Исследование нестационарных процессов в переходном слое от верхней фотосферы к нижней хромосфере Солнца

• Автор: Бисенгалиев, Ренат Александрович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Элиста
• Количество страниц: 114 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СДВИГОВО РЕЗОНАНСНЫЕ НЕУСТОЙЧИВОСТИ И НЕСТАЦИОНАРНОСТЬ ВЕРХНЕЙ ФОТОСФЕРЫ СОЛНЦА

1.1. Введение

1.2. Физический механизм неустойчивости Кельвина Гельмгольца

1.3. Классическая ветровая неустойчивость Майлса

1.4. Ветровая неустойчивость в верхней фотосфере Солнца

1.5. Заключение 33 ГЛАВА 2. ВЕТРОВАЯ СВЕРХОТРАЖАТЕЛЬНАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ПЕРЕХОДНОГО СЛОЯ ОТ ФОТОСФЕРЫ

К НИЖНЕЙ ХРОМОСФЕРЕ СОЛНЦА

2.1. Введение

2.2. Равновесная модель

2.3. Основные и линеаризованные уравнения
2.4. Численный анализ закона дисперсии
2.5. Основные выводы 46 ГЛАВА 3. МГД-ЦЕНТРОБЕЖНАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ
КАК ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ СОЛНЕЧНЫХ
МАГНИТНЫХ АРКАД
3.1. Введение
3.2. Равновесная модель
3.3. Основные уравнения
3.4. Граничные условия
3.5. Алгоритм решения краевой задачи
3.6. Численный анализ закона дисперсии
3.7. Основные выводы

ГЛАВА 4. БИЕНИЯ МГД-ВОЛН И ВОЛН РОССБИ
КАК ОДИН ИЗ ВОЗМОЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ
ФОРМИРОВАНИЯ АКТИВНЫХ ДОЛГОТ
4.1. Введение
4.2. Связь активных областей с волнами Роесби
4.3. Равновесная модель
4.4. Основные и линеаризованные уравнения
4.5. Обсуждение результатов
4.6. Основные выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы и предмет исследования. Наблюдения показывают, что переходный слой от фотосферы к хромосфере Солнца существенно нестационарен (об этом свидетельствуют данные наблюдении спутников TRACE, SOHO, HINODE и др.). Временной и пространственный спектры этих неетационарностей достаточно широки, а причины их возникновения, несмотря на многочисленные попытки выявления возможных механизмов, окончательно не объяснены. Тем не менее, широкая распространенность, регулярность и квазипериодичность возникающих в результате таких неетационарностей конфигураций плазмы однозначно указывают па их фазовую, волновую природу происхождения.
Объектами исследования в диссертации являются процессы, протекающие в фотосфере и хромосфере Солнца.
Спикулы наиболее значительное и заметное явление в нижней хромосфере Солнца, но сути дела определяющее видимую структуру этой области (“горящая трава”). Они, как известно [1 3], представляют собой относительно короткоживущие (~ 5 -і- 10 мин) образования, имеющие вид более плотных, чем окружающая среда, квазивертикальных иикообразных структур, в которых происходит подъем газа со скоростями порядка 20 -ь 30 км/с. Спикулы прослеживаются вплоть до высот ся 10 -У 11 тыс. км; иногда в них отмечаются и возвратные движения вещества вниз. Спикулы всегда присутствуют на поверхности Солнца, и при этом обнаруживают явную связь с ячейками еунерконвекции, скапливаясь, главным образом, на границах этих ячеек. В среднем на одну ячейку еунерконвекции приходится около 30 спикул [3]; их характерный поперечный масштаб составляется 500 -Ь 1000 км.
Магнитная природа спикул не вызывает сомнений. Если вести речь о магнитных нолях в узлах хромосфсрной сетки (т.е. на стыках суперячеек),

поперечного характера ММЗВ, это хорошо согласуется с тем. что в спикулах наблюдаются вертикальные движения плазмы с высокими скоростями. Кроме того, ММЗВ. распространяющиеся с малой скоростью к центру ячейки супергрануляции по веществу фотосферы и одновременно сносимые течением к ее наружным границам, успевают вырасти до значительных амплитуд, экспоненциально нарастающих к внешним границам ячеек суперконвекции, что также хорошо согласуется с данными наблюдений.
Здесь уместно сделать важное в методическом плане замечание используемые нами термины ММЗВ и быстрые магнитозвуковые волны (БМЗВ) весьма условны. Хорошо известно (см., например, [44]), что при малых значениях магнитных полей ММЗВ -- поперечны, а БМЗВ продольны. Увеличение магнитного поля приводит к тому, что характер этих волн взаимно обращается. В общем случае движения жидких частиц в МГД волнах происходят по эллипсам в той или иной мере вытянутым или сплюснутым вдоль направления распространения волны. Учет вертикальной стратификации среды приводит к появлению дополнительной возвращающей упругой силы, обусловленной дисбалансом силы плавучести и силы тяжести механизму распространения внутренних гравитационных волн (ВГВ). В несжимаемой среде ВГВ имеют поперечный характер, а учет конечной сжимаемости также приводит к колебаниям жидких частиц но эллипсоидальным траекториям. Поскольку в нашей задаче мы учитываем все перечисленные выше эффекты, волны, безусловно имеют гибридный характер, что существенно сказывается на их законе дисперсии.
В пункте 2.2 мы описываем исходную равновесную модель, в пункте
2.3 приводим основные и линеаризованные уравнения, постановку краевой задачи на нахождение частот собственных мод системы. В пункте 2.4 показываем примеры дисперсионных кривых и собственных функции задачи и, наконец, в пункте 2.5 суммируем основные выводы работы.