V.A. Velichko, R.N. Boroev, D.G. Baishev

The analysis of data obtained with the scanning photometer at Tixie Bay and world station net geomagnetic field variations in 1991 and 1996 has been carried out. It is shown that subvisual inhomogeneities in the 557.7 nm emission are observed equatorward of the low-latitude boundary of 630.0 nm auroral diffuse luminosity. The inhomogeneity drift to the south with velocities from several tens of meters to about 0.1-0.2 km/s is found. Accordingly, dynamical changes are occured several hours or several tens of minutes before the onset of substorm disturbance center formation in the aurora zone. On the subvisual structure drift, the electric field intensity of magnetospheric convection percolating through the inner boundary of plasma layer into the low-latitude region before the onset and during the substorm growth phase has been estimated.

This work was support Russian Fundamental Research Fund, grants N 95-05-14329, N 95-05-16682

I.B. Ievenko, V.L. Khalipov, V.N. Alexeyev, A.E. Stepanov

Results of the study of the subauroral luminosity dynamics and ionization at the heights F2 layer on the ground-based photometric and ionospheric observation data from Yakutsk meridian (50-60N, 199E) for values Kp=3-5 are presented. The following features are revealed: 1. At the beginning of prolonged magnetic activity with the series substorms (several hours), at the latitudes of the brightening SAR-arc the heigth rising of F2 regular layer with the velocity up to 30 m/s and decreasing of the electron density by 2-4 times is occur. The sporadic F2s traces are registered to 1.5-2 degrees poleward of the 557.7 nm (427.8 nm) diffuse aurora boundary which brightening and expanded equatorward to the SAR-arc projection, at this time. 2. Under repeated increase of activity (the expansion phase of the next substorm) the sporadic ionization is observe already equatorward of diffuse precipitation boundary and constantly shifted with the velocity of 20-50 m/s to the sounding station zenith. At this time, with the intensification, SAR-arc also move to equatorward with the same velocity. 3. Results of the complex measurements are give the base to suppose that SAR-arc and sporadic ionization motion to equatorward from diffuse precipitation zone is caused by the penetration of the electric field of the westward magnetospheric convection into the plasmasphere.

V.L. Zverev (Polar Geophysical Institute, Apatity, Russia )

Newell P.T., Wing S., Meng C.-I.,Sigillito V. The auroral oval positions, structure, and intensity of precipitation from 1984 onward: an automated on-line data base. J.Geophys.Res., V.96, NO A4. P.P.5877-5882, 1991.

L.S. Yevlashin (Polar Geophysical Institute, Apatity, 184200, Russia)

It has been shown that during the period from 1743 to 1992, the course of the 11-year cycle in solar activity is distinctly manifested in the frequency of the type A red aurora occurrence. Such auroras appear more often near the equinoxes. The diurnal behavior of the occurrence frequency has three maximums: in the evening, in the midnight, and in the morning. The brightness of the type A red aurora increases both with the growth of the geomagnetic activity (Dst) and with the decrease of the observation latitude.

L.S. Yevlashin, Yu.P. Maltsev (Polar Geophysical Institute, Apatity, 184200, Russia)

The red auroral arc is a rare form of the red aurora of the type A. In the years of the high solar activity during the 19, 20, and 22 cycles, it was found 13 cases of such arc occurrence. The average behavior of the Dst-variation during observation of these arcs was constructed with the help of a superposed epoch analysis. It is shown that in average the red auroral arcs are observed during the storm main phase, when Dst-variation subsides from -65 nT to -102 nT within 2 hours. With the help of the well-known empirical relationships we estimated solar wind parameters as well as the voltage drop across the polar cap. The average potential drop appeared to reach 140 kV during such events, which is significantly more than 50 kV, the value typical for usual auroras.

V.V. Afonin (Space Research Institute, Profsoyuznaya, 84/32, Moscow, 117810, Russia)

V.N. Alexeyev, I.B. Ievenko, V.L. Khalipov, A.E. Stepanov (Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy, 31 Lenin Ave., Yakutsk, 677891, Russia)

