Курсовые работы лаборатории физики магнитосферы
(руководитель лаборатории - проф. В.С. Семенов)
2014–2015 учебный год
Тема
Руководитель
Комната
Электромагнитные взрывы в космической плазме
Медленное накопление с последующим взрывным высвобождением магнитной энергии в токовых слоях c образованием ускоренных потоков плазмы (джетов) является общим фундаментальным свойством многих природных плазменных систем. Примером является земная магнитосфера, где постепенное накопление магнитной энергии в огромных пространствах заканчивается локальным взрывным высвобождением энергии, формируя класс взрывных явлений - магнитосферные суббури. Основным механизмом, реализующим взрывную диссипацию энергии, принято считать процесс импульсного магнитного пересоединения, чему в магнитосфере получено много убедительных экспериментальных подтверждений (обзор литературы, возможно участие в практической работе по численному моделированию).
Проф.
В.С. Семенов
307
Проблема генерации магнитного поля на Солнце
Магнитное поле на Солнце меняет полярность каждые 11 лет (кстати, в этом 2013 году ожидается смена полярности). Как именно оно генерируется, до сих пор не вполне ясно. Предполагается дать обзор моделей солнечного динамо, в первую очередь - турбулентного, и модель Бэбкока-Лейтона (обзор литературы, возможно участие в практической работе по численному моделированию)
Проф.
В.С. Семенов
307
Строение магнитосферы по спутниковым данным, эмпирическим моделям, и МГД-симуляциям
За прошедшие полвека с начала космической эры накоплен огромный объём информации о магнитном поле в околоземном пространстве и о его реакции на порывы набегающего солнечного ветра. Цель работы - ознакомиться с основными результатами в этой области и получить первый опыт работы с архивными спутниковыми данными. Программа-минимум: прочтение нескольких статей по теме, написание по ним обзора и доклад на защите курсовых. Программа-максимум: ознакомиться с пакетом фортран-программ GEOPACK и дополнить обзор собственными расчётами и построением распределений векторов магнитного поля в земной магнитосфере.
с.н.с.
Н.А. Цыганенко
309
Развитие магнитосферной суббури по данным ГМГД моделирования
Глобальное МГД моделирование - единственный способ исследовать глобальные изменения сложной плазменной системы (магнитосферы). Помимо знакомства с постановкой задач ГМГД, предполагается практическое знакомство студента с технологией ГМГД расчетов в системе ССМС (в Годдардском космическом центре США) на материале задачи о развитии магнитосферной суббури.
Проф.
В.А. Сергеев
506
Инжекции энергичных частиц во внутреннюю магнитосферу
Локализованные струйные инжекции энергичных заряженных частиц во внутреннюю часть хвоста магнитосферы приводит к их значительному ускорению и генерации кольцевого тока, пополнению радиационных пиоясов и энергичных высыпаний в ионосферу. Предполагается ознакомление с существующими эмпирическими и модельными данными о свойствах инжекций и простыми моделями ускорения, с последующим применением этих знаний для исследований инжекций по данным спутников проекта "Van Allen Probes".
Проф.
В.А. Сергеев
506
Конфигурация земной магнитосферы по данным глобального магнито-гидродинамического моделирования
В последние десятилетия было разработано несколько глобальных магнито-гидродинамических моделей, описывающих взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой. В центре космических полетов (Годдард, США) создан интернет ресурс, с помощью которого можно рассчитать распределение параметров в магнитосфере по некоторым из моделей. В работе предполагается знакомство с работой данного интернет ресурса и краткое исследование происходящих изменений в магнитосфере при изменении входных условий в солнечном ветре.
с.н.с.
А.А. Самсонов
501
Изучение воздействия межпланетной ударной волны на магнитосферу по наземным и спутниковым данным
Скачки динамического давления в солнечном ветре, связанные с межпланетными ударными волнами, проникают в земную магнитосферу в виде возмущений магнитного поля (внезапных импульсов). Предполагается на примере одного или нескольких событий проследить, какой отклик на межпланетную ударную волну будет возникать в разных частях магнитосферы.
с.н.с.
А.А. Самсонов
501
Ультрафиолетовое излучение Солнца
Вариации ультрафиолетового излучения (УФИ) Солнца оказывают существенное влияние на верхние слои земной атмосферы. Часть излучения поглощается и участвует в физических процессах, протекающих в ионосфере и атмосфере Земли. Поэтому изучение вариаций УФИ представляется актуальной проблемой солнечно-земной физики. В данной работе предполагается исследовать спектральное (в разных волновых диапазонах) УФИ Солнца в текущем цикле солнечной активности №24 с использованием данных космических обсерваторий: SORCE("the solar radiation and climate experiment") и "Solar Dynamics Observatory", и наземных наблюдений, проводимых в Антарктиде (ст. Новолазаревская). Целью данной работы является понять роль солнечных структур, излучающих в УФ, на разных фазах солнечного цикла, а также вклад УФИ в общую светимость Солнца.
в.н.с.
Е.Е. Беневоленская
503
Космическая погода и космический климат
Космическая погода и космический климат - относительно новые понятия, характеризующие состояние внеатмосферной среды. Как и погода на Земле, космическая погода часто крайне неустойчива, а космический климат подвергается значительным изменениям. Источник вариаций космической погоды и космического климата находится на Солнце. На Солнце случаются глобальные минимумы солнечной активности, когда пятна и связанная с ними активность практически исчезают. По всем признакам и сейчас в космическом климате наступает подобный период. В работе предполагается провести анализ имеющихся прямых и косвенных данных в прошлом в сравнении с нынешним состоянием солнечной активности с целью возможного прогнозирования космической погоды и космического климата.
Доц.
Д.И. Понявин
503
Солнечный ветер и геомагнитная активность
Солнечный ветер является источником геомагнитных вариаций. В геомагнитной активности проявляются квазистационарные потоки из корональных дыр на Солнце, так и транзиентные высокоскоростные потоки от корональных выбросов масс. В работе предполагается провести анализ геоэффективности солнечного ветра, отдельных событий на Солнце, приводящих к геомагнитным бурям экстремальной интенсивности.
Доц.
Д.И. Понявин
503
Влияние солнечной активности на атмосферу и климат Земли
Солнце - главный источник энергии на Земле, однако вопрос о влиянии солнечной активности на атмосферу и климат Земли, остается открытыми. На основе обзора литературы выделить возможные физические механизмы, осуществляющие связь между вариациями солнечной активности, изменениями состояния межпланетной среды и состоянием нижней атмосферы на интервалах времени от суток до десятков лет. С помощью анализа спутниковых данных проследить один из выделенных механизмов на суточном интервале времени.
С.н.с.
И.А. Миронова
503