Physics of Magnetospheric Substorms

انسان از طریق مشاهدات شدید پدیده های طبیعی، با برخی از اصول اساسی حاکم بر طبیعت آشنا شده است. شفق قطبی یکی از جذاب ترین این پدیده های طبیعی است و انسان با مطالعه آن به تازگی شروع به درک پدیده های شفق از نظر فرآیندهای الکترودینامیکی اولیه کیهانی کرده است. مشاهده سیستماتیک و گسترده شفق قطبی در طول و پس از آن شرکت بزرگ بین المللی، سال بین المللی ژئوفیزیک (lGY)، به مفهوم زیر طوفان شفق منجر شد. مانند بسیاری دیگر از پدیده‌های ژئوفیزیکی، نمایش‌های شفق زمانی که توسط یک ناظر زمینی دیده می‌شوند، وابستگی دوگانه به زمان (زمان جهانی و محلی) دارند. بنابراین، برای ناظران منفرد که یک بار در روز با زمین می چرخند، کار دشواری بود تا یک ویژگی گذرا از یک نمایشگر شفق در مقیاس بزرگ را درک کنند. چنین پیچیدگی در مطالعه بسیاری از ویژگی های ژئوفیزیکی، به ویژه پدیده های اتمسفر فوقانی قطبی اجتناب ناپذیر است. با این حال، مشخص شد که پیچیدگی آنها با معرفی مفهوم زیر طوفان شفق آغاز شد. در کتابی با عنوان زیر طوفان های قطبی و مغناطیسی، پیش از این کتاب، سعی کردم تا حد امکان پدیده های شفق را از نظر مفهوم زیر طوفان شفق توصیف کنم. در آن زمان، اولین مشاهدات ماهواره‌ای ذرات و میدان‌های مغناطیسی در حین طوفان‌های فرعی به تازگی در دسترس بود، و پیشنهاد شد که طوفان فرعی شفق تجلی یک پدیده مغناطیسی به نام زیر طوفان مغناطیسی است.

Man, through intensive observations of natural phenomena, has learned about some of the basic principles which govern nature. The aurora is one of the most fascinating of these natural phenomena, and by studying it, man has just begun to comprehend auroral phenomena in terms of basic cosmic electrodynamic processes. The systematic and extensive observation of the aurora during and after the great international enterprise, the International Geophysical Year (lGY), led to the concept of the auroral substorm. Like many other geophysical phenomena, auroral displays have a dual time (universal- and local-time) dependence when seen by a ground-based observer. Thus, it was a difficult task for single observers, rotating with the Earth once a day, to grasp a transient feature of a large-scale auroral display. Such a complexity is inevitable in studying many geophysical features, in particular the polar upper atmospheric phenomena. However, it was found that their complexity began to unfold when the concept of the auroral substorm was introduced. In a book entitled Polar and Magnetospheric Substorms, the predeces­ sor to this book, I tried to describe the auroral phenomena as completely as possible in terms of the concept of the auroral substorm. At that time, the first satellite observations of particles and magnetic fields during substorms were just becoming available, and it was suggested that the auroral sub storm is a manifestation of a magnetospheric phenomenon called the magnetospheric substorm.