Токовый слой со среднемасштабной турбулентностью и динамика плазменного слоя хвоста магнитосферы Земли

• Автор: Овчинников, Илья Львович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 96 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Экспериментальные свидетельства перемешивания плазменного слоя
1.1. Измерения электрических полей и скоростей в плазменном слое и авроральных областях
1.2. Спектр магнитосферной турбулентности
1.3. Коэффициент турбулентной диффузии
1.4. Меридиональное распределение температуры в аврораль-
ной области
2. Модель турбулентного токового слоя
2.1. Неэквипотенциальность магнитных силовых линий и сжатие магнитных силовых трубок
2.2. Равновесие в условиях конвективного и турбулентного переноса
2.3. Одномерная модель магнитостатически равновесного слоя
2.4. Определение зависимости давления от вектор-потенциала магнитного поля
2.5. Экспериментальные оценки коэффициента турбулентной диффузии
2.6. Плазменный слой хвоста магнитосферы Земли
2.7. Двумерные решения в хвостовом приближении
2.8. Вытягивание силовых линий в хвост

3. Трехмерное моделирование. Зависимость от межпланетного магнитного поля
3.1. Используемые приближения
3.2. Структура плазменного слоя при южной ориентации ММП
3.3. Структура плазменного слоя при северной ориентации ММП
3.4. Модель Цыганенко-96 и структура плазменного слоя
4. Моделирование формирования тета-авроры
4.1. Дуги в полярной шапке и явление тета-авроры
4.2. Моделирование динамики плазменного слоя при северной ориентации ММП
5. Определение коэффициента турбулентной диффузии в плазменном слое по данным проекта ИНТЕРБОЛ
5.1. Описание прибора
5.2. Расчет коэффициента диффузии
6. Динамический хаос и незамагниченный характер движения электронов
6.1. Незамагниченность движения электронов плазменного слоя
и её возможные причины
6.2. Анализ движении частиц в неоднородном электрическом и однородном магнитном полях
Список литературы

Введение
Актуальность темы.
Многочисленные данные экспериментальных наблюдений в хвосте магнитосферы Земли привели к необходимости пересмотра основных представлений о роли различных физических процессов в данной области магнитосферы. Было показано, что флуктуирующая компонента скорости плазмы намного превышает регулярную, а транспорт плазмы осуществляется без сохранения числа частиц в магнитной силовой трубке. Проведение работ в рамках международного проекта ИНТЕРБОЛ потребовало создания модели, адекватно описывающей данные экспериментальных наблюдений. При создании такой модели необходимо было учитывать, что в большинстве случаев регулярная скорость движения плазмы много меньше звуковой и альвеновской, т. е. соблюдается условие магнитостатического равновесия. Модель должна была описывать динамику плазмы во время магнитосферных суббурь (утоныпение плазменного слоя без его сжатия во время подготовительной фазы суббури и утолщение во время взрывной фазы). Модель должна была также описывать изменение распределения плазмы в плазменном слое при изменениях величины и направления межпланетного магнитного поля (ММП).
Цели работы
Целью работы являлось исследование роли турбулентных процессов в плазменном слое хвоста магнитосферы Земли и построение модели магнитостатически равновесного плазменного слоя с развитой турбулентно-

Рис. 11. Рассчитанные по модели и измеренные экспериментально значения коэффициента турбулентной диффузии. Сплошные кривые — расчеты по модели на базе данных [49]: нижняя — за 22.5-0 минут до начала взрывной фазы, верхняя — через 45-67.5 минут после начала взрывной фазы. Штриховая кривая — данные измерений [27].