Динамика магнитосферных токовых систем под воздействием солнечного ветра

• Автор: Калегаев, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 208 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1Л Формирование крупномасштабных токовых систем в магнитосфере

Земли

1.2 Взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли

1.3 Структура магнитосферы Земли

1.4 Регулярное магнитное поле в магнитосфере Земли

1.5 Динамика магнитного поля в возмущенной магнитосфере

1.5.1 Геомагнитные индексы

1.5.2 Магнитные бури в магнитосфере
1.5.3 Магнитосферные токовые системы во время магнитных
бурь
1.6 Модели магнитосферного магнитного поля
1.7 Заключение к Главе
ГЛАВА 2. Магнитное поле в переходной области магнитосферы Земли
2.1 Введение
2.2 Кинематическое приближение
Газодинамическое обтекание магнитосферы Земли солнечным
2.3 ветром
2.4 Магнитное поле в переходной области
2.5 Анализ решения
2.6 Влияние магнитного поля на течение плазмы вблизи магнитопаузы
2.7 Заключение
2.8 Выводы к главе
ГЛАВА 3. Структура магнитного поля вблизи магнитопаузы
3.1 Введение
3.2 Структура магнитопаузы для различных направлений ММП
3.3 Структура магнитосферы для различных направлений ММП

3.41 Перенос энергии поперек магнитопаузы
3.5 Обсуждение результатов
3.6 Выводы к главе

ГЛАВА 4. Положение и форма параболической магнитопаузы в зависимости от условий в солнечном ветре
4.1 Введение
4.2 Модели магнитопаузы
4.3 Используемые данные
Зависимость положения магнитопаузы от давления солнечного

ветра
Зависимость формы и положения магнитопаузы от В, компоненты

4.6 Обсуждение результатов
4.7 Выводы к главе
ГЛАВА 5. Магнитные бури и магнитосферные токовые системы
5.1 Введение
5.2 Динамическая модель магнитосферы и входные параметры
5.2.1 Расстояние до подсолнечной точки на магнитопаузе
5.2.2 Параметры токовой системы геомагнитного хвоста
5.2.3 Магнитное поле кольцевого тока
5.3 Магнитная буря 23-27 ноября 1986 г
5.4 Магнитная буря 9-12 января 1997 года
5.5 Динамика токового слоя хвоста магнитосферы
5.6 Обсуждение результатов
5.7 Заключение
5.8 Выводы к Главе
ГЛАВА 6. Моделирование БвГвариации во время магнитных бурь
6.1 Введение
Методика вычисления Бв! и его составляющих с помощью

магнитосферных моделей
6.3 Модели магнитосферы
6.4 Магнитная буря 25-26 июня 1998 г

6.5 Обсуждение результатов
6.6 Заключение
6.7 Выводы к главе

ГЛАВА 7. Динамика магнитосферных токовых систем во время магнитных
бурь разной интенсивности
7.1 Введение
7.2 Вычисление вкладов магнитных источников в И$1
7.3 Модель магнитосферы
7.4 Магнитные бури 24-26.09.1998 и 20-22.11.2003
7.5 Магнитная буря 28-31.11.2003 г
7.6 Относительный вклад кольцевого тока и токов геомагнитного хвоста в Беї
7.7 Обсуждение
7.7 Выводы к Главе
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список основных работ, опубликованных по теме диссертации
ЛИТЕРАТУРА

время, имеющиеся данные и используемые методы не позволили оценить интенсивность других источников магнитного поля. Утверждалось, что поскольку токи хвоста и токи на магнитопаузе дают на поверхности Земли вариации магнитного поля разного знака, для рассмотренных бурь они могут быть достаточно велики, в то время как их суммарный вклад в Dst незначителен.
В работе [Turner et al., 2001] выполнялись аналогичные исследования энергии частиц кольцевого тока на основе измерений потоков ионов на КА POLAR выполненных вблизи плоскости геомагнитного экватора в течение периода март 1996 — сентябрь 1998. Вклад кольцевого тока в Dst в течение нескольких магнитных бурь рассчитывался с помощью уравнения Десслера-Парксра-Скопке. Результаты свидетельствуют о том, что кольцевой ток определяет в среднем не менее половины Dst вариации во время бурь средней интенсивности (Dstmin~-100 нТл). Было показано, что эта величина меняется в каждом индивидуальном случае.
Что касается магнитосферных токовых систем отличных от кольцевого тока, в настоящее время, отсутствуют стандартные экспериментальные методики, позволяющие оценить величины их вкладов в Dsl. Хотя использование измерений на геостационарных аппаратах и позволяет получить грубые оценки для вариации токового слоя (Ohtani et al., 2001), мы пока не можем однозначно разделить вклады основных магнитосферных токовых систем, составляющих магнитосферное магнитное поле, опираясь на измерения. Однако мы можем их вычислить, используя существующие на данный момент магнитосферныс модели, которые позволяют рассчитать в отдельности поле каждого магнитосферного источника [Alexeev et al., 1996; Tsyganenko, 2002a,b; Tsyganenko, Sitnov, 2005]. Современные модели позволяют правильно предсказать поведение магнитного поля, как в спокойные, так и в возмущенные периоды. В то же время, давая адекватное представление для профиля Dsl, модели часто дают сильно различающиеся оценки для вкладов магнитосферных источников в D
1.5.3. Магиитосферные токовые системы во время магнитных бурь.
В течение многих лет предполагалось, что кольцевой ток является единственным источником депрессии горизонтальной компоненты магнитного поля, измеряемой на низкоширотных станциях во время магнитных бурь. В работах [Алексеев и др., 1992; Alexeev et. al., 1996; Maltsev et al., 1996; Greenspan and Hamilton, 2000; Kalegaev et al., 2005; Feldstein et al., 2005] отмечалось, что отличные от кольцевого тока источники магнитосферного магнитного поля, в частности, токи геомагнитного хвоста, токи Чепмена-Ферраро на магнитопаузе, частичный кольцевой ток и низкоширотные