Дослідження збурень та колективних рухів плазми у внутрішній магнітосфері Землі
Рубрика:
1Черемних, ОК, Парновський, ОС, Агапітов, ОВ 1Інститут космічних досліджень Національної академії наук України та Державного космічного агентства України, Київ |
Косм. наука технол. 2008, 14 ;(5):095-106 |
https://doi.org/10.15407/knit2008.05.095 |
Мова публікації: російська |
Анотація: Досліджується генерація, стійкість і спектр власних поперечно-дрібномасштабних УНЧ-збурень магнітосферного резонатора з урахуванням тиску, його градієнта, кривини силових ліній та скінченної провідності іоносфери. Отримано систему рівнянь для малих поперечно-дрібномасштабних збурень статичної МГД-рівноваги, що описують «зачеплені» альвенівські й повільні магнітозвукові моди у дипольній моделі внутрішньої магнітосфери Землі. Ці рівняння доповнені комплексними граничними умовами на іоносфері з дисипацією. За допомогою енергетичного принципу було встановлено, що стійкість системи визначається жолобковими модами при скінченній провідності іоносфери та ідеальними балонними – при нескіченній. Для обох типів збурень були отримані критерії стійкості. Встановлено, що спектр власних збурень є дискретним, його лінії мають скіченну ширину через наявність різних поляризацій, а частоти альвенівських мод зменшуються при зменшенні провідності, внаслідок чого при певній провідності перша альвенівська мода зникає. Ці результати було перевірено числовими розрахунками та спостережними даними.
|
Ключові слова: іоносфера, поперечно-дрібномасштабні збурення, резонатор |
References:
1. Агапитов А. В., Парновский А. С, Черемных О. К. Спектр поперечно-мелкомасштабных возмущений во внутренней магнитосфере Земли // Кинематика и физика небес, тел.—2006.—22, № 6.—С. 387—401.
2. Агапитов А. В., Черемных О. К. Генерация солнечным ветром собственных ULF-мод магнитосферы Земли // Космічна наука і технологія.—2008.—14, № 4.— С. 72—81.
3. Клейменова Н. Г. Геомагнитные пульсации // Модель космоса. — М.: Университет. Книжный дом, 2007.— Т. 1.—872 с.
4. Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. — М.: Мир, 1980.—299 с.
5. Парновский А. С. Оценка влияния накачки частиц из хвоста магнитосферы на УНЧ-возмущения плазмы в утренне-вечернем секторе // Седьмая укр. конф. по перспективным космич. исслед.: Тез. докл. — Евпатория, 2007.—С. 95.
6. Парновский А. С, Черемных О. К. Анализ устойчивости и спектра собственных баллонных возмущений «теплой» плазмы во внутренней магнитосфере Земли // Третья укр. конф. по перспективным космич. исслед.: Тез. докл. — Кацивели, 2003.—С. 126.
7. Парновский А. С, Черемных О. К. Анализ спектра собственных МГД-возмущений в «теплой» плазме во внутренней магнитосфере Земли // Космічна наука і технологія.—2003.—9 № 5/6.—С. 111 — 116.
8. Парновский А. С, Черемных О. К. Спектр баллонных возмущений с произвольной поляризацией во внутренней магнитосфере Земли // Космічна наука і технологія.—2006.—12, № 1/2.—С. 49—56.
9. Парновский А. С, Черемных О. К. Желобковые и несжимаемые возмущения во внутренней магнитосфере Земли // Кинематика и физика небес, тел.—2006.— 22, № 1.—С. 65—75.
10. Пудовкин М. И., Распопов О. М., Клейменова Н. Г. Возмущения электромагнитного поля Земли. Часть 2. Короткопериодные колебания геомагнитного поля. — Л.: ЛГУ, 1976.—271 с.
11. Черемных О. К., Бурдо О. С, Кременецкий И. А., Парновский А. С. К теории МГД-волн во внутренней магнитосфере Земли // Космічна наука і технологія.— 2001.—7, № 5/6.—С. 44—63.
12. Черемных О. К., Бурдо О. С, Кременецкий И. А., Парновский А. С. К теории МГД-волн во внутренней магнитосфере Земли // Первая укр. конф. по перспективным космич. исслед.: Тез. докл. — Киев, 2001.— С. 68—69.
13. Черемных О. К., Парновский А. С. Баллонные моды во внутренней магнитосфере Земли с учетом конечной проводимости ионосферы // Космічна наука і технологія.—2004.—10, № 5/6.—С. 82—86.
14. Черемных О. К., Парновский А. С. Влияние конечной проводимости ионосферы на баллонные моды во внутренней магнитосфере Земли // Четвертая укр. конф. по перспективным космич. исслед.: Тез. докл. — Понизовка, 2004.—С. 68.
15. Черемных О. К., Парновский А. С. Баллонные моды с произвольной поляризацией во внутренней магнитосфере Земли с учетом конечной проводимости ионосферы // Пятая укр. конф. по перспективным космич. исслед.: Тез. докл. — Евпатория, 2005.—С. 78.
