Некоторые закономерности поля кольцевого тока

• Автор: Порчхидзе, Циала Давидовна
• Шифр специальности: 01.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Тбилиси
• Количество страниц: 140 c. : ил

ГЛАВА I. Вариации геомагнитного поля в средних

широтах (обзор литературы)

§1.1. Физическая классификация вариаций

геомагнитного поля

§ 1.2 flst - индекс и его природа

§ 1.3 DCF - вариация и её связь с параметрами магнитосферы и межпланетной среды

§ 1.4 Кольцевой ток в магнитосфере

( J)R - вариация)

ГЛАВА II. J)CF -вариация и поле спокойного кольцевого тока J)Rcn, на поверхности земли
§ 2.1 Определение полей DCF и f)Rпри различных уровнях возмущенности (по экспериментальным данным о геоцентрическом расстоянии до подсолнечной точки) 5!5
§ 2.2 Определение полей ])CF и J)Rctb по данным о параметрах плазмы солнечного ветра
§ 2.3 Об уровне отсчета Dsi - вариации
ГЛАВА III. Моделирование и некоторые геофизические эффекты развития кольцевых токов
§3.1 Ds-t- вариация на геомагнитных полюсах
§ 3.2 Моделирование кольцевого тока при различных временных изменениях функции инжекции
§ 3.3 Генерация КУП на разных фазах геомагнитных бурь
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Настоящая диссертация посвящена анализу некоторых закономерностей магнитного поля кольцевого тока, существующего в магнитосфере Земли в спокойные периоды и значительно усиливающегося во время геомагнитных бурь.
Актуальность проблемы. Вариации магнитного поля, обусловленные кольцевым током, относятся к классической проблеме геомагнетизма, обсуждаемой практически целое столетие. Наиболее ярко они проявляются в низких и средних широтах на фоне вариаций других типов. В последние годы заметно повысился интерес к изучению различных закономерностей кольцевого тока. Это связано с тем, что интенсивность наземных вариаций простым образом связана с общим энергосодержанием энергичных частиц в магнитосфере земли на расстояниях в несколько земных радиусов. Таким образом, регистрация наземных вариаций магнитного поля на геомагнитных широтах ф30-40° может использоваться для определения энергосодержания ионов с энергиями от нескольких кэВ до I МэВ в магнитосфере и служить целям диагностики радиационной безопасности.
Во время геомагнитных бурь в кольцевой ток инжектируется наибольшее количество энергии, поступающей в магнитосферу из межпланетной среды. Он становится основным носителем энергии, накопившейся в магнитосфере и постепенно диссипирующей как на меньшие высоты, так и из магнитосферы. Оценка этой энергии необходима для рассмотрения общего энергетического баланса магнитосферы в возмущенные периоды.
В связи с прямыми измерениями магнитных полей и плазмы в космическом пространстве появилась возможность связать их с определенными шипами вариаций магнитного поля на поверхности земли. Проведение калибровочных сопоставлений и определение количественных коэффициентов связи между параметрами межпланетной среды, геометрическими характеристиками магнитосферы и наземными вариациями геомагнитного поля стало актуальной проблемой геомагнетизма и всей физики магнитосферы.
Для этого было:
1. Проведено разделение наблюдаемых на Ф ~ 30-40° вариаций геомагнитного поля по их источникам, расположенным на поверхности магнитосферы (DCF ) и внутри неё ( ])R ). Исходными данными явились Дд-вариация геомагнитного поля и результаты прямых спутниковых наблюдений за положением как границы магнитосферы, так и параметров плазмы солнечного ветра.
2. Исследованы циклические закономерности выделенных вариаций.
3. Проанализировано распределение поля кольцевого тока на поверхности земли, в частности, выявлено существование такой вариации в приполюсной области.
Научная новизна работы определяется тем, что:
- показано, что разделение вариаций магнитного поля на части DCF и DR дает одинаковые результаты при использовании как данных о геоцентрическом расстоянии магнитопаузы в подсолнечной точке, так и прямых измерений плотности и скорости плазмы в межпланетной среде;
- исследованы циклические изменения:
а) коэффициентов связи между давлением солнечного ветра и наземными вариациями поля;
б) интенсивности кольцевого тока в спокойные периоды;

авроральная плазма является одновременно источником как полярных бурь, так и ЯЯ -токов. Изучение связи между Щ и ЯР -возмущениями дает возможность разобраться в процессе формирования Я& -токов. Как отмечалось выше, характерной особенностью магнитосферной суббури является вторжение плазмы из хвоста магнитосферы в её внутренние слои. При этом во внутреннюю магнитосферу вносится значительная энергия, величина которой достаточна для создания ЯЯ -токов Д4, 33/. Периодическое включение и выключение электрического поля, являющееся важной особенностью магнишосферных суббурь /59/, оказывается одним из возможных квазистационарных процессов ускорения частиц, когда период дрейфа частиц вокруг Земли близок к периоду повторяемости магнитосферных суббурь. В этом случае частицы, испытывающие многократное ускорение, приобретают достаточную энергию, чтобы приблизиться к Земле до расстояний, меньших Ь -оболочки зоны полярных сияний. Описанные выше механизмы инжекции плазмы во внутреннюю магнитосферу дополнены в последние годы новым источником поступления плазмы в кольцевой ток -ускорением ионосферных ионов и заполнение ими внутренних областей магнитосферы /143/.
Анализ пространственного распределения 2)$*- вариации в период главной фазы бури приведен в /70/. Понижение Н-компо-ненты геомагнитного поля наблюдается на всех долготах и амплитуда возмущения максимальна вблизи геомагнитного экватора.
По мере удаления от экватора горизонтальная компонента ])Я поля убывает приблизительно как аН=дЦэСО?ф /70У» гЯелНэ величина понижения поля на экваторе и ф -геомагнитная широта.