О резонансных свойствах магнитосферы Земли

• скачать

   Магнитосфера Земли формируется при взаимодействии солнечного ветра с
   геомагнитным полем и имеет вид почти пустой полости с очень разреженной
   плазмой. Граница магнитосферы - магнитопауза, достаточно резкая со стороны
   натекающего солнечного ветра, становится размытой при удалении в сторону
   геомагнитного хвоста. Такое строение магнитосферы послужило основанием для
   того, чтобы рассматривать магнитосферу как гигантский природный
   МГД-резонатор. Собственные колебания этого резонатора проявляются в виде
   различных типов МГД-колебаний - альфвеновских волн, а также быстрых (БМЗ)
   и медленных (ММЗ) магнитозвуковых волн. Альфвеновские и ММЗ-волны
   распространяются практически вдоль силовых линий геомагнитного поля.
   Поскольку все силовые линии опираются на высокопроводящую ионосферу,
   которая хорошо отражает эти МГД-колебания, они формируют стоячие вдоль
   силовых линий волны. Альфвеновские волны - единственные из МГД-колебаний,
   в которых возбуждается компонента электрического поля в направлении вдоль
   магнитных силовых линий. Это создает возможность для изменения
   питч-углового распределения частиц магнитосферной плазмы, что приводит к
   их высыпаниям в ионосферу и формированию полярных сияний.

   Как альфвеновские, так и ММЗ-волны могут возбуждаться в магнитосфере при
   их взаимодействии с быстрым магнитным звуком на резонансных поверхностях.
   БМЗ волны могут проникать в магнитосферу из солнечного ветра, или
   формироваться сдвиговым течением на магнитопаузе при обтекании
   магнитосферы солнечным ветром (неустойчивостью Кельвина-Гельмгольца).
   Из-за неоднородности плазмы, в магнитосфере Земли формируются объемные
   резонаторы для БМЗ-волн, собственные частоты которых выделяются в
   наблюдаемых спектрах геомагнитных пульсаций в самой низкочастотной их
   части. ММЗ-волны, в отличие от альфвеновских, обычно сильно затухают при
   взаимодействии с фоновой плазмой. Это дает возможность переноса момента
   движения из солнечного ветра в магнитосферу с потоком БМЗ-волн и
   последующим резонансным возбуждением ММЗ-волн, передающих импульс фоновой
   магнитосферной плазме. Таким образом может сформироваться одна из ветвей
   магнитосферной конвекции в долях геомагнитного хвоста, примыкающих к
   магнитопаузе.