Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля
Проанализировано наличие неоднородностей турбулентных процессов и получены спектры турбулентности в областях до и во время диполяризации магнитного поля в хвосте магнитосферы Земли по измерениям четырех космических аппаратов миссии «Кластер-2» (событие 21 сентября 2005 г.). Спектральный и вейвлет-ан...
Gespeichert in:
| Datum: | 2018 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Головна астрономічна обсерваторія НАН України
2018
|
| Schriftenreihe: | Кинематика и физика небесных тел |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/149739 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля / Л. Козак, Б. Петренко, Е. Кронберг, Е. Григоренко, Е. Луи, С. Черемных // Кинематика и физика небесных тел. — 2018. — Т. 34, № 5. — С. 52-69. — Бібліогр.: 43 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-149739 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1497392019-03-03T01:23:44Z Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля Козак, Л. Петренко, Б. Кронберг, Е. Григоренко, Е. Луи, Е. Черемных, С. Динамика и физика тел Солнечной системы Проанализировано наличие неоднородностей турбулентных процессов и получены спектры турбулентности в областях до и во время диполяризации магнитного поля в хвосте магнитосферы Земли по измерениям четырех космических аппаратов миссии «Кластер-2» (событие 21 сентября 2005 г.). Спектральный и вейвлет-анализ были дополнены исследованиями эксцесса флуктуаций модуля магнитного поля. Проаналізовано наявність неоднорідностей турбулентних процесів і отримано спектри турбулентності в областях до і під час диполяризації магнітного поля у хвості магнітосфери Землі за вимірюваннями чотирьох космічних апаратів місії «Кластер-2» (подія 21 вересня 2005 року). Спектральний і вейвлет-аналіз були доповнені дослідженнями ексцесу флуктуацій модуля магнітного поля. The presence of heterogeneity of turbulent processes has been analyzed, and spectra of the turbulence have been obtained for the regions before and during dipolarization of the magnetic field in the Earth's magnetosphere tail from the measurements of four space vehicles of Cluster-2 mission (the event on 21 September 2005). The spectral and wavelet analysis were supplemented by investigations of fluctuation kurtosis for magnetic field absolute value. 2018 Article Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля / Л. Козак, Б. Петренко, Е. Кронберг, Е. Григоренко, Е. Луи, С. Черемных // Кинематика и физика небесных тел. — 2018. — Т. 34, № 5. — С. 52-69. — Бібліогр.: 43 назв. — рос. 0233-7665 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/149739 551.510; 533.93 ru Кинематика и физика небесных тел Головна астрономічна обсерваторія НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Динамика и физика тел Солнечной системы Динамика и физика тел Солнечной системы |
| spellingShingle |
Динамика и физика тел Солнечной системы Динамика и физика тел Солнечной системы Козак, Л. Петренко, Б. Кронберг, Е. Григоренко, Е. Луи, Е. Черемных, С. Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля Кинематика и физика небесных тел |
| description |
Проанализировано наличие неоднородностей турбулентных процессов и получены спектры турбулентности в областях до и во время диполяризации магнитного поля в хвосте магнитосферы Земли по измерениям четырех космических аппаратов миссии «Кластер-2» (событие 21 сентября 2005 г.). Спектральный и вейвлет-анализ были дополнены исследованиями эксцесса флуктуаций модуля магнитного поля. |
| format |
Article |
| author |
Козак, Л. Петренко, Б. Кронберг, Е. Григоренко, Е. Луи, Е. Черемных, С. |
| author_facet |
Козак, Л. Петренко, Б. Кронберг, Е. Григоренко, Е. Луи, Е. Черемных, С. |
| author_sort |
Козак, Л. |
| title |
Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля |
| title_short |
Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля |
| title_full |
Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля |
| title_fullStr |
Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля |
| title_full_unstemmed |
Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля |
| title_sort |
спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля |
| publisher |
Головна астрономічна обсерваторія НАН України |
| publishDate |
2018 |
| topic_facet |
Динамика и физика тел Солнечной системы |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/149739 |
| citation_txt |
Спектры турбулентности в области диполяризации магнитного поля / Л. Козак, Б. Петренко, Е. Кронберг, Е. Григоренко, Е. Луи, С. Черемных // Кинематика и физика небесных тел. — 2018. — Т. 34, № 5. — С. 52-69. — Бібліогр.: 43 назв. — рос. |
| series |
Кинематика и физика небесных тел |
| work_keys_str_mv |
AT kozakl spektryturbulentnostivoblastidipolârizaciimagnitnogopolâ AT petrenkob spektryturbulentnostivoblastidipolârizaciimagnitnogopolâ AT kronberge spektryturbulentnostivoblastidipolârizaciimagnitnogopolâ AT grigorenkoe spektryturbulentnostivoblastidipolârizaciimagnitnogopolâ AT luie spektryturbulentnostivoblastidipolârizaciimagnitnogopolâ AT čeremnyhs spektryturbulentnostivoblastidipolârizaciimagnitnogopolâ |
| first_indexed |
2025-07-12T22:50:47Z |
| last_indexed |
2025-07-12T22:50:47Z |
| _version_ |
1837483330100002816 |
| fulltext |
ÄÈÍÀÌÈÊÀ È ÔÈÇÈÊÀ ÒÅË
ÑÎËÍÅ×ÍÎÉ ÑÈÑÒÅÌÛ
ÓÄÊ 551.510; 533.93
Ë. Êî çàê1,2, Á. Ïåò ðåí êî1, Å. Êðîí áåðã3,
Å. Ãðè ãî ðåí êî4, Å. Ëóè5, Ñ. ×å ðåì íûõ2
1Êè åâ ñêèé íà öè î íàëü íûé óíè âåð ñè òåò èìå íè Òà ðà ñà Øåâ ÷åí êî
óë. Âëà äè ìèð ñêàÿ 64/13, Êèåâ, Óêðà è íà, 01601
2Èíñòè òóò êîñ ìè ÷åñ êèõ èñ ñëå äî âà íèé Íà öè î íàëü íîé àêà äå ìèè íàóê Óêðàèíû
è Ãîñóäàðñòâåííîãî êîñìè÷åñêîãî àãåíòñòâà Óêðà è íû
Ïðî ñïåêò Àêàäåìèêà Ãëóø êî âà 40, êîðï. 4/1, Êèåâ, Óêðà è íà, 03680
3Èíñòè òóò Ìàê ñà Ïëàí êà
Þñòóñ-ôîí-Ëè áèã-Âåã 3, Ãåò òèí ãåí, Ãåð ìà íèÿ, 37077
4Èíñòè òóò êîñ ìè ÷åñ êèõ èñ ñëå äî âà íèé Ðîññèéñêîé àêà äå ìèè íàóê
óë. Ïðîô ñî þç íàÿ 84/32, Ìîñêâà, Ðîññèéñêàÿ Ôåäåðàöèÿ, 117997
5Óíè âåð ñè òåò èìå íè Äæî íà Õîï êèí ñà
Ëà ó ðåë, øòàò Ìåðèëåíä, ÑØÀ, 11100
Ñïåê òðû òóð áó ëåí òíîñ òè
â îá ëàñ òè äè ïî ëÿ ðè çà öèè ìàã íèò íî ãî ïîëÿ
Ïðî à íà ëè çè ðî âà íî íà ëè ÷èå íå îäíî ðîä íîñ òåé òóð áó ëåí òíûõ ïðî öåñ -
ñîâ è ïî ëó ÷å íû ñïåê òðû òóð áó ëåí òíîñ òè â îá ëàñ òÿõ äî è âî âðå ìÿ äè -
ïî ëÿ ðè çà öèè ìàã íèò íî ãî ïîëÿ â õâîñ òå ìàã íè òîñ ôå ðû Çåì ëè ïî èç ìå -
ðå íè ÿì ÷å òû ðåõ êîñ ìè ÷åñ êèõ àï ïà ðà òîâ ìèñ ñèè «Êëàñ òåð-2» (ñî áû -
òèå 21 ñåí òÿá ðÿ 2005 ã.). Ñïåê òðàëü íûé è âåé âëåò-àíà ëèç áûëè äî -
ïîë íå íû èñ ñëå äî âà íè ÿ ìè ýêñ öåñ ñà ôëóê òó à öèé ìî äó ëÿ ìàã íèò íî ãî
ïîëÿ. Ïî ëó ÷å íî, ÷òî â îá ëàñ òè äè ïî ëÿ ðè çà öèè ìàã íèò íî ãî ïîëÿ â õâîñ -
òå ìàã íè òîñ ôå ðû íà áëþ äà þò ñÿ: óìåíü øå íèå ãî ðè çîí òàëü íîé ñî -
ñòàâ ëÿ þ ùåé ìàã íèò íî ãî ïîëÿ â äî ëÿõ õâîñ òà è óâå ëè ÷å íèå âåð òè êàëü -
íîé ñî ñòàâ ëÿ þ ùåé; èç ìå íå íèå ýêñ öåñ ñà; íà ëè ÷èå ìîù íûõ Pc5- è Pc4-
ïóëü ñà öèé, à òàê æå ïðÿ ìûõ è îá ðàò íûõ êàñ êà äîâ; èç ëîì â ñïåê òðàõ
íà ÷àñ òî òàõ, ìåíü øèõ ÷åì ãè ðî ÷àñ òî òà ïðî òî íîâ; èç ìå íå íèå õà ðàê -
òå ðà òóð áó ëåí òíûõ äâè æå íèé íà ðàç íûõ âðå ìåí íûõ ìàñ øòà áàõ (íà
áîëü øèõ âðå ìåí íûõ ìàñ øòà áàõ òóð áó ëåí òíûå òå ÷å íèÿ ñî îò âå òñò -
âó þò îä íî ðîä íûì ìî äå ëÿì Êîë ìî ãî ðî âà è Èðîø íè êî âà — Êðàé ÷íà íà,
à íà ìåíü øèõ âðå ìåí íûõ ìàñ øòà áàõ òóð áó ëåí òíàÿ ñå ðå äà îïè ñû âà -
åò ñÿ ìî äåëüþ ýëåê òðîí-ìàã íè òî ãèä ðî äè íà ìè ÷åñ êîé òóð áó ëåí òíîñ -
òè). Èñïîëü çóÿ èç ìå ðå íèÿ íà ðàç íûõ êîñ ìè ÷åñ êèõ àï ïà ðà òàõ, óäà ëîñü
îöå íèòü ñêî ðîñòü òå ÷å íèÿ ïëàçìû â õâîñòîâîì íàïðàâëåíèè.
