Структура поперечных токов в высокоширотной магнитосфере И.П. Кирпичев 1, Е.Е.Антонова 2,1, К.Г. Орлова 2 1 ИКИ РАН 2 НИИЯФ МГУ ИКИ РАН, 18.02.2009.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Искажение магнитного поля при повышении давления во внутренних областях магнитосферы Земли. В.В. Вовченко 1, Е.Е. Антонова 2,1 1 ИКИ РАН, Москва 2 НИИЯФ.
Advertisements

ДАВЛЕНИЕ ПЛАЗМЫ В ОКРУЖАЮЩЕМ ЗЕМЛЮ ПЛАЗМЕННОМ КОЛЬЦЕ НА ГЕОЦЕНТРИЧЕСКИХ РАССТОЯНИЯХ ОТ 6 ДО 10 R E ПО ДАННЫМ МЕЖДУНАРОДНОГО ПРОЕКТА THEMIS И.П. Кирпичев.
ИКИ, ТОПОЛОГИЯ ВЫСОКОШИРОТНОЙ МАГНИТОСФЕРЫ И ФОРМИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ЛОВУШЕК ДЛЯ ЭНЕРГИЧНЫХ ЧАСТИЦ Е.Е.Антонова 1,2, И.М.Мягкова1, М.О. Рязанцева.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛАЗМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ В ЭКВАТОРИАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ ЗЕМЛИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ В СОЛНЕЧНОМ ВЕТРЕ. СТАТИСТИКА THEMIS И.П. Кирпичев 1,2, Е.Е.Антонова.
Окружающее Землю плазменное кольцо и его роль в магнитосферных процессах Е.Е.Антонова, И.П. Кирпичев, В.В. Вовченко, М.С. Пулинец, М.О. Рязанцева, М.В.
Исследование баланса давления на магнитопаузе в подсолнечной точке по данным спутников THEMIS С. С. Россоленко 1,2, Е. Е. Антонова 1,2, И. П. Кирпичев.
Зависимость параметров плазмы и магнитного поля вблизи подсолнечной точки магнитосферы от параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля по.
Перенос в магнитосфере Земли и особенности процессов во время магнитосферной суббури Е.Е.Антонова 2,1, И.П. Кирпичев 1,2, Ю.И. Ермолаев 2,1, М.В. Степанова.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗМУЩЕНИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРИ КОНВЕКЦИИ ПЛАЗМЫ В МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ В.В. Вовченко 1, Е.Е. Антонова 2,1 1 ИКИ РАН, Москва 2 НИИЯФ МГУ, Москва.
Анализ распределения плотности и температуры протонов в плазмосфере Земли на основе трехмерного моделирования Г.А. Котова, М.И. Веригин, В.В. Безруких.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕКТРОНОВ В ТОНКИХ ТОКОВЫХ СЛОЯХ Л.М. Зеленый, А.В. Артемьев, А.А. Петрукович ИКИ РАН ОФН-15, ИКИ 2011 Cluster mission Interball-tail.
Квазипериодические появления плотной плазмы в высокоширотном пограничном слое при северном направлении межпланетного магнитного поля. Г. В. Койнаш, О.Л.
Изменения давления и энтропии во время диполяризации в области r=6-12 R E С. Дубягин, В.А. Сергеев, С. Апатенков, (Санкт-Петербургский Государственный.
Моделирование динамики температуры протонов в плазмосфере на начальной стадии магнитной бури; сравнение с экспериментальными данными. Г.А. Котова, М.И.
Структура и динамика потоков протонов на высоких широтах во время магнитной бури В.В. Калегаев, Н.А. Власова НИИЯФ МГУ.
Зависимость геомагнитной активности во время магнитных бурь от параметров солнечного ветра для разных типов течений Николаева Н.С., Ермолаев Ю.И., Лодкина.
Вайсберг О.Л. 1, Артемьев А. 1, Малова Х.В. 1, Зеленый Л.М. 1, Койнаш Г.В. 1, Аванов Л.А. 2 1 Институт космических исследований РАН 2 INNOVIM/NASA Goddard.
ПОЛОЖЕНИЕ ПОЛЯРНОЙ ГРАНИЦЫ АВРОРАЛЬНОГО ОВАЛА ПО ИЗМЕРНИЯМ СПУТНИКА IMAGE (обновленная версия базы данных ) Р. Лукьянова, ААНИИ, ИКИ А. Козловский, Обс.
Развитие асимметричного кольцевого тока во время магнитной бури В. В. Калегаев, К.Ю. Бахмина, И.И. Алексеев, Е.С. Беленькая НИИЯФ МГУ Я.И. Фельдштейн ИЗМИРАН.
Титан как источник ультрафиолетового и километрового излучений В.В. Зайцев, В. Е. Шапошников Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород.
Транксрипт:

Структура поперечных токов в высокоширотной магнитосфере И.П. Кирпичев 1, Е.Е.Антонова 2,1, К.Г. Орлова 2 1 ИКИ РАН 2 НИИЯФ МГУ ИКИ РАН,

Линии уровня равной напряженности магнитного поля в модели Цыганенко-87. В результате сжатия солнечным ветром дневной части магнитосферы, минимумы магнитного поля на дневных силовых линиях локализованы вне плоскости экватора.

