163 / 320
161
диагностическим инструментом для анализа структуры и динамики
магнитосферной плазмы [
Гульельми, 1979
]. При этом большое внимание
уделяется вопросам генерации колебаний: возбуждению магнитосферных
резонансов и бегущих волн локальными источниками [
Ваньян и др., 1973
].
Однако даже при известных источниках геомагнитных колебаний можно
получить новые важные особенности волновых явлений и параметров
околоземной плазмы, изучая распространение таких возмущений. Анализ
эволюции низкочастотных волн при их распространении внутри
магнитосферы позволяет в ряде случаев предложить альтернативное
объяснение характерных особенностей регистрируемых геомагнитных
возмущений. Предпринятая в настоящей работе попытка исследования
магнитогидродинамических явлений в магнитосфере Земли вызвана
стремлением внести вклад в объяснение периодического повторения
структуры и изменения частоты геомагнитных возмущений. Важным
представляется также выяснение природы резких колебаний плотности
плазмы, регистрируемых в околоземном пространстве. Последнее
относится как к плазме земной магнитосферы и солнечного ветра, так и
к другим случаям, когда плазму можно принять «почти холодной», т.е. когда
скорость звуковых волн много меньше скорости волн других типов.
Известно, что в среде с постоянной альвеновской скоростью и
прямолинейными силовыми линиями магнитного поля электрический
диполь, ориентированный перпендикулярно к магнитному полю,
возбуждает в основном магнитное возмущение с поперечными
компонентами, направляемое этим полем [
Беллюстин и Докучаев, 1973
].
В данном исследовании изучаются закономерности распространения
подобного заданного нелинейного поперечного магнитного импульса
от локального магнитосферного источника. Рассмотрение проводится
в одномерной модели магнитосферы, ограниченной сопряженными
отражающими поверхностями. При распространении вдоль магнитного
поля
B
имеет место вырождение: поперечный импульс распадается на два
бегущих в противоположных направлениях возмущения, каждое
из которых представляет собой неразличимые в этих условиях
альвеновское и быстрое магнитозвуковое (БМЗ) возмущения, и на два
также разбегающихся медленных магнитозвуковых (ММЗ) возмущения.
В дальнейшем для простоты первые два возмущения будем называть
быстрыми альвеновскими. Кроме того, в параграфе подробно
проанализированы эффекты, происходящие при отражении альвеновской
нелинейной магнитосферной волны от сопряженных областей ионосферы.
Это, прежде всего, нелинейная трансформация сформировавшегося
альвеновского импульса в ММЗ волну.