КОНКУРС НАУЧНЫХ РАБОТ ИКИ РАН 2011-2012 гг.

(Фундаментальные и прикладные научные исследования в области физики космической плазмы, энергичных частиц, Солнца и солнечно- земных связей)

Цикл работ «Эффекты внутри- и межполушарной асимметрии продольных токов и конвекции ионосферной плазмы, обусловленные параметрами ММП и солнечным зенитным углом»

Лукьянова Рената Юрьевна,

Инж. отд. 54., к. ф.-м. н.

Работы выполнены в соавторстве с зарубежными коллегами из Университета Оулу, Финляндия, и Датского космического Центра (DTU Space).

Аннотация.

Цикл из двух работ посвящен исследованию эффектов внутри- и межполушарной асимметрии в распределении электродинамических параметров (продольных токов и ионосферных электрических полей), которая обусловлена параметрами ММП и солнечным зенитным углом. Используется модель продольных токов (ПТ), построенная по данным измерений магнитного поля низко-летящими европейскими спутниками с полярной орбитой. С помощью декомпозиции полных карт ПТ выделены структурные элементы, контролируемые основными факторами, порождающими асимметрию, а именно, знаком азимутальной компоненты ММП и различиями в проводимости ионосферы. В области открытых силовых линий геомагнитного поля обнаруживается ПТ, который втекает в одном полушарии и вытекает в другом, а также межполушарные ПТ вблизи границы полярной шапки. В картинах конвекции этому соответствуют круговые вихри с течением плазмы вокруг северного и южного полюсов в противоположных направлениях. В летнем полушарии при любом знаке By система ПТ состоит из основного приполюсного тока (ГПШ) тока обратного направления на дневной границе полярной шапки. В зимних условиях в зависимости от знака By реализуются два различных типа структур ПТ. Полученные элементы объясняются в рамках концепции о межполушарной разности потенциалов, создаваемой Ву ММП. Даны оценки интенсивности ПТ, возникающих вследствие межполушарной асимметрии, и текущих вдоль замкнутых геомагнитных линий вблизи границы полярной шапки [1].

По данным радара EISCAT, расположенного вблизи (ГПШ), получены количественные характеристики течения плазмы и обнаружена несимметрия зональной скорости конвекции и сдвига ГПШ вдоль меридиана полдень-полночь при изменении Ву ММП. Были получены количественные соотношения между скоростью конвекции и значением By ММП в различных секторах местного времени, показывающие, что эффект зависимость наиболее выражена в полуденной и полуночной областях. В утреннем и вечернем секторах связь между скоростью течения и By ММП ослаблена, что объясняется сдвигом ГПШ вдоль утренне-вечернего меридиана под действием Ву. Новым является обнаружение несимметрии скорости дрейфа плазмы и сдвига границы шапки на утренней и на вечерней сторонах при изменении Ву, а именно, эффект более явно выражен в секторе 00–12 MLT, чем в секторе 12-24 MLT. Отсутствие симметрии может быть связано с межполушарными ПТ, неоднородностью ионосферной проводимости и топологией токовых систем [2].

1) Lukianova R., Kozlovsky A. IMF By effects in the plasma flow at the polar cap boundary // Annales Geophysicae. – 2011. – Vol.29. – P.1305-1315. 

2) Лукьянова Р.Ю., Козловский А., Христиансен Ф. Асимметричные структуры продольных токов и конвекции ионосферной плазмы, контролируемые азимутальной компонентой ММП и сезоном года // Геомагнетизм и аэрономия – 2010. – Т.50(5). – С.695-706.