Нелинейные эффекты распространения быстрых магнитозвуковых волн в солнечной корональной плазме

• Автор: Афанасьев, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 119 с. : ил.

Содержание

Введение
Глава 1. Лучевой метод расчета распространения быстрых магнитозвуковых волн в солнечной короне
1.1. Приближение линейной геометрической акустики
1.2. Метод нелинейной геометрической акустики
1.3. Расчет амплитуды волны с помощью присоединенной
системы уравнений
1.4. Выводы
Глава 2. Моделирование распространения крупномасштабных
корональных быстрых магнитозвуковых волн
2.1. Крупномасштабные волны в солнечной короне
2.2. Распространение волн Мортона и Е1Т волн в сферически-
симметричной солнечной короне
2.3. Моделирование распространения реальной Е1Т волны и
сравнение с наблюдениями
2.4. Исследование распространения быстрой магнитозвуковой
волны в магнитосфере активной области
2.5. Выводы
Глава 3. Нелинейные эффекты распространения быстрой магнитозвуковой волны вблизи двумерной магнитной нулевой точки
3.1. Обзорные сведения о распространении быстрых магнитозвуковых волн в окрестности нулевой точки магнитного поля
3.2. Анализ распространения линейной волны вблизи двумерной магнитной нулевой точки

3.2.1. Линейная волна в холодной плазме
3.2.2. Линейная волна в теплой плазме
3.3. Анализ распространения ударной волны вблизи двумерной магнитной нулевой точки
3.3.1. Ударная волна в холодной плазме
3.3.2. Ударная волна в теплой плазме
3.4. Выводы
Заключение
Литература
Введение
Наступившая эра космических телескопов с высоким пространственным и временным разрешением предоставила новые возможности для детального наблюдения Солнца в различных спектральных диапазонах. Анализ наблюдений показывает, что повсеместно в солнечной короне присутствуют магнитогидродинамические волны [1-3]. Особое внимание исследователей физики Солнца привлекает быстрая магнитозвуковая мода, поскольку она свободно распространяется как вдоль, так и поперек магнитного поля, что часто наблюдается для реальных волновых возмущений в солнечной короне [4, 5]. Волны Мортона, наблюдаемые в линии На, и сравнительно недавно открытые в крайнем ультрафиолетовом диапазоне Е1Т волны, распространяющиеся на значительные расстояния вдоль солнечной поверхности, с большой долей вероятности представляют собой проявления корональных быстрых магнитозвуковых ударных волн [4, 6].
Решение проблемы распространения быстрых магнитозвуковых волновых возмущений в солнечной атмосфере представляет значительный интерес. Прежде всего, это дает вклад в понимание фундаментальных магнитогидродинамических процессов, происходящих в плазменных природных средах [7, 8]. С другой стороны, поскольку волны Мортона и Е1Т волны рождаются во время эрупций в активных областях, изучение их распространения поможет прояснить вопросы, связанные с процессами формирования корональных выбросов массы и возникновения солнечных вспышек [9]. Значимость этих вопросов определяется их несомненным прикладным характером, в частности, возможными геоэффективными последствиями [10, 11]. Эффекты кумуляции энергии быстрых магнитозвуковых волн при распространении в областях солнечной атмосферы, содержащих топологические особенности магнитного поля, являются особенно важными в связи с фундаментальной проблемой нагрева короны [12] и возможностью возбуждения магнитного пересо-

Приведем явный вид системы нелинейных лучевых уравнений. В трехмерной сферической геометрии используется упрощенный вариант системы:

— = 1 а +

Ки* К +к да

- а +
к и,л
к дкт ’ Л ка , да

+ к ,
к дка
. вер ( ки5Лк да г$ іп6>— = а + — — + к-
Л 2 ) к дк,„
вкг да
(1.36)
я + +К
дг кг

_ да ак дв

к + ?-к2в-к{
ГБІП#-

к - віп в кт к, г соэ О
дер 9 Л 9 Л
В двумерном случае в декартовых координатах система записывается:
вх г Л

киь а +
2 )к
киь а + —— )К
2 )к
& н** і да
ей дх
ж = да , Ь
Я дг

да дкх’ да

(1.37)
Обсудим ограничения метода нелинейной геометрической акустики для решения задачи распространения уединенной ударной волны. Прежде всего, должны быть справедливы основные допущения линейной геометрической акустики. Свойства волны и среды должны медленно меняться в про-