2
Содержание
Введение.......................................................................5
Глава 1. Космический сегмент солнечно-атмосферных связей (обзор)..............12
1.1. Очерк солнечно-атмосферных связей....................................12
1.2. Высокоскоростные потоки - проявление пространственной структуры гелиосферы................................................................22
1.3. Общая циркуляция типа Россби в солнечной атмосфере...................43
Глава 2. Полярный солнечных! ветер............................................52
2.1. Введение.............................................................52
2.2. Математическая модель................................................54
2.3. Физическая интерпретация.............................................75
2.4. Сравнение с экспериментазьными данными: возможности экспериментальной проверки теории.........................................79
2.5. Заключение по главе................................................. 82
Глава 3. Трансзвуковой доальвеновский солнечный ветер в средних и низких
гелиоширотах..........................................................85
3.1. Введение.............................................................85
3.2. Математическая модель................................................87
3.3. Примеры расчетов трансзвукового солнечного ветра.....................98
3.3.1. Лента из корональных петель, аркад и шлемовидных лучей.........99
3.3.2. Кольцо вокруг экватора с разрезом по гелиодолготе ...........109
3.4. Заключение по главе..................................................115
Глава 4. Сверхзвуковой траисальвеновский солнечный ветер в средних и низких
гелиоширотах..........................................................117
4.1. Введение.............................................................117
4.2. Математическая модель................................................120
4.3. Физическая интерпретация и обсуждение результатов....................124
4.4. Заключение по главе..................................................127
Глава 5. Глобальная составная модель солнечного ветра.........................129
5.1. Введение.............................................................129
5.2. Математическая модель................................................132
5.2.1. Априорная информация...........................................133
5.2.1.1. Топология электрического тока...........................133
5.2.1.2. Топология магнитного ноля...............................133
5.2.1.3. Взаимное расположение звуковой и альвеновской поверхностей.....................................................134
5.2.1.4. Энергетическое уравнение................................134
5.2.2. Разбиение на локальные ячейки................................ 135
5.2.3. Локальные модели...............................................136
5.3. Испытания на материале Whole Sun Month...............................137
5.3.1. Входная информация.............................................137
5.3.1 Л. Геометрия...............................................138
5.3.1.2. Магнитное поле..........................................139
5.3.1.3. Радиальный профиль плотности короны на полярной оси 141
5.3.1.4. "Температура" экваториальной короны и электронная
эволюции становится ярче: в начальный момент оно было на 30% менее ярким, чем теперь. Однако, геологические данные свидетельствуют о том, что климат Земли всегда был умеренным: осадочные гальки, созданные потоками текущей воды, обнаружены во всех слоях геологической истории Земли. На Земле никогда не было полного обледенения: модели климата показывают, что Земля обледенела бы полностью, если бы поток солнечного излучения уменьшился хотя бы на 5%. Более того согласно этим моделям однажды обледенев полностью Земля уже не сможет отлаять в силу высокого альбедо снега и льда. Предполагается, что состав атмосферы Земли на ранних стадиях ее эволюции обеспечивал "парниковый эффект" на уровне достаточном для поддержания умеренно высоких температур земной поверхности в условиях пониженного потока солнечного излучения. В этом случае химический состав атмосферы Земли должен изменяться таким образом, чтобы скомпенсировать увеличение потока солнечного излучения. При этом вопрос о том, что эволюция химического состава земной атмосферы соответствует эволюции Солнца по случайному совпадению или имеется некий физический механизм стабилизации климата остается открытым.
Земные проявления "космической погоды" отражают сложные процессы, происходящие в межпланетном космическом пространстве, а также в солнечной короне - окружающей Солнце атмосфере. Фотометрические измерения яркости К-короны показывают, что электронная концентрация у ее основания менее 10* см 3 и убывает с ростом гелиоцентрического расстояния. По доплеровскому уширению спектральных линий, интенсивности радиошумов и т.п. установлено, что температура в основании короны порядка 106 К и остается на этом высоком уровне по крайней мере до гелиоцентрических расстояний около 10 солнечных радиусов. Горячая и разреженная корона почти полностью ионизована и представляет собой
20
водородную плазму с небольшой примесью других (менее распространенных) элементов [48].
Подобно любому горячему газу в отсутствие достаточных сдерживающих сил, (давления межзвездного газа не достаточно для поддержания солнечной короны в статическом состоянии) корона испытывает тепловое расширение в направлении, противоположном действию солнечной гравитации, - в межпланетное космическое пространство. Наблюдения доплсровского смешения спектральных линий ультрафиолетового диапазона указывают на скорости расширения в основании короны около 10 км/сек [145,167,168], что на порядок меньше местной скорости звука. С другой стороны измерения с борта космических аппаратов, находящихся на различных гелиоцентрических расстояниях между орбитами Меркурия и Сатурна, постоянно фиксируют движущуюся радиально от Солнца плазму (солнечный ветер), характерная скорость которой (500 км/сек) значительно превышает местную скорость звука. Это свидетельствует о трансзвуковом характере теплового расширения короны, в процессе которого плазма ускоряется до сверхзвуковых скоростей и заполняет околосолнечное космическое пространство до гелиоцентрических расстояний 50 - 100 а.е., образуя гелиосферу [7].
По зеемановскому расщеплению линий солнечного спектра обнаружено магнитное поле Солнца напряженностью несколько гаусс, а в некоторых областях и намного более сильное. Фотографии короны в различных участках спектра, а также результаты прямых измерений межпланетного магнитного поля с борта космических аппаратов показывают, что корональная и межпланетная плазма, как правило, ведет себя в магнитном поле подобно идеальному проводнику [48].
Представления о плазме короны, как об идеальном проводнике в магнитном поле, не достаточно для понимания процессов, происходящих в сравнительно
- Київ+380960830922