авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 ||

Резкие границы мелкомасштабных и среднемасштабных плазменных структур солнечного ветра

-- [ Страница 2 ] --

Проведено сопоставление больших и быстрых изменений динамического давления солнечного ветра по данным спутника “Интербол-1” и аппарата WIND с одновременными возмущениями магнитного поля в магнитосфере, измеренными на геостационарной орбите на спутниках GOES-8, 9 и 10. Показано, что быстрые и большие изменения динамического давления солнечного ветра всегда являются причиной быстрых вариаций магнитного поля во внешней магнитосфере независимо от поведения межпланетного магнитного поля. На отдельных примерах показано, что воздействие резких и больших по амплитуде изменений динамического давления солнечного ветра проявляется также и в наземных наблюдениях, приводя к синхронным возмущениям геомагнитного поля на низких широтах и к возбуждению низкочастотных пульсаций на высоких широтах.

ГЛАВА 3 посвящена сопоставлению одновременных наблюдений больших и резких скачков потока ионов солнечного ветра на нескольких космических аппаратах. Такое сопоставление свидетельствует об их хорошей корреляции, что указывает на достаточную (не менее одного часа) стабильность их во времени и довольно высокую однородность в направлении, перпендикулярном линии Солнце - Земля, на масштабе порядка 50-80 RE. Рассмотрена возможная зависимость отличий в амплитуде и виде скачка от пространственного расположения аппаратов, не обнаружено корреляции этих различий с изменением расстояния между аппаратами как вдоль линии Солнце - Земля, так и поперек нее.

На основе анализа временных задержек в наблюдении на нескольких космических аппаратах фронтов больших и резких скачков потока ионов (плотности) плазмы солнечного ветра удалось впервые определить ориентацию этих фронтов как относительно линии Солнце - Земля, так и в трехмерном пространстве. Процедура определения "одномерного" угла наклона фронта заключалась в следующем: для плоского фронта время его движения между двумя аппаратами в общем виде определяется как сумма времени конвективного движения фронта между аппаратами и времени дополнительной задержки (положительной или отрицательной) регистрации фронта, обусловленной его наклоном. На основе информации о расположении аппаратов и о величине задержки (как разнице между различием во времени наблюдения фронтов на разных КА и времени конвективного движения солнечного ветра между ними) для каждого из исследуемых явлений были проведены оценки угла, отражающего ориентацию соответствующих фронтов.

Процедура определения углов наклонов фронтов в трехмерном пространстве проводилась аналогичным образом, но с использованием данных трех и более аппаратов. Наклоны резких фронтов потока (плотности) плазмы к линии Солнце - Земля или к плоскости эклиптики и плоскости XSEZSE имеют достаточно широкий спектр распределения ориентации нормалей к фронту вплоть до самых больших отклонений. При этом несколько преобладает число фронтов, ориентированных в направлении закрутки паркеровской спирали. Средний наклон рассмотренных фронтов к плоскости, перпендикулярной линии Солнце - Земля, составляет около 30°, однако количество фронтов с большими углами наклона (больше 30°) составляет около 50% от общего их числа. Пространственное распределение углов ориентации плоскости фронта часто соответствует большим наклонам фронта к обоим координатным плоскостям - XSEYSE и XSEZSE.



Важнейшим вопросом для оценки надежности полученных выше наклонов фронтов плазмы является применимость базовой гипотезы о том, что фронт резкого скачка действительно можно считать достаточно плоским для расстояний между космическими аппаратами в несколько десятков RE. Проверка этого предположения была сделана путем сравнения углов наклона, определенных для одного и того же события независимо по задержкам наблюдений на двух разных парах аппаратов: “Интербол-1” / WIND и IMP-8 / WIND (или Geotail / WIND). Совпадение этих оценок для разных пар свидетельствовало об обоснованности в большинстве случаев гипотезы о плоском фронте для рассматриваемых масштабов (~80 RE).

Таким образом, общепринятое предположение об ориентации резких фронтов плазмы перпендикулярно линии Солнце - Земля выполняется (с точностью ± 30°) лишь примерно в половине событий. Данный факт важно учитывать при исследовании пространственно-временных корреляций параметров солнечного ветра по нескольким космическим аппаратам. Вопрос о взаимодействии солнечного ветра с магнитосферой также требует учета ориентации фронтов в плазме и в магнитном поле для более точной оценки времени прихода возмущений и положения области их набегания на околоземную ударную волну и магнитопаузу.

