Средне- и мелкомасштабные вариации плазмы солнечного ветра и магнитного поля в форшоке вблизи околоземной ударной волны

• Автор: Эйгес, Павел Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил

Оглавление
Введение

Актуальность темы

Краткий обзор результатов исследований форшока

Цель работы

Содержание работы

1 Методы измерения и анализа данных

1.1 Проект ИНТЕРБОЛ

1.1.1 Прибор ВДП

1.1.2 Прибор КОРАЛЛ

1.1.3 Прибор ФМ-ЗИ

1.2 Измерения плазмы и магнитного поля в проектах WIND, GEOTAIL и

1.3 Методы анализа данных
1.3.1 Корреляционный анализ
1.3.2 Спектральный анализ
1.3.3 Вейвлет-анализ
2 Быстрые вариации потока ионов солнечного ветра и магнитного поля
в области форшока
2.1 Введение
2.2 Вариации потока ионов солнечного ветра
2.3 Корреляция вариаций потока ионов и магнитного поля
2.4 Заключение к Главе

3 Пространственная структура форшока
3.1 Введение
3.2 Динамика внешней границы форшока
3.2.1 Наблюдения 26 февраля 1996 года
3.2.2 Наблюдения 22 июля 1996 года
3.3 Оценка корреляционной длины
3.4 Эффективная скорость движения структур
3.5 Заключение к Главе
4 Мелкомасштабные квазигармонические структуры в форшоке
4.1 Введение
4.2 Короткие квази-гармонпческие структуры: корреляция потока ионов и
магнитного поля на малых масштабах
4.3 Двухспутниковые наблюдения коротких квази-
гармонических структур в форшоке
4.4 Заключение к Главе
Заключение
Выводы работы
Научная новизна работы
Научная и практическая ценность работы
Личный вклад автора
Апробация работы
Положения выносимые на защиту
Список работ автора по теме диссертации
Список иллюстраций
Список таблиц
Литература

Введение
Актуальность темы
Проблема воздействия солнечного ветра на магнитосферу Земли является ключевой в изучении солнечно-земных связей. До недавнего времени при рассмотрении этого вопроса в качестве исходных параметров использовались данные измерений невозмущенного солнечного ветра [1]. Однако, является достаточно очевидным, что на границу магнитосферы воздействует не невозмущенный солнечный ветер, а, модифицированный поток плазмы, прошедший через область форшока, фронт ударной волны и магнито-слой [2]. Этим объясняется важность и актуальность как экспериментального, так и теоретического изучения области форшока в наши дни, спустя почти тридцать лет со времени публикации первых работ по его исследованию, в которых форшок определялся как протяженная (до нескольких Дз) область перед квазипараллельной ударной волной с наличием энергичных движущихся вверх от ударной волны и быстрых вариаций электрического и магнитного полей большой амплитуды [4, 7].
В настоящее время существует значительное количество публикаций по изучению форшока, содержащих как прямые измерения, так и теоретические модели (см. например, обзор [8] и ссылки в нем). Однако, недавние и более ранние работы, в основном, были посвящены изучению отраженных от фронта ударной волны частиц, их классификации по виду функции распределения, и регистрации колебаний электрического и магнитного полей. [5, 6] При этом почти нет результатов по изучению быстрых вариаций плазмы солнечного ветра в частотном диапазоне от 0.01 до 10 Гц.

• French hat
ф{ х)
1, W < 1/3 1/2, 1/3 < |ж| < 1 О, х > О
ф{к) = ЪН{к)
Этот вейвлет нерегулярен в физическом пространстве и недостаточно быстро спадает в спектральном.
• Mexican hat
Этот вейвлет (см. Рис. 1.5) достаточно имеет хорошую локализацию как в физическом, так в спектральном пространстве, поэтому он подходит для большого круга задач анализа временных рядов. В нашей работе мы использовали именно этот вейвлет.
Приведем основные свойства вейвлет-приобразования:
• Линейность
В заключение, отдельно остановимся на представлении результатов вейвлет- преобразования. Как уже было замечено выше, результатом вейвлет-преобразования является двумерный массив. Способы визуализации этого массива могут быть различны, и зависят от дальнейшего применения этой информации. Мы использовали наиболее
ф(х) = (1 — х2) ехр (—х2/2)
ф(к) = /2пН(к)к2 ехр (—к2/2)
W [afßx) + ßf2{x)} = aW [/i(x)] + ßW [f2(x)} = aW{a, b) + ßW2(a, b)
• Инвариантность относительно сдвига
W[f(t-bo)]=W(a,b-b0)
• Инвариантность относительно сжатия