This paper uses the plasma data from Cluster and TC-1 and geomagnetic data to study the geomagnetic signatures of current wedge produced by fast-flow braking in the plasma sheet. The three fast flows studied here occurred in a very quiet background and were accompanied by no (or weak) particle injections, thus avoiding the influences from other disturbances. All the geomagnetic signatures of a substorm current wedge can be found in geomagnetic signatures of a current system produced by the braking of fast flows, indicating that the fast flows can produce a complete current wedge which contains postmidnight downward and premidnight upward field-aligned currents, as well as a westward electrojet. The Pi2 precursors exist not only at high latitudes but also at midlatitudes. The starting times of midlatitude Pi2 precursors can be identified more precisely than those of high-latitude Pi2 precursors, providing a possible method to determine the starting time of fast flows in their source regions. The AL drop that a bursty bulk flow produces is proportional to its velocity and duration. In three cases, the AL drops are 200 nT, whether a substorm can be triggered depends mainly on the conditions of the braking regions before fast flows. The observations of solar wind before the three fast flows suggest that it is difficult for the fast flows to trigger a substorm when the interplanetary magnetic field Bz of solar wind is weakly southward.

Geomagnetic signatures of current wedge produced by fast flows in a plasma sheet / Jin-Bin Cao, Chunxiao Yan, Malcolm Dunlop, Henri Reme, Iannis Dandouras, Tielong Zhang, Dongmei Yang, Alexey Moiseyev, Stepan I. Solovyev, Z. Q. Wang, A. Leonoviche, N. Zolotukhina, and V. Mishin // Journal of Geophysical Research: Space Physics. – 1978. – 2010 (August), vol. 115, N 8. – P. A08205.

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.

Evolution of negative SI-induced ionospheric flows observed by SuperDARN King Salmon HF radar / T. Hori, A. Shinbori, N. Nishitani, T. Kikuchi, S. Fujita, T. Nagatsuma, O. Troshichev, K. Yumoto, A. Moiseyev, and K. Seki // Journal of Geophysical Research: Space Physics. – 1978. – 2012 (December), vol. 117, N 12. – P. A12223.
DOI: 10.1029/2012JA018093

Особенности генерации геомагнитных пульсаций во время внезапного начала магнитной бури 4 августа 2010 г. / А. В. Моисеев, В. А. Муллаяров, С. Н. Самсонов, А. Ду // Физика окружающей среды : материалы Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 50-летию первого полета человека в космос и 75-летию регулярных исследований ионосферы в России, г. Томск, 27 июня - 1 июля 2011 г. – Томск : ТГУ, 2011. – С. 68-72.

По данным наземных и спутниковых наблюдений рассматриваются квазипериодические изменения геомагнитного поля и параметров плазмы в диапазоне Pc 5 пульсаций, последовавшие сразу после взаимодействия межпланетной ударной волны (МУВ) с земной магнитосферой в событии 24.04.2009 в 00:53 UT. Пульсации были локализованы на широтах 66-74° в полуденном (11 MLT) и вечернем (20 MLT) секторах. Анализ годографов изменений геомагнитного поля как по спутниковым, так и наземным наблюдениям показал наличие вихревых возмущений. В данном событии фронт МУВ в межпланетной среде и фронт волны сжатия в магнитосфере имели наклон в плоскости ZGSM=0, угол наклона составлял 14° в межпланетной среде и 34° в магнитосфере. Положение вихревых возмущений в магнитосфере на разном радиальном расстоянии: X~5.5 Re в полуденном и X~-6.3÷-7.3 Re в вечернем секторе, согласуется с наклоном фронта. По спутниковым наблюдениям максимальная интенсивность волновых возмущений в обоих секторах регистрировалась в тороидальной компоненте, что соответствовало резонансному механизму возбуждения этих возмущений. Анализ распределения скоростей течения плазмы и распространения фронта волны сжатия в магнитосфере показал, что вихревые возмущения наблюдались в областях, где скорости течения плазмы и распространения фронта значительно различались по величине.
Quasi-periodic changes of the geomagnetic field and plasma parameters in the range of Pc 5 pulsations, which occurred immediately after the interaction of interplanetary shock (IPS) with Earth’s magnetosphere in the event of April 24, 2009 at 00:53 UT are examined using ground and satellite observations. The pulsations were localized at latitudes 66-74° in the noon (11 MLT) and evening (20 MLT) sectors. The analysis of hodographs of the geomagnetic field changes both from satellite and ground observations has shown the presence of vortical disturbances. In this event, both the IPS front in the interplanetary medium and the compression wave front in the magnetosphere had a slope in the ZGSM=0 plane; the inclination angle was 14° in the interplanetary medium and 34° in the magnetosphere. The location of the vortical disturbances in the magnetosphere at different radial distances, i.e. X ~5.5 Re in the noon sector and X ~-6.3 ÷-7.3 Re in the evening sector, is in agreement with the front inclination. As inferred from satellite observations, the maximum intensity of wave disturbances in both the sectors was registered in the toroidal component of the magnetic field. This suggests the resonant mechanism of excitation of these disturbances. The analysis of distribution of velocities of plasma flow and compression wave front propagation in the magnetosphere’s equatorial plane has revealed that the vortical disturbances occurred in regions where these velocities were noticeably different in magnitude.

