In the accompanying Papers 1 and 2 was fulfilled timing of the 20.11.05 super-storm. Were detected 4 various types of the magnetospheric disturbances observable at southward IMF, and presented a new model of the field-aligned currents density spatial distribution in the polar ionosphere. In this paper are described the ionospheric convection systems, characteristic for the above various types. Are mentioned the mesoscale spatial inhomogeneities, which are observed more or less regularly but have not been mentioned in the past literature.

Analysis of the global magnetosphere-ionosphere response to solar wind dynamic pressure variations under the negative IMF Bz has been performed. It is shown that an increase in the dynamic pressure leads to a double response of the ionospheric currents and aurora, i.e. simultaneously (within the accuracy of 1 min) and ~5-7 min afterward. Thereby, the eastward and westward convective electrojets are enhanced in the evening and morning sectors respectively, followed by the intensification of the westward current in the near midnight and evening sectors. The intensification of the electrojets is followed by extension of the diffuse precipitation zone and its high latitude boundary movement to the pole and to the east in the midnight-to-morning sector. In our case, no poleward or westward extension of aurora before midnight is observed. The disturbance triggered by a dynamic pressure increase may be considered as a convection disturbance associated with reconstruction of the DP2 current system.

Исследуется временной профиль изотропной интенсивности, компонент векторной и тензорной анизотропии космических лучей (КЛ) в периоды пересечений Землей нейтральной поверхности межпланетного магнитного поля (ММП) в 23-24 циклах солнечной активности. Для определения момента пересечения используется синоптическая карта обсерватории Вилкокса и данные о напряженности ММП. Из дальнейшего анализа исключены периоды Форбуш понижений и наземных возрастаний солнечных КЛ. События анализируются для эпох с положительной и отрицательной полярностями общего магнитного поля Солнца. А также внутри каждой эпохи отдельно выделены переходы от сектора с положительным знаком к сектору с отрицательным знаком и, наоборот, переход от отрицательного знака к положительному. Всего отобрано 213 событий пересечений. Для каждого события с помощью метода глобальной съемки были получены первые две сферические гармоники углового распределения КЛ. Среднее число станций, данные которых использованы в каждом событии, составило в среднем 32. В результате анализа данных полученных вышеуказанными методами показано, что временное изменение изотропной компоненты вызвано возникновением магнитной пробки. Впервые надежно выделены зональные гармоники, доказано существование в области малой энергии антисимметричной суточной вариации КЛ, ориентированной вдоль ММП. Приведено сравнение с ранее полученными результатами.
We analyze time profiles of isotropic intensity, components of vector and tensor anisotropies of cosmic rays (CR) when Earth crosses the neutral sheet of the interplanetary magnetic field (IMF) in solar activity cycles 23-24. The moments of the crossings are determined from Wilcox Observatory synoptic charts and IMF data. Periods of Forbush decreases and ground level enhancements are excluded from the analysis. The events are analyzed for the epochs of positive and negative signs of the Sun’s general magnetic field. During each epoch, the crossings from the positive sector to the negative one and vice versa are separated. In total, 213 crossing events have been selected. The first two spherical harmonics of the angular CR-distribution are obtained using the global survey method. In each case, the average number of stations is equal to 32. The analysis shows that the temporal change of the isotropic component is caused by a magnetic mirror. For the first time, the zonal harmonics are reliably distinguished, and the existence of the antisymmetric diurnal CR-variation in a low energy range, which is oriented along IMF, is recognized. We compare our results with those obtained earlier.

Впервые произведено разложение наблюдаемой анизотропии космических лучей на зональные гармоники и компоненты векторной и тензорной анизотропии. Рассмотрены события форбуш-понижений космических лучей, произошедших в ноябре 2001 г и ноябре 2004 г. Показано, что в начале форбуш-понижения преобладает конвекционный ток космических лучей, направленный от Солнца, а в период восстановления интенсивности - диффузионный ток частиц вдоль межпланетного магнитного поля в сторону Солнца. На фазах спада интенсивности космических лучей наблюдается кратковременное уменьшение величины второй зональной гармоники, которое совпадает с резкими скачками напряженности межпланетного магнитного поля и скорости солнечного ветра. Во время прохождения крупномасштабных возмущений солнечного ветра тензорная анизотропия ведет себя сложным образом, для объяснения ее поведения требуется дальнейшее детальное исследование.
The observable anisotropy of cosmic rays has first been decomposed into zonal harmonics and components of vector and tensor anisotropy. We examine Forbush decreases in cosmic rays that occurred in November 2001 and November 2004. It is shown that at the beginning of a Forbush decrease an antisunward convective current of cosmic rays predominates; and during the recovery phase, a sunward diffusive current of particles along the interplanetary magnetic field dominates. During the phase of intensity drop, short-time decreases in the second zonal harmonic take place. These decreases occur with abrupt changes of the interplanetary magnetic field intensity and solar wind speed. During the passage of large-scale solar wind disturbances, the tensor anisotropy behaves in a complicated way. To explain its behavior, a further detailed investigation is required.

The spatial evolution of vortex-like flow structures induced by a negative sudden impulse (SI-) is studied on the basis of SuperDARN King Salmon HF radar (KSR) with other ground and satellite data. A large dip in the solar wind density induced a fairly large SI- with a SYM-H amplitude of ~40 nT. The SI-induced ionospheric flow signatures in the evening sector (MLT ~ 19 h) were observed by KSR as a westward flow associated with the preliminary impulse (PI) followed by a more intense eastward flow with the main impulse (MI) in the sub-auroral region on the magnetic latitude ~60-70 deg, consistent with the local ground magnetic field observations. Following the first PI-MI flow sequence, KSR saw a second and possibly third sequence of flow variation which were much smaller in flow amplitude than the first pair but showed qualitatively very similar flow variations and latitudinal/longitudinal propagation characterististics/ These observations can be interpreted as aftershocks of the first PI-MI; the same sequence of vortices and field-aligned currents were generated and then drifted anti-sunward with the same mechanism, namely the pumping motion of dayside magnetosphere. These results are qualitatively consistent with predictions suggested by recent numerical simulations.