Êëþ ÷å âûå ñëî âà: òóð áó ëåí òíûå ïðî öåñ ñû, õâîñò ìàã íè òîñ ôå ðû
Çåì ëè, Ðñ-ïóëü ñà öèè, ñïåê òðû òóð áó ëåí òíîñ òè.
52
ÊÈÍÅÌÀÒÈÊÀ
È ÔÈÇÈÊÀ
ÍÅÁÅÑÍÛÕ
ÒÅË òîì 34 ¹ 5 2018
© Ë. ÊÎÇÀÊ, Á. ÏÅÒÐÅÍÊÎ, Å. ÊÐÎÍÁÅÐÃ, Å. ÃÐÈÃÎÐÅÍÊÎ, Å. ËÓÈ, Ñ. ×ÅÐÅÌÍÛÕ, 2018
53
ÑÏÅÊÒÐÛ ÒÓÐÁÓËÅÍÒÍÎÑÒÈ Â ÎÁËÀÑÒÈ ÄÈÏÎËßÐÈÇÀÖÈÈ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Õâîñò ìàã íè òîñ ôå ðû Çåì ëè — ñà ìî ñîã ëà ñî âàí íàÿ êðóï íî ìàñ øòàá íàÿ
òî êî âàÿ ñòðóê òó ðà, ïà ðà ìåò ðû êî òî ðîé îïðå äå ëÿ þò ñÿ êàê ïëàç ìîé ñî -
ëíå÷ íî ãî âåò ðà, òàê è âíóò ðåí íè ìè ïðî öåñ ñà ìè. Îí ñî ñòî èò èç ñå âåð -
íîé è þæ íîé äî ëåé, â êî òî ðûõ ìàã íèò íûå ïîëÿ èìå þò ïðî òè âî ïî ëîæ -
íûå íà ïðàâ ëå íèÿ. Çà ñ÷åò òîãî ÷òî íîð ìàëü íàÿ ñî ñòàâ ëÿ þ ùàÿ ìàã íèò -
íî ãî ïîëÿ ïîä äåð æè âà åò ñÿ çåì íûì ìàã íèò íûì äè ïî ëåì, à Bx -ñî ñòàâ -
ëÿ þ ùàÿ ñî çäà åò ñÿ òî êîì õâîñ òà, â íå é òðàëü íîì ñëîå Bx -ñî ñòàâ ëÿ þ ùàÿ
îá ðà ùà åò ñÿ â íóëü, â òî âðå ìÿ êàê B z -ñî ñòàâ ëÿ þ ùàÿ íå ïðå ðûâ íà è ïî -
ëî æè òåëü íà. Ñ óäà ëå íè åì îò Çåì ëè âëè ÿ íèå ãå î ìàã íèò íî ãî äè ïî ëÿ
îñëà áå âà åò, è B z ñòðå ìèò ñÿ ê íóëþ, à ïëîò íîñòü ïëàç ìû óâå ëè ÷è âà åò ñÿ
(ïëàç ìåí íûé ñëîé) [6, 22]. Ïëàç ìåí íûé ñëîé ïî ñóòè ÿâ ëÿ åò ñÿ òàí ãåí -
öè àëü íûì ðàç ðû âîì, â êî òî ðîì ìî æåò ïðî èñ õî äèòü òðàíñ ôîð ìà öèÿ
ýëåê òðî ìàã íèò íîé ýíåð ãèè â êè íå òè ÷åñ êóþ ýíåð ãèþ ïî òî êîâ ïëàç ìû,
çà ñ÷åò êî òî ðîé âîç ìîæ íî ïå ðåðàñ ïðå äå ëå íèå ñèñ òå ìû òî êîâ è ïî ëåé
êàê â ìàã íè òîñ ôå ðå, òàê è â èî íîñ ôå ðå Çåì ëè.