Для отдельных событий с достаточно сильным изменением модуля межпланетного магнитного поля, синхронным с изменением потока ионов солнечного ветра, было проведено сопоставление ориентаций плазменных и магнитных фронтов. Показано хорошее соответствие этих ориентаций для нескольких конкретных случаев.

В ГЛАВЕ 4 рассмотрен вопрос о балансе и дисбалансе давления на резких скачках потока ионов солнечного ветра.

Полное давление определялось как сумма тепловых давлений протонов, электронов, альфа-частиц и магнитного давления. Для этого использовались данные космического аппарата WIND (ионная и электронная температуры, переносная скорость солнечного ветра, магнитное поле) и спутника “Интербол-1” (поток ионов солнечного ветра, магнитное поле). На основании этих же данных вычислялись величины параметра (отношения теплового и магнитного давлений). Вклад альфа-частиц в полное тепловое давление приближенно принимался равным одной десятой от вклада протонов.

Приведены результаты статистики баланса давлений на 207 резких границах. В 55% событий суммарное (т.е. изотропное тепловое плюс магнитное) давление сохраняется с точностью до 10%, а в 13% событий суммарное давление меняется на границе более, чем на 30%. Влияние возможной анизотропии ионной температуры как причины дисбаланса таким образом оцененного давления оказывается весьма малым. Для этой оценки был проведен статистический анализ анизотропии протонных температур (по данным прибора SWE на аппарате WIND) для ряда рассматриваемых событий (155 событий). Показано, что в среднем анизотропия температуры ионов как для случаев с сохранением, так и для случаев с несохранением баланса давлений составляет приблизительно 1,1. Число событий с анизотропией 1,2 –1,4 несколько преобладает для событий с дисбалансом давлений. При замене в оценке баланса давлений изотропной температуры на перпендикулярную магнитному полю составляющую ионной температуры количество событий с дисбалансом давлений уменьшилось на 15% (по отношению к оценке на основе изотропной температуры), а число событий с балансом давлений увеличилось на 2%, так что можно сказать: существенных изменений в статистических результатах не наблюдалось.

Показано, что в тех случаях, когда баланс давлений сохраняется, магнитное давление обычно сравнимо по величине с плазменным давлением. В тех же случаях, когда баланс давлений не сохраняется, изотропное тепловое давление, как правило, преобладает над магнитным давлением. Для событий с несохранением баланса давлений может быть рассмотрена возможная эволюция размеров мелкомасштабных структур солнечного ветра. Сравнение наблюдения эволюции узкого импульса потока и поля в плазме солнечного ветра с МГД - моделированием изменения ширины импульса в движущейся среде дает хорошее их совпадение.

Проведена классификация рассматриваемых резких границ по гидродинамическим типам разрывов, в частности, около 50% этих границ удовлетворяют признакам тангенциального разрыва.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ сформулированы основные результаты и выводы работы.

Основные результаты диссертационной работы

  1. Проведено детальное исследование резких границ мелкомасштабных и среднемасштабных плазменных структур солнечного ветра, на основе систематических измерений спутника “Интербол-1” с высоким временным разрешением (измерения проводились на орбите Земли). Такие границы наблюдаются как быстрые и большие по амплитуде изменения потока ионов солнечного ветра
  1. Изучено поведение параметров солнечного ветра (направленная скорость, тепловая скорость) и межпланетного магнитного поля во время рассматриваемых резких изменений потока ионов солнечного ветра. Установлено, что резкие и большие по амплитуде изменения потока ионов солнечного ветра являются преимущественно изменениями плотности. Исследованы типичные условия солнечного ветра, в которых чаще всего наблюдаются резкие скачки потока ионов солнечного ветра.
  1. Установлено влияние резких и больших по амплитуде изменений динамического давления солнечного ветра на геомагнитное поле Земли даже при отсутствии вариаций величины и направления межпланетного магнитного поля.
  1. Оценены наклоны фронтов больших и резких скачков потока ионов солнечного ветра как относительно линии Солнце – Земля, так и в трехмерном пространстве. Получено, что в 50% случаев эти фронты имеют наклоны > 30° к плоскости, перпендикулярной линии Солнце - Земля.
  1. Изучен вопрос о сохранении и несохранении баланса суммарного (теплового плюс магнитного) давления на резких границах структур солнечного ветра. Показано, что лишь в половине случаев можно утверждать о соблюдении баланса давлений на таких границах с точностью до 10%.

