Нестационарные токовые системы в магнитосфере Земли

• Автор: Апатенков, Сергей Вячеславович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Нестационарные токовые системы и среднемасштабные

динамические явления в магнитосфере-ионосфере Земли

1.1 Основные магнитосферные и ионосферные токовые системы. Развитие суббури

1.2 Струйные плазменные потоки (BBF). Модели плазменных пузырей. Ионосферные проявления

1.3 Инжекции энергичных частиц, их распростанение и модели формирования

1.4 Токовый слой хвоста магнитосферы и границы в магнито-сферной плазме

1.5 Система Cluster и ее возможности

2 Исследование токового слоя в хвосте магнитосферы

2.1 Одномерные разрывы и методы их исследования

2.2 База данных flapping колебаний токового слоя хвоста магнитосферы и результаты исследований системой Cluster

2.3 Апробация метода MVA в сравнении с многоспутниковыми
методами для определения ориентации токового слоя
3 Инжекции энергичных частиц
3.1 Инжекции 23/04/2004 и их связь с магнитной диполяризацией
3.2 Радиальное распространение инжекций
3.3 Структура электромагнитного поля в окрестности фронта инжекции
3.4 Связь инжекций с сияниями
3.5 Ускорение частиц в долготном секторе инжекции
3.6 Обсуждение результатов Главы
4 Плазменные границы во внутренней магнитосфере
4.1 Описание наблюдений в событии 16/12/2003
4.2 Наблюдения магнитного и электрического полей, ориентация и движение границы
4.3 Проекции в магнитном поле и явления в сопряженной области
4.4 Наземные наблюдения сети магнитометров IMAGE, динамика границы
4.5 Сводка результатов и наблюдений в событии 16/12/2003 и
ее обсуждение

5 Статистическое исследование быстроменяющихся интенсивных ионосферных токовых систем
5.1 Введение
5.2 Методика количественной характеризации ионосферных эквивалентных токов наблюдаемых сетью магнитометров IMAGE
5.3 Результаты статистического иссследования
5.3.1 Примеры событий с наибольшими значениями производной dB/dt, наблюдаемых сетыо магнитометров IMAGE в 1996-2000 г, и их характеристики
5.3.2 Сравнение относительных вкладов от одномерных
и двумерных токовых систем
5.3.3 Суточные и широтные распределения событий со значительными вариациями dB/dt
5.3.4 События 17.04.99 и 22.10.99 с наибольшими значениями dB/dt
5.4 Заключение к главе
Основные результаты диссертации
Литература
Приложения
Приложение

Система Cluster позволяет определять ориентацию разрывов (в частности токовых слоев) несколькими способами, которые рассматриваются в разделе 2. В том же разделе статистически исследуются параметры быстродвижущегося токового слоя хвоста магнитосферы на основе базы данных пересечений, наблюдаемых системой Cluster на расстояниях 17-19 Re.
1.5 Система Cluster и ее возможности.
Основная часть исследований в данной работе проведена по данным спутников Cluster. Система из четырех спутников Cluster была запущена в 2000 году носителем Союз-Фрегат с космодрома Байконур. Орбита спутников полярная с апогеем на расстоянии около 19 Re вблизи экваториальной плоскости и перигеем ~ 4 Re. Траектории были рассчитаны так, чтобы вблизи апогея, где спутники проводят основную часть времени, четыре спутника располагались в вершинах почти правильного тетраэдра, в зависимости от задач исследования размеры тетраэдра меняли от 100 км до 10000 км. Проходя через перигей, спутники следуют один за другим практически по одной траектории. В течение года, вследствие движения Земли вокруг Солнца, апогей спутников (соответственно и перигей) оказываются в разных частях магнитосферы, рисунок 1.7. Так в июле-октябре Cluster позволял исследовать токовый слой хвоста магнитосферы на радиальных расстояниях 17-19 RE.
Наличие четырех спутников в конфигурации тетраэдра впервые предоставило возможность оценивать пространственные градиенты. На основе наиболее точно измеряемой величины, магнитного поля, впервые стали доступны оценки вектора плотности электрического тока в космической плазме. Помимо этого, на основе метода таймирования тетраэдр спутников позволяет оценить скорости распространения и ориентации разрывов при их пересечении. Таким образом, системы Cluster позволяет исследовать разными методами пространственное распределение и динамику