Проявление солнечно-земных связей в ультранизкочастотных колебаниях магнитного поля

• Автор: Рыжакова, Лариса Владимировна
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Геомагнитные пульсации и методы их анализа
1.1. Геомагнитные пульсации, как объект исследования
1.2. Краткое описание методов анализа
Глава 2. Физические явления на Солнце, приводящие к возмущениям
в солнечном ветре и в земной магнитосфере
2.1. Общий обзор геоэффективных явлений на Солнце
2.2. Эффект концентрации солнечных вспышек вблизи гелиосферного
токового слоя
Глава 3. Отклик магнитосферы на неоднородности солнечного ветра
3.1. Анализ спектров длиннопериодных геомагнитных пульсаций, наблюдавшихся на меридиональной цепочке станций
3.2. Отклик УНЧ колебаний геомагнитного поля на неоднородности
и волны в солнечном ветре
3.3. УНЧ колебания в солнечном ветре
3.3.1. Исходные данные и процедура их обработки
3.3.2. Взаимная корреляция активности УНЧ волн в солнечном ветре, колебаний Рс5 на Земле и скорости солнечного ветра
3.3.3. Связь ультранизкочастотной волновой активности в солнечном ветре и в магнитосфере Земли с вариациями потоков релятивистских электронов во внешнем радиационном поясе
Глава 4. Структура УНЧ колебаний в магнитосфере во время умеренной
магнитной бури

4.2. Пространственное распределение амплитуды Рс5 по наземным, спутниковым и радиолокационным данным
4.3. Кросс-спектральные характеристики и когерентность колебаний
в разных областях магнитосферы
4.4. Обсуждение и выводы
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Работа посвящена отдельным деталям солнечно-земного взаимодействия, главным образом, его волновому аспекту.
Актуальность работы
Волны, генерируемые на Солнце, играют большую роль в динамике внешних областей солнечной атмосферы и являются одним из основных механизмов разогрева короны. Имеются многочисленные наблюдения колебаний в диапазоне периодов 3-5 минут в активных областях Солнца и в коро-нальных дырах. В дальнейшем часть энергии этих волн выносится солнечным ветром и, можно предположить, транспортируется вместе с потоком солнечной плазмы в межпланетное пространство. Достигая орбиты Земли, волны частично проникают внутрь магнитосферы, инициируя раскачку мощных магнитосферных колебаний того же УНЧ диапазона. На поверхности Земли эти колебания наблюдаются в виде геомагнитных пульсаций, в частности, пульсаций Рс5, имеющих периоды от 150 до 600 секунд. Процесс генерации осцилляций в магнитосфере особенно усиливается, когда земную орбиту пересекают высокоскоростные потоки солнечного ветра с повышенным уровнем волновой энергии. Внутри магнитосферы колебания участвуют во взаимодействии волна-частица с заряженными частицами, захваченными в геомагнитном поле. Одним из механизмов такого взаимодействия является дрейфово-резонасный механизм, заключающийся в передаче энергии волн захваченным во внешнем радиационном поясе электронами. Условием резонанса является совпадение времени дрейфа электронов вокруг Земли с периодом УНЧ колебаний. При этом электроны ускоряются до релятивистских энергий в несколько МэВ. Потоки таких электронов представляют серьезную угрозу для работы бортовых систем космических аппаратов, находящихся на геостационарной орбите. С этим связано практическое значение работы, по-

По этим записям вычислены энергетические спектры [49]. Для определения поляризационных характеристик колебаний исходные реализации после снятия тренда подвергались полосовой фильтрации рекурсивным синусным полосовым фильтром в двух полосах частот 0-3 и 3-5 мГц.
Визуальный анализ аналоговых записей Н- и //-компонент, приведенных на рис. 3.1, показывает, что колебания на всех станциях начинаются с положительного роста в //-компоненте и отрицательного в 1>-компоненте. Положительное смещение в //-компоненте обращает на себя особое внимание, поскольку сложились представления, что при расширении магнитосферы генерируется отрицательный импульс [52]. По нашим наблюдениям, отрицательный импульс как таковой можно отождествить лишь на станциях с Ь< 4.3. Так, на среднеширотной станции Иркутск и экваториальной обсерватории Гуам отрицательный импульс отождествляется однозначно.
Колебания на всех станциях цепочки регистрируются в течение 25 мин, что соответствует длительности колебаний, зарегистрированных на спутнике 0Е08-2 [47].
На рис. 3.1 видно различие по компонентам в характере колебательного процесса и эволюции колебаний. Если по //-компоненте на всех станциях регистрируются однотипные колебания с видимым периодом -400 с, то по Н-компоненте можно обнаружить суперпозицию двух основных периодов (Г] = 400 и Тг - 240 с). Особенно примечательным, на наш взгляд, является различие в режимах колебаний на станциях, расположенных на Ь = 8.1 и / = 6.9. На станции Усть-Тарея регистрируются регулярные синусоидальные колебания с Т = 240 с, максимум амплитуды которых отчетливо виден южнее на /, = 5.9. Период и форма колебаний хорошо соответствуют колебаниям электрического поля (ЕсГ компонента), наблюдаемым на спутнике [46].
На станциях м. Стерлегова (/ - 8.1) и о. Исаченко (Г = 9.8) регистрируется цуг затухающих колебаний с Г- 400 с, амплитуда которых спадает как к северу, так и к югу от пункта наблюдений. Энергетические спектры Н- и /)-компонент пульсаций представлены на рис. 3.2 [49,50]. В спектрах //-