83 / 320
81
в линейном приближении, однако вариации плотности плазмы оказались
пропорциональны не только квадрату амплитуды падающей альвеновской
волны, но и квадрату отношения альвеновской скорости и звуковой
2
S
А
.
Значение этого параметра в «холодной» плазме велико. Смысл эффекта
связан с выравниванием суммарного давления
2
8
B
P
. В результате
возрастающее в области отражения альвеновской волны магнитное поле
эффективно выталкивает низкотемпературную плазму.
Значимость этого и других эффектов, связанных с медленными
волнами, требует более строгого анализа низкочастотных волновых
процессов в магнитосфере, при этом в первую очередь представляется
существенным
учесть
температурные
изменения
в
плазме.
В пренебрежении диссипативными процессами изменения температуры
адиабатические и определяются сохранением энтропия
1
ln
)1 (
m
kT
R
S
(здесь
– молекулярная масса, R – универсальная газовая постоянная и
c
с
p
– отношение теплоемкостей, см. [
Ландау и Лифшиц, 1986
]).
Но и в этом случае добавление в систему МГД-уравнений уравнения
для температуры дает качественно
новые
явления – появляются
статические неоднородности постоянного давления, в которых
температура и плотность среды могут иметь сложные пространственные
конфигурации. В среде без теплопроводности такие неоднородности могут
существовать неограниченно долго. Учет теплопроводности приведет к их
эволюционному расплыванию. Для полного учета диссипативных
процессов,
обусловленных
вязкостью,
теплопроводностью
и
проводимостью среды, условие адиабатичности заменяется более общим
динамическим уравнением для температуры [
Ландау и Лифшиц, 1982
].
Разумеется, МГД-приближение с уравнением для температуры не
исчерпывает всех факторов, которые полезно учитывать для наиболее
адекватного рассмотрения низкочастотных процессов в земной
магнитосфере и ионосфере (см., например, [
Lysak, 1999
]). Прежде всего,
имеет место сильная разреженность магнитосферной плазмы, что ставит
под вопрос применимость одножидкостного МГД-приближения.
Одножидкостное гидродинамическое приближение в газе хорошо
обосновано в случае высокой частоты соударений между частицами –
при этом среда характеризуется максвелловским распределением частиц