Нарушение симметрии как драйвер магнитосферной динамики

О проекте

Проведено исследование влияния конфигурационных свойств магнитосферы и солнечного ветра на срыв магнитосферной суббури. Удалось показать, что помимо вертикальной z-компоненты скорости солнечного ветра, вероятность срыва суббури определяется также величиной и направлением Вх-компоненты межпланетного магнитного поля, которая также может увеличивать степень отклонения плазменного слоя от плоскости экватора и способствовать усилению несимметричности конфигурации магнитосферы. Показано, что ключевую роль в процессе преобразования энергии в ходе магнитосферной суббури играет образование системы продольных токов при изменении топологии магнитного поля хвоста магнитосферы и во время негармонических колебаний при торможении быстрых потоков плазмы в ближней магнитосфере. Новые решения уравнения Грэда-Шафранова, полученные в [Семенов с соавт., 2013] позволяют моделировать изгибный токовый слой в зависимости от угла наклона земного диполя и направления солнечного ветра. Они были подробно исследованы, и было показано, что полученные решения уравнений Власова находятся в хорошем соответствии с эмпирической моделью магнитосферного магнитного поля Т96, причем Х и Z компоненты магнитного поля, градиенты поля и объем силовой трубки показывают схожее поведение. Было проведено исследование времени задержки между приходом скачка параметров солнечного ветра и откликом ионосферы по индексам геомагнитной активности (PC, SYM-H, ASY-H). Оказалось, что для скачков давления время задержки между приходом скачка давления в подсолнечную точку отошедшей ударной волны и откликом в индексе SYM-H составляет в среднем 2 мин. Это время уменьшается с ростом скорости солнечного ветра. Для косых (несимметричных) разрывов оно также уменьшается. Для скачков направления ММП время задержки оказалось на порядок выше – около 12 мин по данным РС индекса. Интересно, что для скачков ММП от северного направления к южному задержка была на 2 мин больше, чем для скачков от южного ММП к северному. Было также изучено множественное (с образованием сразу нескольких Х линий) пересоединение в хвосте магнитосферы. В этом случае возможно столкновение двух плазменных струй от двух Х линий. Показано, что при таком столкновении образуется несимметричная складка (токовый слой), в котором наблюдается значительный рост полного давления и сильная волновая активность в диапазоне вистлеров.

Научно-популярное описание проекта