Äè íà ìè êà ÷àñ òèö â õâîñ òå ìàã íè òîñ ôå ðû îïðå äå ëÿ åò ñÿ ñî îò íî øå -
íè åì ìåæ äó ëàð ìî ðîâ ñêèì ðà äè ó ñîì ÷àñ òè öû (rL ) è ìàñ øòà áîì íå -
îäíî ðîä íîñ òè ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ (Rc — ìè íè ìàëü íûé ðà äè óñ êðè âèç íû
ìàã íèò íîé ñè ëî âîé ëè íèè). Ïðè ýòîì â îá ëàñ òè, ãäå ãè ðî ðà äè óñ âðà -
ùå íèÿ ÷àñ òèö ñî ïîñ òà âèì ñ ðà äè ó ñîì êðè âèç íû ìàã íèò íûõ ñè ëî âûõ
ëè íèé (èëè äà æå áîëü øå íå ãî), äè íà ìè êà ÷àñ òèö ÿâ ëÿ åò ñÿ íå à äè à áà òè -
÷åñ êîé — çà ðÿ æåí íûå ÷àñ òè öû â öåí òðå òî êî âî ãî ñëîÿ ðàç ìàã íè ÷è âà -
þò ñÿ è äâè æóò ñÿ ïî ïåò ëÿ þ ùèì îðáè òàì, ïî ïå ðå ìåí íî ïå ðå ñå êàÿ òî
ñå âåð íóþ, òî þæ íóþ äî ëè õâîñ òà. Äðó ãàÿ äè íà ìè êà ÷àñ òèö âîç ìîæ íà
ïðè ñèëü íî âû òÿ íó òîé êîí ôè ãó ðà öèè ìàã íè òîñ ôåð íî ãî õâîñ òà âî âðå -
ìÿ ñóá áóðü, à òàê æå â îò äà ëåí íûõ îá ëàñ òÿõ õâîñ òà, ãäå íîð ìàëü íàÿ ñî -
ñòàâ ëÿ þ ùàÿ ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ íà ìíî ãî ìåíü øå òàí ãåí öè àëü íîé. Èíòå -
ðåñ íî, ÷òî â òî êî âîì ñëîå ñ L ~ rLi ~ Rc äâèæå íèå ýëåê òðî íîâ è èî íîâ
ìî ãóò áûòü ðàç íû ìè — ýëåê òðî íû çà ìàã íè ÷å íû, à èî íû íåò [30, 39].
Ðàç âè òèå ñóá áó ðè õà ðàê òå ðè çó åò ñÿ òðå ìÿ ôà çà ìè: ïðåä âà ðè òåëü -
íàÿ (ôà çà ïîä ãî òîâ êè), âçðûâ íàÿ è âîñ ñòà íî âè òåëü íàÿ [28]. Ïðè ýòîì
êîí ôè ãó ðà öèÿ ìàã íè òîñ ôå ðû ïðå òåð ïå âà åò ñó ùåñ òâåí íûå èç ìå íå íèÿ:
â ïå ðè îä ïðåä âà ðè òåëü íîé ôà çû ñóá áó ðè íà áëþ äà åò ñÿ ïî ñòå ïåí íîå
óìåíü øå íèå âåð òè êàëü íîé ñî ñòàâ ëÿ þ ùåé ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ è ðîñò ãî -
ðè çîí òàëü íîé ñî ñòàâ ëÿ þ ùåé, ò. å. ïðî èñ õî äèò óâå ëè ÷å íèå íà êëî íà —
«âû òÿ ãè âà íèå» ñè ëî âûõ ëè íèé â õâîñò ìàã íè òîñ ôå ðû çà ñ÷åò íà êîï ëå -
íèÿ ìàã íèò íî ãî ïî òî êà â äî ëÿõ õâîñ òà ìàã íè òîñ ôå ðû [12, 36]; âî âðå ìÿ
âçðûâ íîé ôà çû ïðî èñ õî äèò ðåç êàÿ «äè ïî ëÿ ðè çà öèÿ» ìàã íèò íî ãî ïîëÿ
— óìåíüøåíèå ãîðèçîíòàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ìàãíèòíîãî ïîëÿ â
äîëÿõ õâîñòà è óâåëè÷åíèå âåðòèêàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé [17].
Äè ïî ëÿ ðè çà öèÿ ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ â áëèæ íåé ê Çåì ëå îá ëàñ òè ìàã -
íè òîñ ôå ðû ñî ïðî âîæ äà åò ñÿ ïî òî êà ìè ïëàç ìû èç õâîñ òà ìàã íè òîñ ôå -
ðû â íà ïðàâ ëå íèè Çåì ëè [16]. Êîí âåê òèâ íàÿ ñêî ðîñòü òà êèõ ïî òî êîâ
ìî æåò äîñ òè ãàòü íåñêîëüêèõ ñîòåí êì/ñ [31, 37].
