Моделирование спектра частот магнитоградиентных волн на экваториальной магнитопаузе в случае переменной электропроводности плазмы солнечного ветра

Аннотация

Известно, что в переходном слое, на дневной стороне магнитосферы, после прохождения фронта ударной волны, происходит торможение течения солнечного ветра. Соответственно, в солнечном ветре развивается аномальное электрическое сопротивление, что вызывает увеличение его магнитной вязкости. Этот эффект находится в фокальной части переходного слоя (застойная зона перед магнитосферой), где в отличие от периферийных областей, по нашему мнению, одножидкостное приближение магнитной гидродинамики (МГД) является несправедливым. Такое замечание особенно относится к основанию застойной зоны т.е. к центральной части (магнитопаузы) магнитного пограничного слоя Земли. Поэтому, тут для описания крупномасштабного движения плазмы солнечного ветра, имеющей конечную электрическую проводимость, пользуются уравнениями двухжидкостной магнитной гидродинамики. Вообще, получение самосогласованного аналитического решения магнитного поля и поля скоростей, кроме особенно простых случаев, является невозможным из-за математических осложнений. Однако, в случае обтекания магнитосферы, из-за резкого торможения солнечного ветра, существует выход - топологию течения в фокальной части переходного слоя можно определить в кинематическом приближении. Такой способ позволяет одну из составляющих системы МГД уравнений магнитопаузы (в частности, уравнение магнитной индукции) найти  преближенным методом. Среди различных кинематических моделей, которые описывают процесс торможения солнечного ветра вблизи критической точки магнитосферы, особой простотой выделяется плоская (двухмерная) кинематическая модель Паркера для несжимаемой среды. В данной работе, эта модель используется для определения характерных параметров магнитоградиентных волн Россби на экваториальной магнитопаузе. Для этого были использованы модели импульсного изменения магнитной вязкости солнечного ветра и аналитический  метод последовательных приближений Швеца. Были определены характерные величины фазовой скорости магнитоградиентных волн, при помощи которых было проведено моделирование непрерывного (квазистационарного) спектра частот, который включает диапазон регулярных средне и  коротка периодных геомагнитных пульсаций.