Введение к работе
Актуальность проблемы.
Исследование , структури ярдлномасмтабного жагнитосферного магнитного поля имеет фундаментальное значение для физики магнитосфера, т.к. магнитное поле играет в магнитосфере особдв роль, контролируя движение частиц, а также дянамикд и распределение горячей плазма. Сложнне динамические процессы, происходящие в хвосте магнитосферы, вдоль силовых линий магнитного поля проектируется в ионосферд, внзявая там в свои очередь сложвяй комплекс явлений (вторжения частиц, электрические токи, изменения ионизации ионосфера), регистрирденнх на ннзковнеотвнх спутниках а с поверхности Земли,, Основная трудность исследования напштосферных причин этих эффектов заклвчается в тож, что жагнитное поле испытнвает сильные и сложнне изменения с характерными временами порядка единиц-десятков живут. . Сдмествдвжие же жодели жагнитосферного поля дискретна и опиенвавт ливъ некие средние конфигурации. Трудной н пока не режеяной задачей является н количественное описание конфигурация для данного жожента времени, т.е.развитие методов, позволявших определять и уточнять игновенндп иагнитндя конфигурация, является актдалъной надчной проблемой.
Столь же актуальной и важной задачей является вопрос о привязке зон вторжения я конкретних стрдктур вторжений (дискретнне дуги и дкффузнке ваенпания, омега-структурн, изгибы и т.д.) к опредёленннм регионам магнитосферы. Этот вопрос интересен не только сам по себе, его режение позволило бв использовать получаежуя на Земле инфориацив для количественного изучения динамических изменений в магнитосфере. К сожалении, во многих аспектах зта проблема пока открыта. Существует, например, несколько различных точек зрения в какие области хвоста магнитосфера следует помечать основные типа - диффузные л дискретные, вторхения. РевЕНив этой проблемы пока прспятг.твувт трудности идентификации характеристик плазма в ионосфере н экваториальной магнитосфере, а также неопределенность в проектировании из-за упомянутых визе неопределенностей в выборе модели жагнитосферного поля.
3,
Наиболее простыми ситуациями для отождествления зон вторжений с оболочками нагнитосферы является длительные периоды с устойчивой конфигурацией магнитного поля магнитосферы. В таких случаях, при сопоставлении ны могли бы использовать информации, полученную спутниками в разных областях в разные моменты времени. Однако, такие периоды - периоды стационарной активности весьма редки и их подробное изучение начато недавно. Более того, имеется теоретические работы, доказывавшие невозмояность длительного стационарного состояния магнитного поля в реальном иагнитосфер-ном поле при отрицательной Bz-коыпоненте ИМИ. Тем не менее, в литературе приведено несколько таких примеров, когда в отсутствие суббурь наблюдаются периоды стационарного состояния магнитосферы длительностью до нескольких часов. До сих пор однако, недоставало доказательства стабильности крупномаевтабной конфигурации магнитосфера для таких ситуаций, а также для них не были подробно изучены зоны вторжений и особенности нагнитосферной конфигурации. .
Цель данной работы заклвчаетса в исследовании с разных позиций особенностей крупномаевтабной структуры ыагннтосферы и, в частности, в рассмотрении вопроса о иагнитосферных проекциях зон вторжений в период стационарной магнитосферной конвекции. Во-первых, рассмотрен вопрос о методах оценки текучей магнитной конфигурации и предложен новый метод определения магнитной конфигурации для ночной магнитосферы, основанный на измерениях высыпающихся энергичных частиц на низкевысотных спутниках. Во-вторых, исследованы характеристики магнитного-поля и зоны вторжений в период стационарной магнитосферной конвекции ((Ж) и даны доказательства устойчивости магнитосферной конфигурации в такой период. В-третьих, используя измерения в магнитосфере и ионосфере в период СМК, отождествлены зоны диффузных и дискретных сияний с конкретными областями магнитосферы с использованием как проектирования по модели магнитного поля, так и другие косвенные методы.
На замиту выносятся:
-
Обоснование и результаты тестирования нового метода дистанционного зондирования магнитной конфигурации ночной магнитосферы, относящегося к моменту измерений на низковысотном спутнике.
-
Доказательства стабильности крупномасштабного магнитного
поля в период стационарной конвекции. 3. Полоаение о той, что в периоды СМИ диффузная зона вторжений проектируется во внутренняя магнитосферу, в силовые трубки, где поток энергии электронов достигает максимальных величин; а зона внсокояиротннх дискретных структур проектируется в область токового сдоя, характеризуемого малой величиной Bz-кой-понентыд
Научная новизна.
Впервые создан иетод дистанционного зондирования вагнитной конфигурации ночной магнитосферы на базе измерений положения границы изотропии энергичных частиц на ннзковысотных спутниках.
Исследованы крупноиасптабнне характеристики магнитной конфигурации и зон вторкений в период СНК и впервые показана стабильность магнитного поля магнитосферы в течение иногих часов при развитой конвекции.
С использованием модели магнитного полз хвоста магнитосферы выбранного по данным магнитосферннх спутников, определенно установлены конкретные области плазменного слоя, куда проектируются диффузные и дискретные сияния в период СМК.
Научная и практическая значимость.
Завиз.аемые полоаениз являются оригинальными, а результаты получены впервые. Результаты работы возмовно* использовать для диагностики и мониторинга магнитной конфигурации в научных и практических целях. Полученные результаты такае ванны для развития физической аодели магнитосферы.
Реализация работы.
Результаты работы использовались при выполнении тем НИР ПГИ и НИИФ СПбГЗ.
Апробация.
Результаты работы представлялись на всесоизном симпозиуме по солнечно-земной физике в Иркутске (1986), на всесоюзном сове-
вании посвященной памяти В.П.Іабанского в Москве (1988), на международном симпозиуме КнПГ в Санарканде (1989). на Генеральной .Ассамблее МГСС в Бене (1991), на всесоюзных сенинарах в Апатитах (1987, 1990, 1991, 1992).
Публикации.
По теие диссертации опубликовано 6 работ.
Объем и структура работы.