Ïðè àíà ëè çå âçðûâ íîé ôà çû ñóá áó ðè â «ñðåä íåì» õâîñ òå ìàã íè -
òîñ ôå ðû (îò 15RE äî 30RE ) çà ðå ãèñ òðè ðî âà íû ïî òî êè ïëàç ìû íà ïðàâ -
ëåí íûå îò Çåì ëè â õâîñò ìàã íè òîñ ôå ðû. Ïðè ýòîì ìîæ íî íà áëþ äàòü
ñìå íó íà ïðàâ ëå íèÿ ïî òî êà ïëàç ìû — íà ëè ÷èå îá ëàñ òè ìàã íèò íî ãî ïå -
ðåñî å äè íå íèÿ (ìî äåëü ìàã íèò íî ãî ïå ðåñî å äè å íèÿ) [10, 42]. Ñëå äó åò
îò ìå òèòü, ÷òî íà áëþ äå íèå îò ðè öà òåëü íûõ çíà ÷å íèé B z â ïëàç ìåí íîì
ñëîå ìî æåò áûòü îá ú ÿñ íå íî è áåç ïðè âëå ÷å íèÿ ïå ðåñî å äè íå íèÿ (ñïóò -
íèê, íà õî äÿ ùèé ñÿ â îá ëàñ òè ðàñ ïà äà òî êà, îêà çû âà åò ñÿ â òóð áó ëåí -
òíîé ñðå äå è èç ìå ðÿ åò ñèëü íî ôëóê òó è ðó þ ùåå ìàã íèò íîå ïî ëå (ìî -
äåëü ðàñ ïà äà òî êà) [32, 33]). Â ðàì êàõ ìî äå ëè ðàñ ïà äà òî êà ìîæ íî îá ú -
ÿñ íèòü è íà áëþ äà å ìûå ïî òî êè ïëàç ìû ê Çåì ëå. Îíè ÿâ ëÿ þò ñÿ ñëå -
äñòâè åì âîë íû ðàç ðå æå íèÿ, ðàñ ïðîñ òðà íÿ þ ùåé ñÿ â õâîñò ìàã íè òîñ ôå -
ðû, â ñî îò âå òñòâèè ñ äâè æå íè åì â õâîñò îá ëàñ òè ðàñ ïà äà òî êà [28].
Êðî ìå òî ãî, ÷òî äâå ôå íî ìî ëî ãè ÷åñ êèå ìî äå ëè (ðàñ ïà äà òî êà è
ìàã íèò íî ãî ïå ðåñî å äè íå íèÿ) ñó ùåñ òâåí íî ðàç íå ñå íû â ïðî ñòðà íñòâå,
îíè îò ëè ÷à þò ñÿ ðàç íû ìè ôè çè ÷åñ êè ìè ìå õà íèç ìà ìè èõ îïè ñà íèÿ.
Äëÿ îá ú ÿñ íå íèÿ ïå ðåñî å äè íå íèÿ èñ ïîëü çó þò ãëàâ íûì îá ðà çîì ìå õà -
íèçì ðàç ðûâ íîé íå óñòîé ÷è âîñ òè (õà ðàê òå ðè çó åò ñÿ íèç êî ÷àñ òîò íîé
ìî äîé), ðàç áè âà þ ùåé òî êî âûé ñëîé íà ìàã íèò íûå âî ëîê íà. Ðàñ ïàä òî -
êà îá ú ÿñ íÿ åò ñÿ íå óñòîé ÷è âîñ òüþ òå êó ùå ãî ïî ïå ðåê õâîñ òà ìàã íè òîñ -
ôå ðû òî êà, êî òî ðàÿ çà âè ñèò îò ñî îò íî øå íèÿ äðåé ôî âîé è òåï ëî âîé
ñêî ðîñ òåé èî íîâ è õà ðàê òå ðè çó åò ñÿ øè ðî êèì ñïåê òðîì ÷àñ òîò [31, 34,
35]. Âàæ íî, ÷òî íå óñòîé ÷è âîñòü òî êà ïî ïå ðåê õâîñ òà èìå åò ïî ðîã ñó -
ùåñ òâåí íî íè æå ïî ðî ãà ðàç ðûâ íîé íåóñòîé÷èâîñòè, è ïîýòîìó åå ðàç -
âè òèå ìîæåò ñëóæèòü ïðè÷èíîé ãåíåðàöèè àíîìàëüíîãî ñî ïðî òèâ ëå -
íèÿ, íåîáõîäèìîãî äëÿ íà÷àëà ìàãíèòíîãî ïå ðåñî å äè íå íèÿ.
Ðàç âè òèå íå óñòîé ÷è âîñ òåé, êàê â ïåð âîì, òàê è âî âòî ðîì ñöå íà ðèè
ñóá áó ðè, ïðè âî äèò ê âîç íèê íî âå íèþ òóð áó ëè çî âàí íîé îá ëàñ òè â õâîñ -
òå ìàã íè òîñ ôå ðû Çåì ëè [13]. Ôðàê òàëü íàÿ òî ïî ëî ãèÿ ïî çâî ëÿ åò îïè -
ñàòü ñà ìûå îá ùèå ñâî éñòâà ñèñ òå ìû áåç èç ëèø íå ãî âíè ìà íèÿ ê åå äå -
òà ëÿì. Ïðè ýòîì ïðåä ïî ëà ãà åò ñÿ, ÷òî ñèñ òå ìà îá ëà äà åò ñà ìî ïî äî áè åì
— åå ìîæ íî ðàñ ñìàò ðè âàòü êàê ôè çè ÷åñ êèé ôðàê òàë ñ õàðàêòåðíûì
ðàçìåðîì, ðàâíûì ýôôåêòèâíîìó ëàðìîðîâñêîìó ðàäèóñó ÷àñòèö.
