Зміни параметрів плазми у хвості магнітосфери Землі при ініціації суббурі

1Козак, ЛВ, Петренко, БА, Кронберг, ОО, Григоренко, ОЄ, 2Козак, ПМ, Река, КД
1Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна
2Астрономічна обсерваторія Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Київ, Україна
Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2020, 36(2):82-96
Start Page: Динаміка і фізика тіл Сонячної системи
Мова: українська
Анотація: 

Розглянуто послідовність подій, що супроводжує прояв суббурі в іоносфері та магнітосфері Землі. Вказано на особливості геомагнітних пульсацій і механізми їхньої генерації. Проаналізовано вимірювання з чотирьох космічних апаратів місії «Кластер-2». Для дослідження флуктуацій магнітного поля використовувалися дані ферозондових магнітометрів (частота опитування 22.4 Гц), а для аналізу флуктуацій температури, швидкості і концентрації електронів і різних видів іонів — вимірювання з експериментів PEACE і CIS-CODIF (частота опитування 0.125...0.25 Гц). Отримано, що під час ініціації суббурі, яка супроводжувалася диполяризацією (різкою зміною конфігурації магнітного поля від витягнутих у хвіст силових ліній до більш дипольної структури), спостерігається зміна плазмових параметрів. Зокрема зафіксовано зміну концентрації, істотне збільшення температури, а також збільшення флуктуацій складових швидкості зі збільшенням z-складової. При цьому зафіксовано затримку в часі розігріву протонів і іонів кисню, а також затримка зміни концентрації. Під час суббурі концентрація протонів на порядок перевищує концентрацію іонів гелію і майже на два порядки перевищує концентрацію іонів кисню, альвенівська швидкість приблизно дорівнює 470 км/с, а параметр β, який характеризує відношення теплового тиску до магнітного, більший за одиницю. З використанням вейвлет-аналізу проведено порівняння хвильових характеристик для різних тисків. Розглянуто тиск магнітного поля, а також динамічний і тепловий тиск для різного сорту часток. У флуктуаціях тисків магнітного поля, теплового тиску електронів і протонів зафіксовано Рс5-пульсації (150...600 c) і потужні Pc4-пульсації (45...150 c), а також прямі і зворотні каскади. При цьому прямі каскади вказують на розпад великих структур, в результаті якого спостерігатиметься перехід від менших частот до більших, а зворотний каскад, навпаки, характеризується переходом від більшої частоти до меншої і наявністю злиття/самоорганізації малих структур у більші. Отримані результати вказують на суттєву роль кінетичних ефектів у складному ланцюжку процесів у магнітосфері Землі у період вибухової фази суббурі.

Ключові слова: магнітний, Рс-пульсації, суббуря, тепловий і динамічний тиск, тиск електронів, хвіст магнітосфери Землі

 

Повний текст (PDF)