Высыпания электронов внешнего радиационного пояса в атмосферу по данным бортовых радиационных измерений ИСЗ "Метеор-3М №1"

• Автор: Зинкина, Марина Дмитриевна
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Москва - 2015 г

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

Формулировка проблемы и её актуальность

Задачи диссертационной работы

Научная новизна работы

Научная и практическая ценность работы

Основные положения, выносимые на защиту

Личный вклад автора

Структура и объём диссертации

Апробация диссертационной работы
ГЛАВА 1. РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА
1.1 Магнитная полость
1.2 Геомагнитное поле
1.3 Радиационные пояса Земли
1.4 Свистящие атмосферики
1.5 ОНЧ/КНЧ магнитосферные излучения: шипения, хоры, дискретные излучения
1.6 Электроны радиационных поясов
1.7 Атмосферные эффекты высыпаний электронов из радиационных поясов42 ГЛАВА 2. СТАТИСТИКА ВЫСЫПАНИЙ В АТМОСФЕРУ ЭЛЕКТРОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ ПОРЯДКА 100 КЭВ ПО ДАННЫМ РАДИАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ С БОРТА ИСЗ «МЕТЕОР ЗМ №1» ЗА 2002-2005 ГГ
2.1 Физика высыпаний электронов из радиационных поясов и принципы выделения событий высыпаний в данных бортовых измерений ИСЗ «Метеор-3 М №1»
2.2 Частота появления событий высыпаний в зависимости от параметра
Мак-Илвайна
2.3 Частота встречаемости различных значений скорости счёта в событиях высыпаний

ГЛАВА 3. СТИМУЛИРОВАННЫЕ ВЫСЫПАНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ БОЛЕЕ 40 КЭВ ПО ДАННЫМ РАДИАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
С БОРТА ИСЗ «МЕТЕОР-ЗМ №1.»
3.1 Возможность регистрации стимулированных высыпаний электронов радиационных поясов с борта ИСЗ «Метеор-ЗМ №1»
3.2 Наблюдения стимулированных высыпаний электронов с энергией более 40 кэВ с борта ИСЗ «Метеор-ЗМ №1»
3.3 Интерпретация результатов наблюдений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Формулировка проблемы и ее актуальность
Одной из актуальных проблем физики околоземного космического пространства является исследование динамики радиационных поясов Земли и сопутствующих геофизических явлений. Энергия частиц, запасённых в радиационном поясе велика - она составляет 1015-1010 Дж, что по порядку величины сравнимо с энергией, выделяемой при ядерпом взрыве. Структуру и динамику радиационных поясов определяют три процесса: инжекция
заряженных частиц в область захвата, диффузия таких частиц поперёк магнитного поля и их утечка из области захвата. Динамическое равновесие между инжекцией, диффузией и утечкой заряженных частиц обеспечивает стационарность (в среднем) поясов. Утечка из области захвата, в конце концов, реализуется как высыпание энергичных частиц в атмосферу. В высоких широтах энергичные электроны из внешнего радиационного пояса вдоль геомагнитных силовых линий способны проникать в среднюю атмосферу, где они теряют энергию на образование локальных трасс повышенной ионизации. Высыпающиеся электроны представляют собой основной источник ночной ионизации на высотах 70-90 км. Высыпание энергичных частиц радиационных поясов в атмосферу меняет её состав на больших высотах, а, следовательно, и прозрачность в различных участках спектра. Считается, что высыпания - это доминирующий прямой источник окислов азота в субавроральных широтах мезосферы. Таким образом, высыпания электронов из внешнего радиационного пояса - это один из агентов, обеспечивающих магнитосферно-атмосферные связи.
В течение четырёх лет с 2002 по 2005 годы на околоземной квазикруговой полярной орбите на высоте ~ 1000 км функционировал

рассеяние на нейтральных компонентах и резонансное взаимодействие с электромагнитными волнами [73,74].
1.4 Свистящие атмосферики
Грозовая активность очень распространённое атмосферное явление (100 молний в секунду на Земле). При грозовых разрядах возбуждаются электромагнитные волны в широком диапазоне частот, включая и радиоволны. В диапазоне частот от десятков Гц до десятков кГц волны высоких частот распространяются быстрее низких, поэтому радиосигналы в радиоприёмнике издают характерный свистящий звук, а волны называют свистами или свистящими атмосфериками. Удельная мощность свистов достигает максимума на частоте около ЮкГц. Свисты распространяются в плазмосферных дактах вдоль магнитного поля между магнитосопряжёнными точками, отражаясь от ионосферы (рисунок 10) [87, 46, 47]. Свисты могут иметь как левую, так и правую круговую поляризацию.
Рисунок 10 - Характерная траектория свистовой волны в магнитосфере.