-aligned current in the substorm current wedge. J.Geophys. Res., 1995, V.100, N A8, 14863-14873.

82. Pudovkin M.I., Isaev S.I., Zaitseva S.A. Development of magnetic storms and the state of the magnetosphere according to the data of groud-base observations. Ann. Geophys., 1970, N 3,761-770.

83. Stockholm, Sweden, The International Society for Optical Engineering, ISBN 08194-3202-4, 1998.

84. Pulkkinen T.I., Baker D.N., Frank L.A. et al. Two substorm intensifications compared: Onset, expansion and global consequences. J. Geophys. Res., 1998, V.103, N A, 15-27.

85. Pytte Т., Trefall H. Auroral-zone electron precipitation events observed before and at the onset of negative magnetic bays. Journ. Atmosph. Phys., 1972., V.34, 315337.

86. Roux A., Perreault P., Robert P et al. Plasma sheet instability related to the westward travelling surge. J.Geophys.Res., 1991,96, 17697.

87. Sergeev V.A. On the longitudinal localization of the substorm active region andiits changes during the substorm. Planet. Space Sci., 1974, 22, 1341-1343.

88. Г Sergeev V.A. The discrete activations of the magnetosphere during the substormexplosive phase. Paper presented at Solar Terrestrial Physics Symposium, Sant Paulo, Brazil, 1974a.

89. Sergeev V.A., Yahnin A.G. The features of auroral bulge expansion. Planet. Space Sci., 1979, V.27,N 12, 1429.

90. Sergeev V.A., Yahnin A.G., Rakhmatulin R.A., Solovjev S.I., Mozer F.S., Williams D.J., Russell C.T. Permanent flare activity in the magnetosphere during periods of low magnetic activity in the auroral zone. Planet. Space Sci., 1986, V. 34, 1169.

91. Sergeev V.A. Tail aurora direct relationship substorm. Proc. 1st Intern. Conf. on Substorms, Kiruna, Sweden, 23 - 27 March 1992, 1992, 277.

92. Sergeev V.A., Pulkkinen T.I., Pellinen R.J. Coupled-mode scenario for the magnetospheric dynamics. J. Geophys. Res., 1996, V.101, N A6, 13047.

93. Shiokawa К., Baumjohann W., Haerendel G. Braking of high-speed flows in the near-Earth tail. Geophys.Res.Lett., 1997, 24, 1179.

94. Steen A. An Auroral Large Imaging System in Northern Scandinavia, in Proc. 9th Symposium on European rocket and ballon programmes and related research, Lahnstein, FRG, 299-303, European Space Agency, ESA SP-291, 1989.

95. Steen A. ed., Auroral Tomography workshop proceedings, IRF Scientic Report 213, Swedish Institute of Space Physics, ISSN 0284-1703, 1993.

96. Steen A., Brandstrom U., Gustavsson В., Aso Т., Ejiri M., Pudovkin M., Kornilov O. Auroral processes studied by ALIS. Abstracts of IAGA 99 conference, Birmingham, July 19-24, week A.- GA3.06/W/34-A3.- P.A.334, 1999.

97. Syrjasuo M.T. All-sky camera. Master's-thesis, Helsinki Univ. of Technology, 1996.

98. Tagirov V.R. Auroral torch structures: results of optical observations. J. Atmosph. Terrestr. Physics., 1993, 55, 1775-1787.

99. Thomas I.L., Scourfield M.W., Parsons N.R. Classification of optical aurora pulsations. Can. J. Phys., 1973, 51, N 20,2209-2215.

100. Trondsen T.S. High spatial and temporal resolution auroral imaging, Ph.D.thesis, University of Tromso, 1998.

101. Troshichev O.A., Kuznetsov B.M., Pudovkin M.I. Current systems of the magnetic substorm growth and expansive phase. Planet. Space Sci., 1974, V.22, p.1403-1412.

102. Tsurutani В., Bogott F. Onset of magnetospheric substorms. J. Geophys. Res., 1972, V. 77, 4677-4681.

103. Valchuck Т.Е., Galperin Yu.I. et al. Diffuse auroral zone. IV. Latitudinal picture of auroral particles precipitation into the ionosphere and the plasma sheet structure in the magnetotail. Cosmic investigations, 1979, V.17, N 4, 559-579.

104. Vorobjev V.G., Gromova L.I., Rezhenov B.V. et al. Variations of location of plasma penetration boundary and auroral luminosity in the night sector. Geomagnetism & Aeronomy, 2000, V. 40. N 3, 79-85.

105. Yahnin A.G., et al. Substorm time sequence and microstructure on 11 November 1976. J. Geophys. Res., 1983, V.51, 82.

106. Yahnin A.G., Sergeev V.A., Gvozdevsky B.B., Vennerstrom S. Magnetospheric source region of discrete auroras inferred from their relationship with isotropy boundaries of energetic particles. Ann. Geophys., V. 15,943-958, 1997.

107. Yahnina T.A., YahninA.G., Kangas J., Manninen J. Proton precipitation related to Pel pulsations. Geophys. Res. Lett., V.27, N 21, 3575-3578, 2000.

108. Yamamoto Т., Oguti T. Reccurent fast motion of pulsating aurora patches, 1, A case study on potical and quantitative characteristics during a slightly active period. J. Geophys. Res., V. 87, 7603-7614, 1982.

109. Yamamoto Т., Makita K., Meng C.-I. A particle simulation of large-amplitude undulations on the evening diffuse auroral boundary. J.Geophys.Res., 1991, V.96, N A2, 1439-1449.

110. Wiens R.G., Rostoker G. Characteristics of the development of the westward electrojet during the expansive phase of magnetospheric substorm, J. Geophys. Res., 1974, V.16,2109-2128.

111. Winningham J.D., Yasuhara F., Akasofu S.-I., Heikkila W.J. The latitudinal morphology of 10 eV to 10 KeV electron fluxes during magnetically quiet and disturbed times in the 2100-0300 MLT sector. J.Geophys.Res., 1975, V. 80, 31483171.