Признаки процессов самоорганизации в атмосфере Солнца и околоземном пространстве
Рубрика:
| Козак, ЛВ, Костык, РИ, 1Черемних, ОК, Прохоренков, АС 1Інститут космічних досліджень Національної академії наук України та Державного космічного агентства України, Київ |
| Косм. наука технол. 2015, 21 ;(4):66–80 |
| https://doi.org/10.15407/knit2015.04.066 |
| Язык публикации: Украинский |
Аннотация: Проведено исследование свойств турбулентных процессов в плазме солнечной фотосферы, солнечном ветре и переходных областях магнитосферы Земли. Для анализа были использованы наземные наблюдения флуктуаций конвективной составляющей скорости в активных и спокойных областях солнечной фотосферы, полученные на 70-см немецком вакуумном башенном телескопе VTT в Изаньи (о. Тенериф, Испания), и спутниковые измерения флуктуаций магнитного поля, полученные космическим аппаратом С3 миссии «Кластер-2» (данные представлены с временной дискретностью 22.5 Гц). В качестве характеристики турбулентных процессов был проведен (на разных масштабах) анализ моментов функции распределения флуктуаций скорости и магнитного поля; спектральный и вейвлет-анализ. Полученные зависимости сравнивались с имеющимися на сегодня моделями описания как однородных, так и неоднородных турбулентных процессов. Помимо различных типов турбулентных процессов в проанализированных областях отмечается возможность реализации самоорганизующихся магнитных плазменных структур в активных областях солнечной фотосферы и многомасштабный характер динамики магнитосферы. Магнитосфера ведет себя как самоорганизующаяся система с различными характерными масштабами. При этом, при наличии резких скачков параметров в переходных областях магнитосферы Земли фиксируется появление обратных каскадных процессов.
|
| Ключевые слова: обратные каскадные процессы в магнитосфере Земли, переходные области магнитосферы Земли, плазма солнечного ветра, самоорганизация магнитных плазменных структур, турбулентные процессы |
References:
1. Астафьева Н. М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения // Успехи физ. наук. — 1996. — 166, № 11. — С. 1145—1170.
2. Баренблатт Г. И. Турбулентные пограничные слои при очень больших числах Рейнольдса // Успехи мат. наук. — 2004. — 59, № 1. — С. 45—62.
3. Гледзер Е. Б. Диссипация и перемежаемость турбулентности в рамках гидродинамических аппроксимаций // Изв. Акад. наук. Физ. атмосферы и океана. — 2005. — 41, № 6. — С. 733—751.
4. Загородний А. Г., Черемных О. К. Введение в физику плазмы. — Київ: Наук. думка, 2014. — 697 с.
5. Козак Л. В., Костык Р. И., Черемных О. К. Два режима турбулентности на Солнце // Кинематика и физика небес. тел. — 2013. — 29, № 2. — С. 22—29.
6. Козак Л. В., Пилипенко В. А., Чугунова О. М., Козак П. Н. Статистический анализ турбулентности форшоковой области и магнитослоя Земли // Космич. исслед. — 2011. — 49, № 3. — С. 202—212.
7. Козак Л. В., Савин С. П., Будаев В. П. и др. Характер турбулентности в пограничных областях магнитосферы Земли // Геомагнетизм и аэрономия. — 2012. — 52, № 4. — С. 470—481.
8. Колмогоров А. Н. Локальная структура турбулентности в несжимаемой вязкой жидкости при очень больших числах Рейнольдса // Докл. АН СССР. — 1941. — 30, № 4. — С. 299—303.
9. Плазменная гелиогеофизика: В 2 т. / Под ред. Л. М. Зеленого, И. С. Веселовского. — М.: Физматлит, 2008. — Том 1. — 672 с.
10. Кременецький I. О., Черемних О. К. Космiчна погода: механiзми i прояви. — Київ: Наук. думка, 2009. — 144 с.
11. Benzi R., Ciliberto S., Tripiccione R., et al. Extended self — similarity in turbulent flows // Phys. Rev. E. — 1993. — 48. — P. R29—R32.
12. Boldyrev S. Spectrum of magnetohydrodynamic turbulence // Phys. Rev. Lett. — 2006. — 96. — P. 115002— 115006.
13. Consolini G., Kretzschmar M., Lui A. T. Y., et al. On the magnetic field fluctuations during magnetospheric tail current disruption: A statistical approach // J. Geophys. Res. — 2005. — 110 — A07202. doi:10.1029/2004JA010947.
14. Dubrulle B. Intermittency in fully developed turbulence: Log-Poisson statistics and generalized scale covariance // Phys. Rev. Lett. — 1994. — 73. — Р. 959—962.
15. Grossmann A., Morlet J. Decomposition of Hardy functions into square integrable wavelets of constant shape // SIAM J. Mathematical Analysis. — 1984. — 15. — P. 723—731.
16. Jacobsen K. S., Phan T. D., Eastwood J. P., et al. THEMIS observations of extreme magnetopause motion caused by a hot flow anomaly // J. Geophys. Res. — 2009. — 114 —A08210. doi:10.1029/2008JA013873.
17. Kostyk R. I., Khomenko E. V. The effect of acoustic waves on spectral-line profiles in the solar atmosphere: Observations and theory // Astron. Repts. — 2002. — 46, № 12. — P. 925—931.
18. Kraichnan R. H. The structure of isotropic turbulence at very high Reynolds numbers // J. Fluid Mech. — 1959. — 5. — P. 497—543.
19. Kraichnan R. H. Convergents to turbulence functions // J. Fluid Mech. — 1970. — 41. — P. 189—217.
20. Schroter E. H., Soltau D., Wiehr E. The German solar telescopes at the Observatorio del Teide // Vistas in Astron. — 1985. — 28. — P. 519—525
21. She Z., Leveque E. Universal scaling laws in fully developed turbulence // Phys. Rev. Lett. — 1994. — 72. — Р. 336—339.
22. Stebbins R. T., Goode P. R. Waves in the Solar Photosphere // Solar. Phys. — 1987. — 110. — P. 237—248.