Солнечно-земная
Физика

Справочник

Микропульсации,
пульсации магнитного поля

Термин "микропульсации" чаще всего применяется к быстрым вариациям, пульсациям геомагнитного поля, хотя родственные флуктуации с периодами от долей секунды до десятков минут наблюдаются и в полярных сияниях (см), и в потоках захваченных и высыпающихся авроральных частиц, и в тормозном рентгеновском излучении (см.) Пульсации магнитного поля были обнаружены и изучены раньше других, принята официальная классификация, под которую подстраивались описания остальных быстропеременных явлений.

Геомагнитные пульсации иеют амплитуды от десятых долей нТ до десятков нТ и делятся на регулярные Рс и иррегулярные, Pi и нумеруются по характерным периодам по возрастающей, от 1 до 6. Таблица 1 дает классификацию пульсаций, принятую в настоящее время.

Pc Период, с Pi Период, с
Pc1 0,2 - 5 Pi 1 1 - 40
Pc 2 5 -10 Pi 2 40 - 150
Pc 3 10 - 45 Pi 3 100 - 300
Pc 4 45 - 150    
Pc 5 150 - 600    

Микропульсации появляются как при спокойном, так и при возмущенном магнитном поле. Иррегулярные Pi появляются чаще в условиях возмущении, таких, как суббури. Появление Pi 2 связывается с началом суббурь.



Рис. 1 Примеры записей пульсаций магнитного поля ( H,D,Z) и полярных сияний (Ф) с фильтрацией полярных сияний ( Черноус С.А.)

Для объяснения физической природы пульсаций предложены теории, согласно которым короткопериодные пульсации Pc1 и Pi1 генерируются циклотронными неустойчивостями, возникающими при взаимодействии волн с частицами и при колебательных движениях вдоль силовых линий магнитного поля в магнитосфере. тогда как пульсации длиннопериодные связывают с магнито-гидродинамическими волнами, генерируемыми в магнитосфере и с вариациями давления солнечного ветра.

Следует отметить, что отечественная школа исследования пульсаций, возглавлявшаяся В.А. Троицкой, занимала ведущее место в мировой науке. Экспериментальной основой для многих работ стали данные среднеширотной обсерватории Борок ( А.В. Гульельми) и высокоширотной обсерватории Ловозеро ( В.И. Селиванов) и ряда экспедиций.

Пульсации Рс 1 имеют период от 0,2 до 5с. Особый тип Рс 1, имеющий вид всплесков, объединяющихся в серии продолжительностью от нескольких минут до часов называют жемчужинами.

Короткопериодные пульсации Pi 1 - очень сложные явления, подразделяемые на следующие подклассы:
1. Короткопериодные иррегулярные пульсации (SIP) - цуг короткопериодных микропульсаций, который длится всего несколько минут. Обычно появляется вблизи начала геомагнитных бухт и связывается с длиннопериодными пульсациями 20-60 с. Имеет тенденцию повторяться несколько раз с интервалами в 10-20 мин.
2. Иррегулярные пульсации уменьшающегося периода (КУП, IPDP) характеризуются узкой полосой частот со средней частотой, возрастающей от 0,1 до 1,5 Гц за 30 мин. Обычно появляются в интервале от 17 ч до 01 ч местного магнитного времени и часто связаны с появлением отрицательных магнитных бухт, а также сопровождают визуально наблюдаемые полярные сияния. Частота этих пульсации возрастает при появлении аврорального спорадического слоя Е
3. Иррегулярные пульсации увеличивающегося периода (IРIР). Обычно появляются в дневное время и наблюдаются не часто.
4. Авроральные иррегулярные пульсации (АIР) - Появляются вблизи зон полярных сияний и представляют собой непрерывные широкополосные сигналы большой длительности, которым обычно предшествуют короткие иррегулярные микропупьсации.

Пульсации Pi2, связанные с суббурями, с брейквпом полярных сияний см. здесь Ддлиннопериодные пульсации Рс3-5 будут рассмотрены отдельно.

Микропупьсации имеют широтную сопряженность в южном и северном полушариях Земли, указывая на существование колебаний поля в магнитосфере.

Л.Л.


ЛИТЕРАТУРА

ГУЛЬЕЛЬМИ А.В. МГД-волны в околоземной плазме. - М.:' Наука, 1979.

JACOBS J. A. Geomagnetic Micropulsations, New York, Springer Veriag, 1970, Ch.2.

LANZEROTTI L.J., FUKUNISHI H. Rev. Geophys. Space Phys., 12, 2193, 1974.

MCPHERRON R.L., RUSSELL C.T., COLEMAN P.J. Space Sci. Rev., 13, 411,1972.

PATEL V.L. Planet. Space Sci., 13, 485, 1965.

PATEL V.L., CAHILL L.J. Phys. Rev. Letters, 12, 213, 1964.


Назад, к оглавлению справочника


18.10.2002