Исследование многомасштабных процессов в периоды магнитосферных возмущений

• Автор: Урицкий, Вадим Маркович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 301 с. : ил.

Актуальность темы

Цели и задачи исследования

Научная новизна результатов

Практическая значимость

Апробация работы

Краткое содержание диссертации

ГЛАВА 1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ МНОГОМАСШТАБНЫХ ПРОЦЕССОВ В МАГНИТОСФЕРЕ

1.1. Энергетический цикл магнитосферной суббури

1.2. Многомасштабные процессы в периоды геомагнитных возмущений

1.3. Гипотеза самоорганизованной критичности

1.4. Основные понятия теории критических явлений

1.5. Механизм многомасштабных флуктуаций в состоянии СОК
1.6. Выводы
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ СТАЦИОНАРНОЙ КРИТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ
2.1. Условия возникновения и численные характеристики СОК
2.2. Определение симметрии локальных взаимодействий по модельному классу универсальности
2.3. Пространственно-временная идентификация лавинных неустойчивостей по экспериментальным данным
2.4. Оценка эффективных критических индексов
2.5. Распознавание СОК-режима по скейлинговым соотношениям
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. МНОГОМАСШТАБНАЯ ДИНАМИКА ОБЛАСТЕЙ АВРОРАЛЬНЫХ ЭМИССИЙ
3.1. Общая характеристика анализируемых данных

3.2. Оценка лавинных критических индексов авроральных эмиссий
3.3. Динамический скейлинг авроральных возмущений
3.4. Средние значения фрактальных индексов полярного овала
3.5. Скейлинговые соотношения и модельный класс универсальности магнитосферных возмущений
3.6. Клеточная модель многомасштабной динамики полярного овала
3.7. Выводы
ГЛАВА 4. ЭВОЛЮЦИЯ КРИТИЧЕСКИХ ИНДЕКСОВ В ПЕРИОДЫ МАГНИТОСФЕРНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ
4.1. Влияние уровня геомагнитной возмущенности на значения лавинных индексов
4.2. Зависимость фрактальной структуры полярного овала от фазы развития геомагнитных возмущений
4.3. Моделирование вариаций уровня яркости полярного овала при переменных параметрах солнечного ветра
4.4. Автономный и вынужденный режимы многомасштабных возмущений в динамике ЛЕ-индекса
4.5. Фрактальные предвестники магнитосферной суббури
4.6. Выводы
ГЛАВА 5. МОДЕЛЬ МНОГОМАСШТАБНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ В ПЛАЗМЕННОМ СЛОЕ
5.1. Локализованные магнитные пересоединения в основе многомасштабного поведения авроральных эмиссий
5.2. СОК-модель турбулентного плазменного слоя с неустойчивостью на поперечном токе
5.3. Крупномасштабная динамика параметров токового слоя
5.4. Критические индексы и класс универсальности модели
5.5. Анализ условий развития многомасштабной турбулентности
5.6. Выводы

ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ
МНОГОМАСШТАБНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ
6 Л. Одномерная лавинная модель магнитной диффузии
6.2. Локальная плотность активных состояний и критический скейлинг восприимчивости
6.3. Хаотическая динамика в механизме распространения токовых неустойчивостей
6.4. Связь скорость перемещения фронта лавины с параметрами гистерезиса
6.5. О возможности локальной оценки критических индексов по данным спутниковых измерений
6.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ближайшими соседями. В достаточно общем случае [34] усредненное по времени стационарное состояние таких моделей может быть описано пятью переменными (уо, р1,р2,р3,р^), где р - плотность близких к порогу возбуждения (критических) узлов, рп - вероятность того, что активный узел передает п порций энергии п соседям.
Для осуществления РГ преобразования исследуется изменение вектора (р, Р,Р2,Р^Р^) и характерной величины удельной энергии взаимодействия при последовательном объединении узлов решетки в квадратные блоки с длиной ребра, кратной двум (Рис. 1.7). После проведения комбинаторного анализа микроконфигураций, отвечающих разным режимам взаимодействия блоков, вероятности к +1 -го уровня могут быть выражены через вероятности к -го уровня [79]:
Здесь а = 1 4 - число критических блоков уровня к внутри блока уровня к +1, И"а(рк) - статистические веса а -конфигураций к -го уровня.
Для замыкания системы уравнений (1.18) используется условие баланса втекающих и вытекающих потоков энергии в каждом из блоков, которое в отсутствии диссипации имеет вид
где А2к - энергия взаимодействия блоков к +1 -го уровня (см. также п.2.1.2), что равносильно

(1.18)
(1.19)
рк=р!+2рк2+Зркэ+4ркА}
(1.20)