Возможные типы траекторий протонов ( 200 кэВ и питч-углом 90°) во внутренней магнитосфере [Delcourt and Sauvaud, 1999]. Перемещение частиц на большие широты

«Разрезной» кольцевой ток является продолжением обычного кольцевого тока на высокие широты и локализован на геоцентрических расстояниях от ~7 до ~10R E, примыкая к магнитопаузе в дневные часы. «Разрезной» кольцевой ток (CRC- cut ring current) [Antonova and Ganushkina, 2000]

Плотности поперечных токов в плоскости экватора [DeMichelis et al,1998] максимальные плотности тока - в ночные часы

Радиальные профили давления на геоцентрических расстояниях до 9R E AMPTE/CCE [DeMichelis et al,1998].

Результаты вычислений плотностей токов на дневных силовых линиях ( профиль давления из работы DeMichelis et al,1998 и модель магнитного поля Цыганенко-2001 ). Значительная часть ночных поперечных токов на геоцентрических расстояниях ~7- 10R E может быть замкнута внутри магнитосферы. Распределение давления плазмы на геоцентрических расстояниях от 9 до 10R E экстраполировалось экспоненциальной зависимостью. Интегральный дневной ток между 7.5 и 10 R E составлял ~ A.

5-ти спутниковый проект Themis вблизи экваториальной плоскости на дневной стороне ( THEMIS-B апогей до 15 R E ESA ионы 1 эВ – 25 кэВ Временное разрешение – 1,5 – 6 мин

Выбор орбит Период: июнь – октябрь 2007 Расстояния: 7 – 15 R E Отклонение от 12 MLT: ±20°

Методика приведения данных к геометрии стандартной магнитосферы Dst=-5 нТ Модель магнитного поля Цыганенко 2001

Профиль давления (суммарная статистика) расстояния от 7 до 10R E.

Интегральный ток A. Центр поперечного тока. Распределение плотностей поперечного тока на дневных силовых линиях в областях минимумов магнитного поля Z

CRC модель из 2-х колец CRC в отличии от обычного кольцевого тока возмущает не только Z-компоненту магнитного поля у Земли, но и X- компоненту. При Xeff=7.3R E, Zeff=2.7R E, (Bx) E =0.92 нТ, (B Z ) E =4.96 нТ, (что соответствует Dst=7.44 нТ) при параметрах поперечного тока в магнитоспокойных условиях из работы (Antonova et al., in press).

. B X и B Z - магнитное поле в центре Земли для модели 2-х наклонных колец в зависимости от угла между кольцами при токе в CRC А. Магнитовозмущенныe условия ( ток увеличивается на порядки).

Результаты: Измерения потоков частиц в ходе реализации проекта THEMIS позволили получить усредненный радиальный профиль давления на геоцентрических расстояниях от ~7 до ~10R E (MLT ~12). Произведено вычисление плотностей поперечных токов на дневных силовых линиях и определен интегральный ток в предположении выполнения условия магнитостатического равновесия. Показано, что в магнитосфере Земли на дневных силовых линиях на геоцентрических расстояниях от ~7 до ~10R E течет ток сравнимый с поперечным током в ночные часы на тех же расстояниях. Это подтверждает предположение о существовании высокоширотного продолжения кольцевого тока, текущего, в основном, в высоких широтах за счет дневного сжатия магнитосферы в дневные часы.

Распределение магнитного поля вдоль магнитной силовой линии в дневные часы. Радиальный профиль давления плазмы. Распределение плотностей токов на магнитных силовых линиях. Интегральный дневной ток на геоцентрических расстояниях от 7.5 до 10 R E. Структура токовых систем в магнитосфере.

Положение минимумов магнитного поля на дневных силовых линиях, вычисленные с использованием модели Цыганенко-87 (Antonova and Ganushkina [2000]). Однако было известно, что в результате сжатия солнечным ветром дневной части магнитосферы, минимумы магнитного поля на дневных силовых линиях локализованы вне плоскости экватора. При соблюдении условия магнитостатического равновесия и функциях распределения ионов близких к изотропным Существующие модели магнитного поля в магнитосфере Земли, включая последнюю версию моделей Цыганенко ( Tsyganenko and Sitnov, 2007; Sitnov and Tsyganenko, 2008), были созданы с использованием предположения, что поперечные токи внутри магнитосферы сосредоточены вблизи плоскости экватора. Поэтому в дневные часы значительные поперечные токи могут течь вне плоскости экватора. Была поставлена задача об оценке величины поперечных токов в дневные часы.