Ïà ðà ìåò ðû òóð áó ëåí òíîñ òè ïëàç ìû çà âè ñÿò êàê îò êè íå òè ÷åñ êî ãî
(Re), òàê è îò ìàã íèò íî ãî ÷èñ ëà Ðåé íî ëüäñà Rem [1]. Ïðè íå áîëü øèõ
çíà ÷å íè ÿõ Re, Rem < 103...104 è âëè ÿ íèè ãðà íèö â ïëàç ìå ìî æåò íà áëþ -
äàòü ñÿ «ïå ðåìå æà å ìîñòü» — àê òèâ íûå îá ëàñ òè ñî ñó ùåñ òâó þò ñ ïàñ -
ñèâ íû ìè, â êî òî ðûõ ïî òîê êâà çè ëà ìè íàð íûé. Â òà êîì ïðî öåñ ñå ïà ðà -
ìåò ðû ïëàç ìû íà áëþ äà þò ñÿ êàê ñëó ÷àé íûå èç ìå íå íèÿ ñ íå ãà óñ ñî âîé
ôóíê öè åé ðàñ ïðå äå ëå íèÿ, êîã äà òóð áó ëåí òíûå ïóëü ñà öèè áîëü øîé
àì ïëè òó äû ïðåä ñòàâ ëå íû â ïðî öåñ ñå ñ âå ðî ÿò íîñ òüþ, íà ìíî ãî áîëü -
øåé, íå æå ëè ïðåä ïî ëà ãà åò ñÿ ãà óñ ñî âûì çà êî íîì [14].
Îäèí èç ñà ìûõ âàæ íûõ ïà ðà ìåò ðîâ, êî òî ðûå ìîæ íî ïî ëó ÷èòü èç
àíà ëè çà ýêñ ïå ðè ìåí òàëü íûõ äàí íûõ òóð áó ëåí òíûõ ïî òî êîâ, — ýòî
ôóðüå-ñïåêòð ïëîò íîñ òè èëè ôëóê òó à öèé ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ â ðàç ëè÷ -
íûõ îá ëàñ òÿõ òî êî âî ãî ñëîÿ ìàã íè òîñ ôåð íî ãî õâîñ òà. Ïðè ýòîì íóæ íî
54
Ë. ÊÎÇÀÊ È ÄÐ.
ðàñ ñìàò ðè âàòü õà ðàê òå ðèñ òè êè íà ìàñ øòà áàõ, ïðå âû øà þ ùèõ ýô ôåê -
òèâ íûé ëàð ìî ðîâ ñêèé ðà äè óñ ÷àñ òèö âî ôëóê òó è ðó þ ùåì ìàã íèò íîì
ïî ëå. È íå ñìîò ðÿ íà òî ÷òî èç ìå ðå íèå ôóðüå-ñïåê òðîâ — ýòî ïî ñó òè
äî âîëü íî ãðó áûé ñïî ñîá èç ó÷å íèÿ ôè çè ÷åñ êèõ ïðî öåñ ñîâ, êî òî ðûå
ïðî èñ õî äÿò â òà êèõ íå ëè íåé íûõ ñèñ òå ìàõ, îí ïîçâîëÿåò îõà ðàê òå ðè çî -
âàòü îñîáåííîñòè òóðáóëåíòíûõ îáëàñòåé, íå âíèêàÿ âî âñþ öåïî÷êó
âçàèìîäåéñòâèé.
 ñòàòüå ïðî à íà ëè çè ðî âà íî íà ëè ÷èå íå îäíî ðîä íîñ òåé è ïî ëó ÷å íû
ñïåê òðû òóð áó ëåí òíîñ òè â ðàç íûõ îá ëàñ òÿõ õâîñ òà ìàã íè òîñ ôå ðû
Çåì ëè ïî èç ìå ðå íè ÿì ÷å òû ðåõ êîñ ìè ÷åñ êèõ àïïàðàòîâ çà 21 ñåíòÿáðÿ
2005 ã.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÌÅÒÎÄÛ
Ñëó ÷àé íûå ïóëü ñà öèè â ñðå äå ñ ïå ðåìå æà å ìîñ òüþ èìå þò ôóíê öèþ
ðàñ ïðå äå ëå íèÿ, êî òî ðàÿ îò ëè ÷à åò ñÿ îò ðàñ ïðå äå ëå íèÿ Ãà óñ ñà. Èññëå -
äî âà íèå ñòà òèñ òè ÷åñ êèõ ñèì ìåò ðèé òóð áó ëåí òíîñ òè, ñà ìî ïî äîá íûõ
(àâ òî ìî äåëü íûõ) è ôðàê òàëü íûõ ñâîéñòâ ñðå äû ïî çâî ëÿ åò ïî ëó ÷èòü
èí ôîð ìà öèþ î õà ðàê òå ðå çà âè ñè ìîñ òè ñòðóê òóð íûõ ôóíê öèé îò âðå -
ìå íè èëè ïðî ñòðà íñòâà (ñêåé ëèí ãàõ), íå ïðè áå ãàÿ ê äå òàëü íî ìó ðàñ -
ñìîò ðå íèþ êîí êðåò íûõ óñëî âèé åå âîç áóæ äå íèÿ. Ðàñ ñìîò ðå íèå àâ òî -
ìî äåëü íûõ ñâîéñòâ òóð áó ëåí òíîñ òè ïðè âå ëî ê ñî çäà íèþ íå ñêîëü êèõ
ìî äå ëåé ðàç âè òîé òóð áó ëåí òíîñ òè ãèä ðî äè íà ìè ÷åñ êèõ ñèñ òåì: b-ìî -
äåëü, p-ìî äåëü, ëîã-ïó àñ ñî íîâ ñêàÿ ìî äåëü è äðó ãèå [3, 8, 9].
