Введение к работе
В диссертации рассмотрены некоторые вопросы теории магнитосферно-ионосферных неустойчивостей и возмущений в области продольных токов и окрестности дуг полярных сияний.
Актуальность. В последние десятилетия изучение околоземного космического пространства стало одной из наиболее быстро развивающихся отраслей науки. Это связано с практическими потребностями в повышении надежности радиосвязи, обеспечении работоспособности космических аппаратов, радиационной безопасности, а также с возможным влиянием естественных электромагнитных возмущений на самочувствие людей.
Зоны продольных токов занимают ключевое место в магнитосферно-ионосферной системе, поскольку именно они являются тем каналом, по которому энергия, поступающая в магнитосферу из солнечного ветра, передается в ионосферу. В области продольных токов происходят высыпания в ионосферу энергичных частиц и развитие авроральных структур. С другой стороны, в связанных с продольными токами областях магнитосферы расположены орбиты геостационарных спутников, играющих важную роль в современных системах передачи информации. Проблема защиты находящейся на этих спутниках дорогостоящей электронной аппаратуры от разрушительного воздействия потоков энергичных магнитосферных частиц приобрела первостепенную важность.
В связи с этим все более важным становится вопрос
прогнозирования магнитосферно-ионосферных возмущений,
решение которого невозможно без понимания физики процессов в магнитосферно-ионосферной системе. Несмотря на достигнутый в последние годы значительный прогресс ионосферно-магнитосферной физики, связанный с совершенствованием техники экспериментов, многие важные вопросы остаются пока без однозначных ответов. Поэтому интерес к проблемам магнитосферно-ионосферного взаимодействия не ослабевает, о чем свидетельствует поток публикаций на эту тему, а также существование традиционных и открытие новых семинаров по проблемам ионосферно-магнитосферной физики.
Цель работы - теоретическое исследование некоторых вопросов развития магнитосферно-ионосферных неустойчивостей и возмущений в области продольных токов.
Научная новизна. По степени новизны полученные в работе результаты можно разделить следующим образом:
1) исследования такого рода ранее проводились, но не были
достаточны (магнитосферно-ионосферная неустойчивость расслоение
конвекции в области продольных токов зоны 2; механизмь
образования области пониженной концентрации плазмы около дуг*
полярного сияния; поведение температуры электронов в областях
ионосферы с пониженным содержанием плазмы; возбуждение и
распространение в ионосфере волн ионизации, обусловленны>
зависимостью коэффициента рекомбинации от температурь
электронов);
2) дается новое объяснение известным явлениям
(трансформация магнитозвуковой волны в альвеновскую при
изменении давления солнечного ветра)
3) исследования такого рода ранее не проводились (генерацш
альвеновской волны ионосферной неоднородностью в облаете
фонового продольного тока; трехдипольная модель внезапногс
импульса; неустойчивость конвекции в магнитосферно-ионосфернои
системе, обусловленная нарушением вмороженности горячих ионої
плазменного слоя).
Практическая ценность работы. Проведенные исследование важны для решения проблем магнитосферно-ионосферногс взаимодействия, связанных с передачей энергии из магнитосферы і ионосферу. Рассмотренные в работе неустойчивости конвекции могут быть ответственны за формирование дуг полярных сияний Получены формулы, позволяющие оценить электрическое поле продольные токи и наземный магнитный эффект при изменение динамического давления солнечного ветра. Эти результаты могу] быть использованы для прогноза магнитосферно-ионосферных возмущений.
Реализация работы. Исследования по теме диссертации проведены в рамках плановых тем лаборатории магнитосферно-ионосферной физики ПГИ КНЦ РАН. Результаты работь используются для развития прогностической модели генерации магнитосферной суббури, развиваемой в ПГИ.
Апробация. Результаты исследований докладывались т ежегодных всероссийских семинарах "Физика авроральных явлений' (г. Апатиты, 1993-1997г.г.), на конференции "Математические модели ближнего космоса" (Москва, 1993г.), на международных конференциях, совещаниях и рабочих встречах: "Исследование
атмосферы оптическими методами" (г. Апатиты, Россия, 1993), Ежегодная конференция EGS (г. Гренобль, Франция, 1994), "E-region plasma instabilities" (г. Линдау, Германия, 1995), "Проблемы геокосмоса" (г. Санкт-Петербург, Россия, 1996).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей.
На защиту выносятся:
1. Структура уходящей альвеновской волны, генерируемой возмущением
ионосферной проводимости в области фонового продольного тока.
2. Механизм генерации альвеновской волны в магнитосфере при
изменении динамического давления солнечного ветра.
3. Механизм развития в магаитосферно-ионосферной системе
неустойчивости, связанной с нарушением вмороженности горячих ионов
плазменного слоя и приводящей к расслоению магаитосферной
конвекции.
4. Результаты изучения по данным EISCAT-радара поведения температуры
ионосферных электронов в высокоширотных плазменных полостях и
желобах, связанных с сильным электрическим полем.
