Солнечно-земная
Физика

Справочник

Электроджет. Токовые системы авроральной зоны

1.Электроджет
2.Токи Биркеланда

Электроджет

 По магнитограммам высокоширотной сети станций можно построить эквивалентную картину токов, текущих в ионосфере, ответственных за то или иное возмущение магнитного поля. Такие токовые системы наэывают эквивалентными, потому что реальные токовые системы трехмерны.
Двухвихревая система, характерная для спокойной суточной вариации и усиливающаяся на подготовительной фазе суббури (рис 1 слева),

Рис 1. Токовые системы суббури DP11 b DP12

ассоциируется с электрическим полем конвекции. На вечерней стороне ток (электроджет) направлен на утро и вызывает положительное отклонение в Н-составляющей магнитного поля, тогда как противоположное направление тока на утренней стороне дает отрицательное отклонение.

Переход от восточного к западному току, регистрируемый вблизи полуночи, носит название разрыв Харанга. ( Harang discontinuety).
Дополнительная одновихревая токовая петля ( рис1 справа) возникает на фазе экспансии суббури и резко усиливает западную электрострую. Это дополнительный короткоживущий ток связыают со сбросом в ионосферу авроральных электронов и индукционным электрическим полем суббуревых активизаций.
Рис 2. Схема, иллюстрирующая суперпозицию двух токовых систем во время экспансии изолированной суббури. Черная стрелка - электроджет суббуревой активизации. Пунктиреая линия - разрыв Харанга.

На рис 2 приведена схема, иллюстрирующая суперпозицию указанных токовых систем на разных стадиях элементарной изолированной суббури ( Kamide, 2002).

Токи Биркеланда

 Существование трехмерных токовых систем в магнитосфере было предсказано норвежским ученым Биркеландом, наименование токи Биркеланда (Birkeland currernts) часто встречается в литературе. Две возможных конфигурации продольных токов были рассмотрены Бостремом (Bostrom, 1964) (рис 3):

Рис 3 Два типа токовых систем Бострема.

В системе типа 1 ток втекает на утренней стороне и вытекает на вечерней, в системе типа 2 ток втекает на северной (полюсной) полосе и вытекает на экваториальной. Оба типа токовых систем, предсказанные Бостремом, обнаруживаются при анализе измерений магнитного поля и/или фигурируют в моделях магнитосферных возмущений. Они могут иметь глобальный или локальный характер.

На рис 4 приведена схема продольных токов в проекции на ионосферу, построенная Ииджимой и Потемрой (1976) по данным спутника "Триад". Высокоширотная и низкоширотная токовые зоны совпадают с с границами овала полярных сияний.

Рис 4. Распрееление продольных токов в авроральной зоне. 1 - ток из ионосферы, 2 - ток вниз, в ионосферу.

Направление токов неодинаково в утреннем и вечернем секторах - утром ток направлен вниз (в ионосферу) на приполюсной границе и вверх - на экваториальной, тогда как в вечернем секторе направление продольных токов обратное. Отмечалось, что ток, направленный вверх, скорее всего обеспечивается высыпанием электронов с энергией > 1 кэВ. магнитосфере.
На рис 6

Отметим в заключение, что приведенные выше картинки весьма схематичны и для детального самосогласованного рассмотрения надо привлекать данные о распределении электрического поля, характере и носителях тока, динамике плазменнных структур и т.д.


Назад, к оглавлению справочника

Для связи:  lll@srd.sinp.msu.ru