Features of formation of small-scale wave disturbances during a sudden magnetosphereic compression = Особенности формирования мелкомасштабных волновых возмущений во время резкого сжатия магнитосферы / A. Moiseev, D. Baihsev, V. Mishin, T. Uozumi, A. Yoshikawa, A. Du // Солнечно-земная физика = Solar-Terrestrial Physics. – 2017, т. 3, N 2 : 13-я российско-китайская конференция по космической погоде. – С. 36-44.
DOI: 10.12737/22606

Якутская меридиональная цепочка (ЯМЦ) ИКФИА СО РАН, расположенная вдоль 190° магнитного меридиана, оснащена геофизическими и радиофизическими инструментами для мониторинга космической погоды на северо-востоке России. ЯМЦ включает четыре основные станции в Якутске, Тикси, Жиганске и Маймаге, и шесть дополнительных наблюдательных пунктов в Нерюнгри, Зырянке, Кыстатыам, Джарджане, Чокурдахе и на о. Котельный. Она обеспечивает непрерывный мониторинг околоземного космического пространства с целью получения данных о вариациях магнитного поля, космического радиошума, ОНЧ эмиссий и ионосферных параметров в сложной системе верхняя атмосфера-ионосфера-магнитосфера. Дополнительно проводятся долговременные экспериментальные исследования влияния эффектов космической погоды на здоровье человека в Тикси и Якутске. В статье описывается меридиональная цепочка инструментов на субавроральных и авроральных широтах и дается краткий обзор научных результатов мониторинга и исследования эффектов космической погоды в Якутии. Также сообщается об участии ИКФИА СО РАН в международных проектах (Intermagnet, MAGDAS, GIRO).

Monitoring and investigating space weather effects with meridional chain of instruments in Yakutia: a brief overview = Мониторинг и исследование эффектов космической погоды с помощью меридиональной цепочки инструментов в Якутии: краткий обзор / D. G. Baihsev, S. N. Samsonov, A. V. Moiseev, R. N. Boroyev, A. E. Stepanov, V. I. Kozlov, A. A. Korsakov, A. A. Toropov, A. Yoshikawa, K. Yumoto // Солнечно-земная физика = Solar-Terrestrial Physics. – 2017, т. 3, N 2 : 13-я российско-китайская конференция по космической погоде. – С. 27-35.
DOI: 10.12737/22607

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.

Investigating tensor anisotropy of cosmic rays during large-scale solar wind disturbances = Исследование тензорной анизотропии космических лучей во время крупномасштабных возмущений солнечного ветра / P. Yu. Gololobov, P. A. Krivoshapkin, G. F. Krymsky, V. G. Grigoryev, S. K. Gerasimova // Солнечно-земная физика = Solar-Terrestrial Physics. – 2017, т. 3, N 2 : 13-я российско-китайская конференция по космической погоде. – С. 22-26.
DOI: 10.12737/22604

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.

Distribution of tensor anisotropy of cosmic rays near the neutral current sheet = Распределение тензорной анизотропии космических лучей в окрестности токового слоя / P. Yu. Gololobov, P. A. Krivoshapkin, G. F. Krymsky, V.G. Grigoryev, S. K. Gerasimova // Солнечно-земная физика = Solar-Terrestrial Physics. – 2017, т. 3, N 2 : 13-я российско-китайская конференция по космической погоде. – С. 18-21.
DOI: 10.12737/22603

Особенности одновременной генерации внезапного импульса и движущихся вихрей конвекции в событии 24 апреля 2009 г. / А. В. Моисеев, С. И. Соловьев, В. А. Муллаяров, С. Н. Самсонов, В. И. Попов, А. Ду // Физика окружающей среды : материалы VIII Международной школы молодых ученых. – Томск : ТГУ, 2010. – С. 119-122.