И.П. Кирпичев 1,2 , Е.Е.Антонова 2,1

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛАЗМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ В ЭКВАТОРИАЛЬНОЙ

ПЛОСКОСТИ ЗЕМЛИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ В

СОЛНЕЧНОМ ВЕТРЕ. СТАТИСТИКА THEMIS

И.П. Кирпичев1,2, Е.Е.Антонова2,1

1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской

академии наук (ИКИ РАН)2 Научно-исследовательский институт ядерной физики им.

Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

5-ти спутниковый проект Themis вблизи экваториальной плоскости (

http://www.nasa.gov/missions_pages/themis/)

Probe 1: 1.3 x 30 RE Probe 2: 1.2 x 20 RE

Probes 3 и 4: 1.5 x 12 RE

Probe 5: 1.5 x 10 RE

Используемые приборыhttp://themis.ssl.berkeley.edu/, http://cdaweb.gsfc.nasa.gov/

[Angelopoulos, 2008]

Прибор и проект

Энергии и данные

Временные разрешения

ESA (THEMIS) - электростатически

й анализатор

ионы от 2 эВ до 25 кэВ электроны от 2 эВ до

32 кэВ

SST (THEMIS) - твердотельный

телескоп

ионы от 25 кэВ до 6 МэВ электроны от 25 кэВ до

~900 кэВ

Время накопления полной функции распределения

3 с. Интервал между

последовательными измерениями до 10

мин FGM (THEMIS)

магнитометр

3 с.

WIND

Концентрация, скорость, динамическое давление,

ММП

2 мин

Внешние и внутренние условия (апрель 2007 - сентябрь 2011 гг.)

Преобладание спокойных

стандартных условий

Метод обработки

север

югY gsm

Z gsm

Часовой угол

X gsmДинамическое давление СВ, величина Bz ММП

Учитывается сдвиг во времени, в соответствии со скоростью СВ

Положения магнитопаузы

11.511.10.510.9.5

Shue et al. [1998]

1515

-15-15

Зависимость величины магнитного поля на экваторе от условий в СВ по модели Цыганенко 2001 (12 MLT, север)

Разные символы – разные значения модуля Bz ММП!!!От 0 до 10 нТл с шагом 2 нТл

Зависимость объема силовой трубки в полуденном меридиане от условий в СВ - Цыганенко 2001 (север)

B

dlW

Разные символы – разные значения модуля Bz ММП!!!

Анизотропия плазменного давления при различных положениях магнитопаузы (p┴/p|| - 1, %; север)

Xsm

Ysm

15 -15

15

-15

Re

10.5 9.5

11.5 11.

Сравнение распределений давления при южной и северной ориентации ММП (“юг-север”,%)

Xsm

Ysm

15 -15

15

-15

Re

11.5 11.

10.5 9.5

Вид аппроксимации и условные названия

r)k(r0

0NeyF Общий уровень Показатель экспоненты,

жесткость

Аппроксимация радиального профиля магнитного поля для различных положений магнитопаузы в

дневном меридиане (экватор, ММП-север)

Положения магнитопаузы

11.511.

10.510.9.5

Аппроксимация радиального профиля давления для различных положений магнитопаузы в дневном

меридиане (экватор, ММП-север)Положения

магнитопаузы11.511.10.510.9.5

Аппроксимация радиальных профилей магнитного поля для различных локальных магнитных времен

Положения магнитопаузы

11.511.

10.510.9.5

север

юг

r)k(r0

0NeyF

Аппроксимация радиальных профилей магнитного поля для различных локальных магнитных времен

Положения магнитопаузы

11.511.

10.510.9.5

r)k(r0

0NeyF

Аппроксимация радиальных профилей давления для различных локальных магнитных времен

Положения магнитопаузы

11.511.

10.510.9.5

север

юг

r)k(r0

0NeyF

Аппроксимация радиальных профилей давления для различных локальных магнитных времен

Положения магнитопаузы

11.511.

10.510.9.5

3

Θcos

r)k(r0

0NeyF

• Полученные двумерные распределения полного плазменного давления и аппроксимации при различных внешних условиях в солнечном ветре свидетельствуют о том, что общий уровень давления и локального магнитного поля при северной ориентации ММП выше, чем при южной (наиболее выражено в дневные часы).

• Приближение положения магнитопаузы к Земле (изменение динамического давления СВ) вызывает рост общего уровня давления и локального магнитного поля (наиболее выражено в дневные часы).

• Профили показателя экспоненты (жесткости) магнитного поля указывают на то, что поле быстрее нарастает с ночной и дневной сторон, чем с утренней и вечерней.

• Оценки показателя экспоненты давления, в зависимости от локального магнитного времени, хорошо аппроксимируютя функцией

вида: для всех ориентаций ММП (север/юг).

3

Θcos

Авторы благодарят NASA contract NAS5-02099 и V. Angelopoulos за использование данных миссии THEMIS. Особенно: D. Larson и R. P. Lin за использование SST данных, C. W. Carlson и J. P. McFadden за использование ESA данных, K. H. Glassmeier, U. Auster and W. Baumjohann за использование FGM данных, распространяемых под руководством Technical University of Braunschweig и с финансовой поддержкой German Ministry for Economy and Technology and the German Center for Aviation and Space (DLR) under contract 50 OC 0302.А также выражают признательность Р. Леппингу за возможность использования данных спутника WIND.

Сопоставление профиля давления THEMIS на ночном меридиане (сплошная кривая) с данными:

AMPTE/CCE (*) и GEOTAIL (Δ).

Проблемы аппроксимаций

Взаимосвязь параметров аппроксимации магнитного поля и плазменного давления

*x