МГД-возмущения магнитосферной плазмы УНЧ-диапазона

1. МГД-возмущениямагнитосферной плазмыУНЧ-диапазона Олег Черемных Алексей Парновский Институт космических исследований, Киев, Украина Плазменные процессы в Солнечной системе

2. Плазменные процессы в Солнечной системе Исходные уравнения • Малые возмущения: • Cheng and Chance (1986)

3. Плазменные процессы в Солнечной системе Уравнения малых возмущений в дипольной геометрии • штрих означает производную по y • Уберем БМЗ, положив dp1 = 0

4. Плазменные процессы в Солнечной системе Уравнения малых возмущений в дипольной геометрии • Полученные точные уравнения • полностью идентичны уравнениям, полученным в баллонном приближении

5. четные нечетные Плазменные процессы в Солнечной системе Собственные моды • Cheng et al. (1993) • ТАМ – это обычные торсионные колебания магнитной поверхности альфвеновского типа • Черемных и др. (2001) • ПАМ – это компрессионные альфвеновские моды; зацепление– через радиальную кривизну

6. Плазменные процессы в Солнечной системе Гран. условия на ионосфере • Hameiri and Kivelson (1991) • Hameiri (1999) • Cheremnykh and Parnowski (2004) • Малые параметры: • a/l|| ~ 10–1, s/s|| ~ 10–4 • Замыкание магнитосферных токов в ионосфере: • Отсутствие возмущений в атмосфере: Индексы: M – в магнитосфере b – на границе S – на поверхности

7. Плазменные процессы в Солнечной системе Спектр собственных мод

8. Плазменные процессы в Солнечной системе Желобковая неустойчивость (полдень) • Цвета: • Черный = частота • Синий = инкрементприω≠0 • Красный = инкремент приω = 0 • Желобковая мода всегда неустойчива, но приβ < 0.14 ей можно пренебречь

9. Плазменные процессы в Солнечной системе Желобковая неустойчивость (утро/вечер) • Цвета: • Черный = частота • Синий = инкрементприω≠0 • Красный = инкремент приω = 0 • Значениеa~3.3 являетсякритическим иразделяет два разных решения

10. Плазменные процессы в Солнечной системе Желобковая неустойчивость (полночь) • Цвета: • Черный = частота • Синий = инкрементприω≠0 • Красный = инкремент приω = 0 • Приa > 4 частота всегда равна нулю

11. 3 АМ (четная) 2 АМ (нечетная) 1 АМ (четная) Желобковые моды (апериодические) Плазменные процессы в Солнечной системе Желобковая неустойчивость

12. Плазменные процессы в Солнечной системе Границы устойчивости Баллонные Желобковые возмущения определяют общую МГД-устойчивость магнитосферной плазмыпри любой конечной ионосферной проводимости Неустойчивость Желобковые

13. Плазменные процессы в Солнечной системе Желобковая неустойчивость • День (высокая проводимость): GD ~ d ~ SP-1 • Ночь (низкая проводимость): GN ~ d-1 ~ SP, GD ~ GN • Слабая волновая активность • Утро/вечер (средняя проводимость): |G| >> |GD|, |GN| • Сильная волновая активность

14. Плазменные процессы в Солнечной системе AMPTE/CCE

15. Плазменные процессы в Солнечной системе Выводы • Спектральная мощность магнитосферных МГД-возмущений в УНЧ диапазоне сильно зависит от интегральной проводимости ионосферы, причем немонотонно с максимумами в утреннем и вечернем секторах, что согласуется с наблюдениями на КА. • Наряду с неустойчивостью Кельвина-Гельмгольца, представляется разумной гипотеза о генерации таких возмущений солнечным УФ терминатором в ионосфере.

16. Плазменные процессы в Солнечной системе Благодарности • Мы благодаримА.В. Агапитова и С.О. Черемныхза весомый вклад в представленные результаты. • Мы благодарим А.С. Леоновича, В.А. Пилипенко и Д.Ю. Климушкина за ценные обсуждения. • Мы благодарим руководителей проектов INTERMAGNET, AMPTE/CCE, AMPTE/IRM за открытый бесплатный доступ к данным и высокие стандарты качества данных. • И, конечно, мы • Благодарим вас за внимание!