Магнитосфера Земли, ее структура. Роль магнитосферы на околоземные процессы. Связь процессов в магнитосфере с процессами солнечного ветра. Суббури и полярные сияния. Собственная, наведенная и комбин

Самой внешней и протяжённой оболочкой Земля является магнитосфера - область околоземного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем Земля и его взаимодействием с потоками заряженных частиц.

Исследования, проведённые при помощи космических зондов и искусственных спутников Земля, показали, что Земля постоянно находится в потоке корпускулярного излучения Солнца (т. н. солнечный ветер). Он образуется благодаря непрерывному расширению (истечению) плазмы солнечной короны и состоит из заряженных частиц (протонов, ядер и ионов гелия, а также более тяжёлых положительных ионов и электронов). У орбиты Земля скорость направленного движения частиц в потоке колеблется от 300 до 800 км/сек. Солнечная плазма несёт с собой магнитное поле, напряжённость которого в среднем равна 4,8-10-За/м (6·10-5э).

При столкновении потока солнечной плазмы с препятствием - магнитным полем Земля - образуется распространяющаяся навстречу потоку ударная волна (рис), фронт которой со стороны Солнца в среднем локализован на расстоянии 13-14 радиусов Земля (RÅ) от её центра. За фронтом ударной волны следует переходная область толщиной ~ 20 тыс. км, где магнитное поле солнечной плазмы становится неупорядоченным, а движение её частиц - хаотичным. температура плазмы в этой области повышается примерно с 200 тыс. градусов до ~ 10 млн. градусов.

Переходная область примыкает непосредственно к магнитосфере Земля, граница которой - магнитопауза - проходит там, где динамическое давление солнечного ветра уравновешивается давлением магнитного поля Земля; она расположена со стороны Солнца на расстоянии ~ 10-12 R () (70-80 тыс. км) от центра Земля, её толщина ~ 100 км. Напряжённость магнитного поля Земля у магнитопаузы ~ 8·10-2а/м (10-3э), т.е. значительно выше напряжённости поля солнечной плазмы на уровне орбиты Земля Потоки частиц солнечной плазмы обтекают магнитосферу и резко искажают на значительных расстояниях от Земля структуру её магнитного поля. Примерно до расстояния 3 RÅ от центра Земля магнитное поле ещё достаточно близко к полю магнитного диполя (напряжённость поля убывает с высотой ~1/R3). Регулярность поля здесь нарушают лишь магнитные аномалии (влияние наиболее крупных аномалий сказывается до высот ~0,5R) над поверхностью Земля). На расстояниях, превышающих 3 R), магнитное поле ослабевает медленнее, чем поле диполя, а его силовые линии с солнечной стороны несколько прижаты к Земля Линии геомагнитного поля, выходящие из полярных областей Земля, отклоняются солнечным ветром на ночную сторону Земля Там они образуют "хвост", или "шлейф", магнитосферы протяжённостью более 5 млн. км. Пучки магнитных силовых линий противоположного направления разделены в хвосте областью очень слабого магнитного поля (нейтральным слоем), где концентрируется горячая плазма с температурой в млн. градусов.

Магнитосфера реагирует на проявления солнечной активности, вызывающей заметные изменения в солнечном ветре и его магнитном поле. Возникает сложный комплекс явлений, получивший название магнитной бури. При бурях наблюдается непосредственное вторжение в магнитосферу частиц солнечного ветра, происходит нагрев и усиление ионизации верхних слоев атмосферы, ускорение заряженных частиц, увеличение яркости полярных сияний, возникновение электромагнитных шумов, нарушение радиосвязи на коротких волнах и т.д. В области замкнутых линий геомагнитного поля существует магнитная ловушка для заряженных частиц. Нижняя её граница определяется поглощением захваченных в ловушку частиц атмосферой на высоте несколько сот км, верхняя практически совпадает с границей магнитосферы на дневной стороне Земля, несколько снижаясь на ночной стороне. Потоки захваченных в ловушку частиц высоких энергий (главным образом протонов и электронов) образуют т. н. Радиационный пояс Земли. Частицы радиационного пояса представляют значительную радиационную опасность при полётах в космос.

Перейти на страницу: 1 2 3

Публикации по єкологии

Мировой океан как единая система
Мы привыкли называть свою планету Землей, хотя из космоса она кажется голубой. Этот цвет объясняется тем, что 3/4 поверхности планеты покрыто сплошной пеленой воды - океанами и морями - и лишь немногим более 1/4 остается на долю суши. Поверхность Мирового океана и суши качестве ...

Контроль за использованием и утилизацией отходов
Проблема использования отходов имеет не только экологический, но и экономический аспект. При наличии соответствующего механизма управления отходами последние могут стать одним из факторов повышения доходов в промышленных корпорациях. Многие руководители промышленных корпораций н ...

Разделы