16. Черемных О. К., Парновский А. С, Агапитов А. В. Анализ спектра и устойчивости собственных поперечно-мелкомасштабных МГД-возмущений во внутренней магнитосфере Земли // Шестая укр. конф. по перепек-
тивным космич. исслед.: Тез. докл. — Евпатория, 2006.—С. 40.
17. Черемных О. К., Парновский А. С, Бурдо О. С. Теория баллонных неустойчивостей во внутренней магнитосфере Земли // Вторая укр. конф. по перспективным космич. исслед.: Тез. докл. — Кацивели, 2002.—С. 28.
18. Agapitov A. V., Cheremnykh О. К., Parnowski A. S. Comparison of magnetometric observational data with theoretical model of ballooning eigenmodes in the inner magnetosphere of the Earth // Proc. 2007 EGU Assembly. — Vienna (Austria), 2007.—EGU2007-A-04392.
19. Balogh A., Carr С M., Acuca M-H., et al. The cluster magnetic field investigation: Overview of in-flight performance and initial results // Ann. geophys.—2001.—19.— P. 1207—1217.
20. Chen L., Hasegawa A. A theory of long-period magnetic pulsations. 1. Stady state exitation of field line resonanct // J. Geophys. Res.—1974.—79.—P. 1024—1032.
21. Cheremnykh O. K., Burdo O. S., Parnowski A. S. To the theory of the ballooning perturbations in the inner magneto-sphere of the Earth // Proc. 29th EPS Conference on Plasma Physics and Controlled Fusion. — Montreux (Switzerland): ECA, 2002.—26B—P. 4033—4036.
22. Cheremnykh О. К., Parnowski A. S. Theory of ballooning instabilities in the inner magnetosphere of the Earth // Proc. 34th COSPAR General Assembly. — Houston (USA), 2002.
23. Cheremnykh О. К., Parnowski A. S. The theory of ballooning perturbations in the inner magnetosphere of the Earth // Adv. Space Res.—2004.—33, N 5.—P. 769— 773.
24. Cheremnykh О. К., Parnowski A. S., Burdo O. S. Ballooning modes in the inner magnetosphere of the Earth // Planet. Space Sci.—2004.—55, N 13.—P. 1217—1229.
25. Cheremnykh О. К., Parnowski A. S. Ballooning modes in the inner magnetosphere of the Earth: spectrum and stability // Proc. 35th COSPAR General Assembly. — Paris (France), 2004.—P. 228.
26. Cheremnykh О. К., Parnowski A. S. Influence of ionospheric conductivity on the ballooning modes in the inner magnetosphere of the Earth // Adv. Space Res.—2006.— 37, N 3.—P. 599—603.
27. Cheremnykh О. К., Parnowski A. S. On the influence of the resistive ionosphere on the ballooning stability of a magnetospheric plasma // Ukr. J. Phys.—2006.—51, N 4.—P. 346—351.
28. Cheremnykh О. К., Parnowski A. S. Flute and Ballooning Modes in the Inner Magnetosphere of the Earth: Stability and Influence of the Ionospheric Conductivity // Space Science: New Research / Ed. by N. S. Maravell. — New York: Nova Sci. Pubis, 2006.—P. 71 — 108.
29. Cheremnykh О. К., Parnowski A. S. Ballooning perturbations in the inner magnetosphere of the Earth: spectrum, stability and eigenfunction analysis // Proc 36* COSPAR General Assembly. — Beijing (China), 2006.— COSPAR2006-A-00194.
30. Cheremnykh О. К., Parnowski A. S. Ballooning modes stability of the inner magnetosphere of the Earth with resistive ionospheres // Proc. 13* International Congress on Plasma Physics ICPP 2006. — Kyiv (Ukraine), 2006.— P. C003.
31. Hudson M. К., Denton R. E., Lessard M. R., et al. A study of Pc-5 ULF oscillations // Ann. geophys.—2004.—22.— P. 289—302.
32. Kepko L., Spence H. E. Observations of discrete, global magnetospheric oscillations directly driven by solar wind density variations // J. Geophys. Res.—2003.—108, N A6.—P. 1257.
33. Parnowski A. S. Eigenmode analysis of ballooning perturbations in the inner magnetosphere of the Earth // Ann. geophys.—2007.—25, N 6.—P. 1391 — 1403.
34. Saito Т., Matsushita S. Geomagnetic pulsations associated with sudden commencements and sudden impulses // Planet. Space Sci.—1967.—15.—P. 573—587.
35. Southwood D. J., Kivelson M. G. The magnetohydro-dynamic response of the magnetospheric cavity to changes in solar wind pressure // J. Geophys. Res.—1990.—95, N A3.—P. 2301—2309.
36. Takahashi K. ULF waves: 1997 IAGA division 3 reporter review // Ann. geophys.—1998.—16.—P. 787—803.