Data of an Aktivnyi satellite and the ground-based complex optical and ionospheric measurements in the region of the SAR-arc are presented. Photometric observations were carried out at the Maimaga station (ILat=56.5, GLon=200) and vertical incidence ionospheric soundings were made at Yakutsk (ILat=55.6, GLon=200) and Zhigansk (ILat=60.4, GLon=195) stations. By optical and ionospheric measurements from Yakutsk and Zhigansk it is show that when SAR-arc arises for interval less than 15 min, form the local minimum of the F-region electron density, and at the ionograms have been occurred the typical signatures of the polarisation jet or SAID. Simultaneously, the height of the regular F2 layer is increase. It is the evidence that strong electric field (E ~ 100 mV/m) is exist at the F2 layer heights. In this case, in addition to the SAR-arc energy sources, the effect of the ion-frictional heating is turned out to be important. Local minimum of the electron density observed during several hours after midnight is coincide with the SAR-arc location. Simultaneous electron density measurements above the SAR-arc region from the Aktivnyi satellite are show that electron density is decreased, also. At altitudes of 1000- 2000 km the electron density can slightly increase or stay at its usual level. The electron temperature is elevated up to 4000-5000K.

F.V. Sergeev, M.I. Pudovkin, V.N. Troyan (Institute of Physics, St.Petersburg State University, St.Petersburg 198 904)

A computer algorithm, utilizing a heuristic method of parameter optimization (known as the 'Genetic Algorithms') was developed to solve the inverse problem of reconstruction of the 3D auroral luminosity distribution from a set of 2D TV images. The model of experiment (camera positions and typical dimensions) was adopted to the Sweden ALIS system. We show the modelling results and compare effectiveness of Genetic Algorithms approach to the traditional method of tomographic inversion (RT back projection algorithm).

В.Р. Тагиров (Апатиты, Мурманской обл., ПГИ КНЦ РАН)

Авророграммы, получаемые по наземным телевизионным наблюдениям, являются весьма представительным типом данных, так как сочетают в себе высокую информативность и простоту интерпретации. Легкость их восприятия и совместного использования с другими геофизическими данными приводит к тому, что авророграмы являются наиболее популярным интегральным представлением авроральной видеоинформации. Таким образом, получение авророграмм высокого качества является весьма актуальной задачей первичной обработки наземных ТВ-наблюдений. Данная работа посвящена агоритмике получения авророграмм предельно высокого качества, которое только возможно при работе с видеоданными.

Итак, решалась следующая задача: получить авророграмму по произвольной линии (обычно это проекция геофизической координаты на предполагаемую высоту сияния) с учетом изменения чувствительности камеры, которая контролируется по ступенчатому клину, содержащемуся в поле зрения камеры. На первый взгляд задача проста: получить текущую строку, получить значения клина и преобразовать значения строки с учетом данных клина. Оказалось, однако, что такое решение неприемлемо. К основным факторам, препятствующим простому решению относятся: шумы изображения в зоне клина (малая площадь клина), нелинейность передаточной характеристики ТВ-камеры, высокий диапазон яркости сияний (порядка 10000) по сравнению с диапазоном яркостей клина (порядка 250). Для успешного решения задачи применен следующий подход: сначала анализируются изменеие значений клина при переключении чувствительности камеры, что позволяет построить ее передаточную характеристику. Затем строится обычная авророграмма параллельно с записью данных клина для каждой ее линии. После окончания построения вся авророграмма анализируется с целью ее сегментации по чувствительности камеры, данные по клину усредняются в каждом сегменте, после чего производится собственно коррекция яркости. В ходе регистрации можно привоводить авророграмму к равному шагу по координате, что дает в результате ее проекцию равного шага по углу на выбранную геофизическую линию.

При разработке методов сегментации авророграммы дополнительно найден способ коррекции чувствительности камеры даже в том случае, если клин отсутствует. Он основан на анализе динамики гистограммы изображения и требует, чтобы чувствительность переключалась достаточно быстро (за 1-3 кадра) и не менялась между переключениями.

Б.В. Козелов (Полярный геофизический институт, Апатиты)

Данные ТВ наблюдений содержат обширную информацию о пространственной динамике авроральных явлений. Эта информация до сих пор используется далеко не полностью. Данные ТВ наблюдений используются, в основном, как иллюстративный материал. С появлением возможности цифрового анализа изображения, для его широкого использования необходимо выработать численные характеристики, позволяющие охарактеризовать авроральные формы. Методы фрактальной геометрии дают подходы к решению этой задачи. В данной работе анализируются ограничения, возникающие при использовании клеточной размерности для описания масштабных (скейлинговых) свойств авроральных форм. Алгоритм определения клеточной размерности тестируется на модельных изображениях, имеющих известные фрактальные характеристики. Оценивается влияние шума.