Ñëå äó åò îò ìå òèòü, ÷òî äëÿ îïè ñà íèÿ ïëàç ìû â ñèëü íîì ìàã íèò íîì
ïî ëå èñ ïîëü çó åò ñÿ ïîä õîä, êîã äà äè íà ìè êà â ïëîñ êîñ òè ïî ïå ðåê ìàã -
íèò íî ãî ïî ëÿ ìî æåò ðàñ ñìàò ðè âàòü ñÿ â ðàì êàõ äâó ìåð íîé ìî äå ëè.
Ïðè ìå ðîì äàí íîé ìî äå ëè ÿâ ëÿ åò ñÿ äâó ìåð íàÿ ìî äåëü ÌÃÄ-òóð áó ëåí -
òíîñ òè Èðîø íè êî âà — Êðåé ÷íà íà [25, 26], êî òî ðàÿ î÷åíü ÷àñ òî ðàñ -
ñìàò ðè âà åò ñÿ äëÿ èíòåðïðåòàöèè ñâîéñòâ òóðáóëåíòíîñòè êðàåâîé
ïëàçìû.
Íåñ ìîò ðÿ íà òî ÷òî â òå î ðèè òóð áó ëåí òíîñ òè àíà ëè òè ÷åñ êèå ìå òî -
äû äî âîëü íî ðàç âè òû, îíè âñå åùå íå äîñ òè ãà þò òà êîé æå ñòå ïå íè äå -
òàëü íîñ òè è òî÷ íîñ òè, êàê ïî ëó ýì ïè ðè ÷åñ êèå êàñ êàä íûå ìî äå ëè, êî -
òî ðûå áàçèðóþòñÿ íà ñòàòèñòè÷åñêèõ ìåòîäàõ.
Îñî áåí íî ýòî êà ñà åò ñÿ îïè ñà íèÿ òóð áó ëåí òíîñ òè ñ ïå ðåìå æà å ìîñ -
òüþ, ïî ñêîëü êó ïå ðåìå æà å ìîñòü ÿâ ëÿ åò ñÿ íå òîëü êî ðå çóëü òà òîì íå -
îäíî ðîä íîé òóð áó ëåí òíîñ òè, íî è ñà ìà íå îäíî ðîä íîñòü òàêæå
ðàñïðåäåëåíà õàîòè÷íî.
Äëÿ îïðå äå ëå íèÿ íà ëè ÷èÿ ïå ðåìå æà å ìîñ òè ìîæ íî ïðî âî äèòü êàê
àíà ëèç ôóíê öèè ïëîò íîñ òè âà ðè à öèé àíà ëè çè ðó å ìûõ ïà ðà ìåò ðîâ [2, 4,
14, 23, 24] òàê è àíà ëèç çíà ÷å íèÿ ýêñ öåñ ñà (kurtosis). Äàí íûé ïà ðà ìåòð
îïðå äå ëÿ åò ñÿ ÷å ðåç ìî ìåí òû âòî ðî ãî è ÷åòâåðòîãî ïîðÿäêà ôîðìóëîé
[43]
55
ÑÏÅÊÒÐÛ ÒÓÐÁÓËÅÍÒÍÎÑÒÈ Â ÎÁËÀÑÒÈ ÄÈÏÎËßÐÈÇÀÖÈÈ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß
c t
t
t
( )
( )
( ( ))
= -
S
S
4
4
2
3,
ãäå S X t X tq
q( ) | ( )– ( )|t t=< + > — óñðåä íåí íàÿ ïî âðå ìå íè ñòðóê òóð íàÿ
ôóíê öèÿ q-ãî ïî ðÿä êà, t — âðå ìåí íîé ìàñ øòàá (ñäâèã ïî âðå ìå íè),
X(t) — èñ ñëå äó å ìûé ïà ðà ìåòð. Äëÿ íîð ìàëü íî ãî ðàñ ïðå äå ëå íèÿ
c t( ) = 0.
Ðàñ ïðå äå ëå íèå ñ áî ëåå îñòðîé âåð øè íîé èìå åò ïî ëî æè òåëü íîå
çíà ÷å íèå c t( ), à áî ëåå ïëîñ êîå, ÷åì íîð ìàëü íîå ðàñ ïðå äå ëå íèå, õà ðàê -
òå ðè çó åò ñÿ îò ðè öà òåëü íûì çíà ÷å íè åì c t( ).
Îáû÷ íî ðàç ëè ÷à þò äâà òè ïà âîç ìîæ íûõ îò êëî íå íèé îò íîð ìàëü -
íî ãî ðàñ ïðå äå ëå íèÿ [43]:
— îäíà èç íè ñïà äà þ ùèõ âåò âåé óäëè íå íà, ðàñ ïðå äå ëå íèå àñèì -
ìåò ðè÷ íî;
— ìàê ñè ìóì ðàñ ïî ëî æåí âû øå èëè íè æå, ÷åì ó íîð ìàëü íî ãî ðàñ -
ïðå äå ëå íèÿ.
