Тонкая структура пространственно-временных вариаций полярных сияний во время суббури

• Автор: Корнилов, Олег Ильич
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 160 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Современные представления о магнитосферной суббуре

1.1. Магнитосферная суббуря. Фазы развития суббури

1.2. Микроструктура суббури

1.3. Представления о структуре двойного овала полярных сияний

1.4. Механизмы начала суббури и локализация ее очага

1.5. Диффузное свечение и овал дискретных форм сияний

1.6. Постановка задачи 41 Глава 2. Методика обработки экспериментальных данных и

алгоритмы, разработанные для решения поставленных задач

2.1. Используемые данные
2.2. Система оцифровки телевизионных данных
2.3. Проекция телевизионных данных на карту или на прямоугольную сетку
2.4. Методы расчета скоростей движения авроральных форм по телевизионным данным
2.5. Использование методов повышения качества изображений для обработки авроральных телевизионных данных
2.6. Программное обеспечение, разработанное для обработки экспериментальных данных
Глава 3. Результаты анализа наблюдений диффузного свечения и
дискретных форм сияний во время суббури
3.1. Пространственно-временные особенности диффузного свечения на предварительной фазе суббури
3.2. Пульсации в диффузном свечении в экваториальной части аврорального овала

3.3. Морфология двойных брейкапов и динамика дуг
3.4. Корреляция свечения сияний в двойном овале
3.5. Два типа развития сияний во время взрывной фазы суббури
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
В диссертации представлены результаты исследования тонкой структуры пространственно-временных вариаций диффузных и дискретных форм полярных сияний и их взаимосвязи во время суббури при использовании разработанных соискателем оригинальных алгоритмов и компьютерных программ для обработки телевизионных изображений.
Актуальность проблемы
Магнитосфера Земли представляет собой уникальную природную лабораторию, в которой можно изучать поведение плазмы в различных условиях в присутствии электрических и магнитных полей. Одной из актуальных задач современной физики магнитосферы является построение модели магнитосферной суббури, центральное место в которой занимают механизм начала суббури и его локализация.
В результате проведенных в последние десятилетия исследований магнитосферной суббури появилось немало различных моделей суббури, однако ни одна из них не может объяснить все наблюдаемые во время суббури явления. До сих пор нет единого мнения о том, где локализован источник возмущения, приводящего к началу взрывной фазы суббури и каков сам механизм начала суббури. Для построения модели суббури необходимо исследовать закономерности развития возмущений, пространственные и временные характеристики процессов, происходящих в магнитосфере и ионосфере на разных фазах суббури. Полярные сияния, являясь ионосферным отображением магнитосферных процессов и индикатором вторгающихся частиц, представляют собой наиболее удобный инструмент такого исследования, т.к. позволяют получать информацию в реальном времени на больших пространственных и временных масштабах, что невозможно сделать с помощью спутников.

В их сценарии формирующаяся на -22^-30 R« нейтральная линия
генерирует быстрые потоки к Земле, на расстояниях — 10 Re они внезапно тормозятся, и это приводит к разрыву токового слоя, образованию токового клина и уярчению дуги. В связи с этим сценарием также возникают проблемы. Во-первых, торможение быстрого потока не может происходить дольше, чем существует сам поток (~ 5 минут), т.е. уярчение должно было бы наблюдаться только ~ 5 минут. Во-вторых, выяснилось, что не все быстрые потоки (BBFs) связаны с активизациями суббури.
В моделях второго типа предполагается, что в ближней к Земле области за несколько минут до брейкапа ток хвоста становится неустойчивым, часть его в виде токового клина, образованного двумя продольными токами и западным электроджетом, ответвляется в ионосферу. Это сопровождается диполяризацией магнитосферного магнитного поля и инжекциями ускоренных частиц (Lui, 1996). Область пониженной эффективной проводимости в магнитосфере, появление которой приводит к ответвлению части тока хвоста в ионосферу, обязательно связана с усилением процесса хаотизации и нарушением адиабатичности в ближней к Земле области плазменного слоя. К ее появлению может приводить развитие какой-либо волновой неустойчивости. Наиболее подходящими кандидатурами являются перестановочная или какая-либо из разновидностей баллонной неустойчивости (Roux et at., 1991; Samson et al., 1996).
Интересно, что диполяризация магнитосферного магнитного поля в ближней к Земле области сопровождается усилением его вытягивания в более отдаленной области хвоста. Это позволяет включить процесс пересоединения в модели второго класса и получить синтезированную модель прямо противоположную модели Хэрендела и Шиокавы. В ней пересоединение в более далеком хвосте, связанное с дополнительным утоныпением здесь