|
| Солнечно-земная |
Структура радиационных поясов Земли
Первые полеты спутников обнаружили существование областей повышенного содержания энергичных заряженных частиц, которые
были названы поясами Ван-Аллена или радиационными поясами.
На рис.1 представлены радиальные профили областей регистрации электронов и протонов в магнитосфере Земли.
Асимметрия день-ночь распределения частиц связана со структурой магнитосферы.
Электроны с энергией > 100 кэВ образуют два пояса: внутренний на L < 2.5 и внешний на L> 3 с провалом (through)
на L=2.5-3.5.
Протоны не имеют такой структуры. С уменьшением L появляются протоны все больших энергий. Рис 1 отображает структуру
поясов в магнито-спокойное время.
Во время возмущений структура поясов может значательно меняться.
Радиационные пояса являются одной из разновидностей магнитной ловушки. Частицы в магнитосферной ловушке
захвачены, когда они остаются в ней существенно больше, чем время пролета по прямой порядка
размера ловушки.
Говорят об устойчивом или стабильном захвате, если частица магнитным дрейфом огибает магнитосферу не
меньше одного раза по замкнутой дрейфовой оболочке.
Достаточным условием для этого является сохранение первого, второго и
третьего адиабатических инвариантов. Подробнее в справочнике ad_invars.htm.
Начиная с определенного радиального расстояния частицы, дрейфующие с ночной
стороны, не совершают полного оборота, выходя на магнитопаузу с утренней
(электроны) или вечерней (ионы) стороны. Область за границей устойчивого
захвата называется областью квазизахвата, а частицы - квазизахваченными,
если их траекторию все еще можно представить в виде суммы ларморовского
вращения, колебаний между зеркальными точками и магнитного дрейфа.
В области квазазахвата на склоне спада интенсивности радиационного пояса наблюдается несколько популяций частиц -
частицы центрального плазменного слоя с энергией до 1-2 кэв, авроральные электроны и ионы с энергией от единиц до
сотен кэВ, часто к энергичным авроральным электронам и протонам относят частицы от 20 кэВ и выше.
Поток свежеускоренных авроральных частиц превышает фоновый поток "старых" частиц радиационного пояса на
несколько порядков; в дальнейшем эти частицы либо погибают в атмосфере, либо уходят за магнитопаузу, либо
пополняют радиационные
пояса посредством радиальной диффузии.
Энергетический спектр заряженных частиц космических лучей, частиц
радиационных поясов и авроральных частиц как правило падающий, поток
частиц уменьшается с ростом энергии. На рис 2 приведены образцы энергетических спектров
Подробнее в справочнике СиЗиФ о радиационных поясах Земли рассказано в статьях на эту тему:
Логачев Ю.И. Радиационные пояса Земли , ///
Сосновец Э.Н. Радиационные пояса Земли , ///
Кузнецов С.Н., Тверская Л.В. Радиационные пояса , ///
Гальпер А.М. Радиационный пояс Земли.
Об области кваазизахвата: Лазутин Л.Л. Авроральная магнитосфера, ///
Ковтюх А.С. Геокорона горячей плазмы .
О характере движения частиц в магнитосфере смотрите на странице particle.htm
Портал SiZiF создан в НИИЯФ МГУ Л. Лазутиным
Для связи: lll@srd.sinp.msu.ru
последнее обновление - 22.01.2010