Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт Земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова
Российской Академии наук
( основан в 1939 г. )

Начало Наверх Исследования Проекты Службы Информация Новости События Персональные Архив

Формирование, устойчивость и распад плазменных неоднородных структур


1)Электростатические неустойчивости плазмы верхней ионосферы развиваются по тем же законам, что и неустойчивости горячей плазмы в токамаке, солнечной короне и других плазменых образованиях. Измерения на спутниках электростатического шума и теоретический анализ данных по электростатическому и электромагнитному излучению, плотности и температуре плазмы позволяют находить новые закономерности в образовании и развитии неоднородных плазменных структур.

2)Теоретическое рассмотрение данных электростатического волнового излучения ионосферы в частотном диапазоне 0,1-10 МГц, плотности плазмы и температуры электронов используется для выявления некоторых особенностей в процессах формирования плазменного провала и полостей различных масштабов. Внимательно исследуются экспериментальные данные по спутникам Интеркосмос-19 и АПЭКС с целью выяснения механизма нагрева плазменной полости в верхней ионосфере короткими волнами, возбуждаемыми в электростатически неустойчивых областях ионосферы. Показано, что свойства фазового пространства широкополосных электростатических шумов весьма важны в процессах роста и затухания внутренних электростатических волн, распространяющихся в плазменных неоднородностях. Нагрев плазменных полостей в верхней ионосфере, наблюдаемый в спутниковых экспериментах, весьма вероятно зависит от условий распространения коротких электростатических волн, так что свойства диэлектрической проницаемости неоднородной замагниченной горячей плазмы должны приниматься во внимание даже для назкотемпературной ионосферной плазмы.


Результаты
  • Исследованы данные наблюдений широкополосного электростатического излучения в верхней ионосфере в области магнитоплазменной неоднородности в районе Южно-Атлантической магнитной аномалии (эксперимент АПЭКС). Показано, что нарастание интенсивности излучения в стенках плазменной каверны может быть связано с затуханием электростатических мод в каверне и подпиткой электростатической неустойчивости в стенках поляризационными потоками заряженных частиц, распространяющихся из областей поглощения несобственного электростатического шума в плазменной каверне.

  • Исследованы данные измерений плотности плазмы в верхней ионосфере для района Южно-Атлантической геомагнитной аномалии. Показано, что поскольку функции распределения заряженных частиц по скорости, квазизахваченных в магнитосфере, при дрейфе по L-оболочке трансформируются вследствие погружения магнитных зеркальных точек в ионосферу (атмосферу) в области ослабленного геомагнитного поля (аномалии) в плазме верхней ионосферы может возбуждаться электростатическая неустойчивость различного типа (потоковая на периферии аномалии, конусная или связанная с анизотропией по температуре в центральной области аномалии); возможно также возбуждение градиентно-дрейфовой неустойчивости в слоях с градиентом плотности, направленным против силы тяжести. В полях электростатической турбулентности в неоднородной плазме могут образовываться неоднородные плазменные структуры с широким спектром масштабов неоднородностей (включая крупномасштабные с размерами порядка сотни километров).

  • Для объяснения данных измерений плазменной плотности (спутник Космос-900) произведены расчеты характерного времени нагрева электростатическими колебаниями плазменной полости с размерами десятки- сотни километров. Показано, что время эффективного нагрева полости сопоставимо с периодом обращения спутника вокруг Земли. В ночной ионосфере в области главного ионосферного провала наблюдаются плазменные неоднородности с резкими градиентами плазменной плотности. Показано, что формирование плазменных провалов может быть связано с электростатической неустойчивостью неоднородной замагниченной плазмы и нагревом плазменных каверн электростатическими колебаниями.