Динамика земной магнитосферы

• Автор: Кропоткин, Алексей Петрович
• Шифр специальности: 01.04.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1982
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 297 c. : ил

ПРЕДИСЛОВИЕ

ГЛАВА I. МАГНИТОСФЕРА ЗЕМЛИ: ВАЖНЕЙШИЕ СТРУКТУРНЫЕ

ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ § 1.1. Обтекание геомагнитного поля солнечным ветром* Магнитосферная полость, головная ударная волна, магнитошис
§ 1.2. Горячая плазма в магнитосфере. Плазменный слой, кольцевой ток, радиационный пояс, полуденные каспы, плазменная мантия, пограничный слой, входной слой

§ 1.3. Холодная плазма в магнитосфере. Ионосфера,

плазмосфера, полярный ветер

§ 1.4. Усредненная картина взаимодействия между

различными плазменными структурами. Магнитосферная конвекция

ГЛАВА 2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА В

МАГНИТОСФЕРЕ

§ 2.1. Неидеальное обтекание магнитосферы: экспериментальные свидетельства. Связь магнитосфер-ных возмущений с параметрами межпланетной
среды
§ 2.2. Альвеновский механизм релаксации возмущений в обтекающем потоке. Модель проникновения

межпланетного поля в магнитосферу
§ 2.3. Перенос энергии солнечного ветра в магнитосферу. "Магнитосферное динамо"

§ 2.4. К проблеме пересоединения магнитного поля. Структура магнитного поля и потока плазмы в
окрестности нейтральной линии
§ 2.5. Основные результаты
ГЛАВА 3. ГЕОМАГНИТНЫЙ ХВОСТ: ОТКРЫТАЯ МОДЕЛЬ
§ 3.1. Взаимодействие энергичных частиц с нейтральным слоем геомагнитного хвоста
§ 3.2. Прохождение энергичных частиц через фронт
магнитогидродинамического разрыва. Приложение к ускорению частиц в межпланетной среде
§ 3.3. Проникновение солнечных протонов в геомагнитный хвост
§ 3.4. Численная модель проникновения солнечных
протонов в полярные шапки
§ 3.5. Основные результаты
ГЛАВА 4. МАГНИТОСФЕРНАЯ СУББУРЯ - ОСНОВНОЕ ЗВЕНО МАГ»
НИТОСФЕРНОЙ ДИНАМИКИ
§ 4.1. Магнитосферная суббуря как стандартное маг-нитосферное возмущение. Различные проявления
суббури
§ 4.2. Эволюция магнитосферной конфигурации. Квази-статические переходы. Изменения внешних и
внутренних параметров
§ 4.3. Динамика токового слоя геомагнитного хвоста.
Токовые неустойчивости и аномальное сопротивление
§ 4.4. Неустойчивость "отрыва" геомагнитного хвоста.
Взрывная фаза суббури

§ 4.5. Некоторые характерные особенности эволюции
полей и потоков частиц, связанные с суббурей
§ 4.6. Выводы
ГЛАВА 5. ДИНАМИКА АВРОРАЛЫЮЙ ПЛАЗМЫ И ФОРМИРОВАНИЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ
§ 5.1. Роль плазменного слоя в формировании высокоширотных крупномасштабных полей и продольных
токов
§ 5.2. Продольные электрические поля на авроральных силовых линиях: экспериментальные свидетельства и проблема возникновения
§ 5.3. Расчет продольного поля и ускорения электронов при наличии аномального сопротивления на
авроральной силовой линии
§ 5.4. Модель неоднородного электрического поля и ускорения электронов над дискретными полярными сияниями при наличии аномального сопротивления
§ 5.5. Развитие неоднородностей плотности в авроральной плазме, инжектируемой из плазменного слоя, и формирование локальных сильных продольных токов
§ 5.6. Выводы. Нерешенные проблемы в теории дискретных авроральных высыпаний
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

нитный поток здесь нарастает со скоростью V9 * ЛА = ДА /в расчете на единицу длины в данном сечении хвоста/. Соответственно полное изменение потока в данном сечении в единицу времени
Ср ~ 1>иоВь . / 2.10
При получении / 2.10 / надо предположить еще, что отсутствуют изменения потока ф на другой границе доли хвоста - на границе плазменного слоя. Но действительно, если в слое отсутствует обратное воссоединение поля, то там Е - О. Беря интеграл от £ по контуру (/, /рис. 2.7 /, проходящему вдоль £ вне хвоста, перпендикулярно к £ внутри доли.хвоста, и замыкающемуся внутри плазменного слоя, где £ = О , мы действительно получаем изменение магнитного потока согласно / 2.10 /.
Это нарастание потока, как видам, изменяется по длине хвоста в ближней его части, на масштабах ~£ оно идет по экспоненциальному закону, ф ~е а при у. » £ , где межпланетное уполе полностью проникло, устанавливается постоянное значение
ф ~ 1)^0 &>0
Полный магнитный поток в долях хвоста <£> /ЧУ ДА так что ♦
ф ~ 7 2Л1
Приравнивая / 2.10 / и / 2.11 /, имеем
~ и0&п/25&
Отсюда изменение энергии, запасенной в данном сечении хвоста, рассчитанное на единицу длины,