Магнитогидродинамические модели солнечного ветра (А. В. Усманов)

Цель

Построение физических моделей, позволяющих рассчитывать глобальную структуру солнечного ветра и распространение возмущений (ударных волн, корональных выбросов массы),  и применение этих моделей для исследования структуры и динамики межпланетных магнитных полей и плазмы.

Метод

Построение численных решений магнитогидродинамических (МГД) уравнений в дву- и трехмерном, стационарном и нестационарном случаях в приложении к структуре солнечного ветра и межпланетного магнитного поля (ММП) в области от основания солнечной короны до нескольких астрономических единиц.

Особенности подхода

· Использование данных наблюдений фотосферных магнитных полей при задании граничных условий на внутренней границе расчетной области.

· Включение в расчеты дополнительного энергетического источника в виде альвеновских волн, обеспечивающих усиленный нагрев и ускорение солнечного ветра в областях с открытой конфигурацией магнитного поля.

· Прямое сопоставление профилей параметров межпланетной среды, полученных из дву- и трехмерных расчетов, с данными измерений на космических аппаратах в интервале гелиоцентрических расстояний от 0,5 до 8 астрономических единиц

Приложения

· Модели солнечного ветра могут быть использованы для расчета параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля в заданной точке гелиосферы по наблюдениям магнитных полей на Солнце, т. е. для прогноза "космической погоды".

· Модели представляют собой инструмент для интерпретации большой совокупности экспериментальных данных, полученных как наземными средствами, так и на космических аппаратах.

Некоторые иллюстрации к результатам расчетов

Публикации

Usmanov, A. V., M. L. Goldstein, W. M. Farrell, A view of the inner heliosphere during the May 10-11, 1999 low density anomaly, Geophys. Res. Lett., 27, No. 23, 3765-3768, 2000.

Usmanov, A. V., M. L. Goldstein, B. P. Besser, and J. M. Fritzer, A global MHD solar wind model with WKB Alfvén waves: Comparison with Ulysses data, J. Geophys. Res., 105, No.A6, 12,675-12,695, 2000.

Usmanov, A. V., B. P. Besser, J. M. Fritzer, and M. L. Goldstein, Simulation of a coronal streamer: Alfvén wave acceleration, Adv. Space Res., 25, (9)1897-(9)1900, 2000.

Usmanov, A. V., A MHD model of the solar wind, in “Problems of Geospace 2”, V. S. Semenov et al., eds., Ősterreichische Akademie der Wissenschaften, Wien, p.49-54, 1999.

Usmanov, A. V., A global MHD model of the solar wind: Comparison with Ulysses data, in Proceedings of the Solar Wind 9 Conference, S. R. Habbal et al., eds., American Institute of Physics, Woodbury, NY, p.397-400, 1999.

(Более полный список опубликованных работ по моделированию солнечного ветра и копии некоторых из них в электронной форме можно найти здесь.)

Курс лекций по физике солнечного ветра (для бакалавров)

Библиографию работ по моделированию солнечного ветра можно найти здесь.

Усманов, Аркадий Владимирович, к. 506, e-mail: usmanov@geo.phys.spbu.ru, домашняя страница: http://geo.phys.spbu.ru/~usmanov