Список основных работ автора по теме диссертации:

Рязанцева М.О., Далин П.А., Застенкер Г.Н. Статистический анализ быстрых и больших импульсов потока ионов (плотности) солнечного ветра по данным спутника “Интербол-1”. Труды конференции по физике солнечно - земных связей, Иркутск, 24-29 сентября 2001г. // Солнечно-земная физика. 2002. Вып.2 (115). Иркутск. C.89-92.

Застенкер Г.Н,. Далин П.А, Рязанцева М.О. О надежности предсказания прихода к Земле возмущений солнечного ветра и межпланетного магнитного поля по данным удаленного монитора. Труды конференции по физике солнечно-земных связей, Иркутск, 24-29 сентября 2001г. // Солнечно-земная физика. 2002. Вып.2 (115). Иркутск. C.64-67.

Рязанцева М.О., Далин П.А., Застенкер Г.Н., Пархомов В.А., Еселевич В.Г., Еселевич М.В., Ричардсон Дж. Свойства резких и больших скачков потока ионов (плотности) солнечного ветра // Космич. исслед. 2003. Т.41. №4. С. 405-416.

Рязанцева М.О., Далин П.А., Застенкер Г.Н., Ричардсон Дж. Ориентация резких фронтов плазмы солнечного ветра // Космич. исслед. 2003. Т.41. №4. С. 395-404.

Бархатов Н.А., Королев А.В., Застенкер Г.Н., Рязанцева М.О., Далин П.А. МГД - моделирование динамики резких возмущений межпланетной среды в сравнении с наблюдениями на космических аппаратах // Космич. исслед. 2003. Т.41. №6. С. 563-573.

Бархатов Н.А., Королев А.В., Застенкер Г.Н., Рязанцева М.О., Далин П.А. МГД - моделирование плазменных импульсов в солнечном ветре // Актуальные проблемы физики солнечной и звездной активности. Сборник докладов конференции. Нижний Новгород. 2003. С.201-204.

Рязанцева М.О., Хабарова О.В., Застенкер Г.Н., Ричардсон Дж. Резкие границы пламенных структур солнечного ветра и баланс давлений на них // Космич. исслед. 2005. Т. 43. № 3, С.163-170

.

Riazantseva M.O., Dalin P.A., Zastenker G.N. Statistical study of the sharp and large solar wind ion flux changes by INTERBALL-1 satellite measurements // Proceedings of WDS'01 Conference. Part II. Physics of plasmas and ionized media. 2001. P.233-238.

Riazantseva M.O,. Dalin P.A, Zastenker G.N. Orientation of the sharp solar wind plasma fronts // Proceedings of WDS'02 Conference. Part II. Physics of plasmas and ionized media. 2002. P.238-243.

Riazantseva M.O, Skalsky A.A, Zastenker G.N., Asadchy A.Yu. Comparision of the inclinations of near simultaneous sharp solar wind plasma and IMF phase fronts // Proceedings of WDS'03 Conference. Part II. Physics of plasmas and ionized media. 2003. P. 276-281.

Riazantseva M.O., Zastenker G.N., Richardson J.D. The Sharp Boundaries of the Solar Wind Plasma and Magnetic Field Structures // Proceedings of international conference “Problems of Geocosmos “. St-Petersburg. 2004. P.146-149.

Borodkova N., Zastenker G., Riazantseva M., Richardson J. Large and sharp solar wind dynamic pressure variations as a source of geomagnetic field disturbances at the geosynchronous orbit // Planet. Space Sci., 2005. V.53. №1-3. P. 25-32.

Parkhomov V. A., Riazantseva M. O, Zastenker G. N. Local amplification of auroral electrojet as a response to a sharp solar wind pressure pulse // Planet. Space Sci., 2005. V.53. №1-3. P.265-274.



Pages:     | 1 ||
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.