Использование низковысотных спутниковых измерений для исследования магнитосферы

• Автор: Дубягин, Степан Владимирович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Плазменный слой - обзор работ

1.1 Введение

1.2 Особенности движения частиц

1.3 Ионный состав и спектры в плазменном слое

1.4 Сведения об анизотропии давления в плазменном слое

1.5 Баланс сил в стационарных ситуациях

1.6 О возможности расчета давления по моделям магнитного

1.7 Возможные варианты равновесия при неизотропном давлении

1.8 Постановка задачи
2 Метод использования низковысотных спутниковых измерений при исследовании магнитосферы
2.1 Введение
2.2 Статистический анализ анизотропии давления

2.3 Оценка соотношения между давлением в разных частях силовой трубки в условиях анизотропии
2.4 Оценка вклада анизотропной части тензора давления в баланс сил
2.5 Методика сопоставления давления над ионосферой и в экваториальной части силовой трубки
2.6 Тест 1: Сопоставление давления на силовой линии изотропной границы 100 кэВ электронов
2.7 Тест 2: Сопоставление распределения давления над ионосферой с распределением, рассчитанным из уточненных моделей
2.8 Тест 3: Сопоставление зависимости протонного давления на низких высотах и в плазменном слое от динамического давления солнечного ветра
2.9 Анализ результатов
3 Апробация метода восстановления параметров плазмы в
плазменном слое по данным низковысотных спутников
3.1 Введение
3.2 Локализация источников дискретных авроральных дуг в плазменном слое
3.3 Локализация очага аврорального брейкапа изолированной суббури
3.4 Исследование магнитосферы в условиях экстремально низкой плотности солнечного ветра
Заключение

Литература

Приложения
Приложение 1
Приложение
Приложение

полагается, что равновесие достигается за счет анизотропии или, в общем случае, за счет недиагональных членов тензора давления в системе •координат, сонаправленной с вектором магнитного поля.
Так, в работе [68], на основе анализа уравнения баланса сил в общем виде (выражение 1.6), но в двумерном случае было показано, что очень тонкие токовые слои (AZ ~ 2000 км.) не могут быть равновесными в случае изотропного давления и требуют выполнения условия Р\/Р± = § вне токового слоя. Однако, при получении этого условия, часть членов в промежуточных выражениях, которые могут давать ~ 50 % вклад, была отброшена, и это могло повлиять на точность окончательного результата.
С другой стороны, можно привести результаты работы [39], где использовался метод, основанный на численном расчете трехмерной МГД эволюции плазменного слоя, позволяющий находить равновесные конфигурации с изотропным давлением, максимально близкие к начальным условиям. В качестве начальных условий была использована модель Цы-ганенко [84], и полученная самосогласованная конфигурация, удовлетворяющая условию rot (j х В) « 0, отличалась от нее незначительно.
Частицы, движущиеся в таком магнитном поле по законам механики, должны создавать токи, согласованные с магнитным полем. Так, в случае, если конфигурация уравновешивается изотропным давлением, функция распределения должна оставаться изотропной во всей области. Вследствие теоремы Лиувилля, функция распределения остается изотропной вдоль силовой линии, если в экваториальной области существует механизм изотрогшзации, а в остальной части силовой трубки магнитный момент сохраняется, и нет продольных электрических полей. Но при этом, в самой области токового слоя функция распределения может быть достаточно сложной.
Характер взаимодействия частиц с тонким токовым слоем достаточно сложен, но все же не хаотичен. Так, например, при определенных условиях частицы, равномерно распределенные по фазовому углу, после прохождения токового слоя могут группироваться по фазе [21],