Âå ëè ÷è íà ýêñ öåñ ñà ÿâ ëÿ åò ñÿ îäíèì èç ñïî ñî áîâ îòî áðà æå íèÿ õà -
ðàê òå ðà ïå ðåìå æà å ìîñ òè, êî òî ðûé, îäíà êî, íå ïî çâî ëÿ åò ñäå ëàòü êî -
ëè ÷åñ òâåí íî ãî ñðàâ íå íèÿ ñòå ïå íè è ìå õà íèç ìà ïå ðåìå æà å ìîñ òè ïðî -
öåñ ñà. Åñëè çíà ÷å íèå ýêñ öåñ ñà íà ðàç íûõ âðå ìåí íûõ ìàñ øòà áàõ îñòà -
åò ñÿ ïî ñòî ÿí íûì, òî ýòî óêàçûâàåò íà îòñóòñòâèå ïåðåìåæàåìîñòè.
Îñíîâ íûì ïðåä ïî ëî æå íè åì ïðè ñòà òèñ òè ÷åñ êîì ðàñ ñìîò ðå íèè
ÿâ ëÿ åò ñÿ ñòà öè î íàð íîñòü ñèã íà ëà, õà ðàê òåð íûå âðå ìå íà êî òî ðî ãî íå
èç ìå íÿ þò ñÿ â ïðåä å ëàõ ðàñ ñìàò ðè âà å ìî ãî èí òåð âà ëà. Îäíà êî äëÿ
î÷åíü äè íà ìè÷ íîé ñè òó à öèè íå ñòà öè î íàð íîñòü ñèã íà ëà íå ìî æåò áûòü
èñ êëþ ÷å íà, ïîýòîìó áûë ïðîâåäåí ñïåêòðàëüíûé è âåéâëåò-àíàëèç.
Îïðå äå ëèòü òèï òóð áó ëåí òíûõ ïðî öåñ ñîâ ìîæ íî èç àíà ëè çà ñïåê -
òðàëü íî ãî èí äåê ñà, êî òî ðûé õà ðàê òå ðè çó åò èç ìå íå íèå ñïåê òðàëü íîé
ìîù íîñ òè â èíåð öè îí íîì èí òåð âà ëå. Èíåð öè îí íûé èí òåð âàë îãðà íè -
÷åí ñíè çó êðóï íî ìàñ øòàá íû ìè èñ òî÷ íè êà ìè ýíåð ãèè è ñâåðõó ÷àñ òî -
òà ìè, êî òî ðûå îò âå ÷à þò ìàëîìàñøòàáíûì äèññèïàòèâíûì (êè íå òè -
÷åñ êèì) ïðîöåññàì.
Ïðè àíà ëè çå ñïåê òðàëü íîé ïëîò íîñ òè ìîù íîñ òè (PSD) ñèã íà ëà
äëÿ ñå ðèè N èç ìå ðå íèé Xn áû ëî èñ ïîëü çî âà íî äèñ êðåò íîå ôóðüå-ïðå -
îá ðà çî âà íèå â âè äå [38]
PSD
N
f N
X
inj
Ns n
N
n=
æ
è
ç
ö
ø
÷
½
½
½ ½
½
½
=
-
å
2 1 2
0
1
2
exp
p
,
ãäå n = 0, 1, …, N – 1, j = 0, 1…, N/2.
Àíàëèç ñòå ïåí íîé çà âè ñè ìîñ òè PSD îò ÷àñ òî òû «îò êðû âà åò ïóòü»
äëÿ âû áî ðà ïîä õî äÿ ùåé ìî äå ëè îïè ñà íèÿ íà áëþ äà å ìîé òóð áó ëåí -
òíîñ òè.  ÷àñ òíîñ òè, äëÿ îä íî ðîä íîé èçî òðîï íîé 3D-ìî äå ëè Êîë ìî -
ãî ðî âà E kk µ -5 3/ [5], äëÿ çà ìàã íè ÷åí íîé äâó ìåð íîé ñðå äû (ìî äåëü
Èðîø íè êî âà — Êðàé ÷íà íà [25, 26]) E k kÈÊ ( ) /µ -3 2 , à äëÿ ýëåê òðîí-
ìàã íè òî ãèä ðî äè íà ìè ÷åñ êîé òóð áó ëåí òíîñ òè (EMHD) E kÅ µ -7 3/ ...
k -11 3/ [11, 40]. Ïðè ýòîì â ìî äå ëè Êðåé ÷íà íà, ïî ñðàâ íå íèþ ñ êîë ìî ãî -
56
Ë. ÊÎÇÀÊ È ÄÐ.
ðîâ ñêèì ñïåê òðîì, çíà ÷è òåëü íî óìåíü øà åò ñÿ óðî âåíü ïå ðå äà ÷è ýíåð -
ãèè íà ìà ëûõ ìàñ øòà áàõ è óâå ëè ÷è âà åò ñÿ âðå ìÿ ïå ðå äà ÷è ýíåð ãèè, à
EMHD-òå î ðèÿ îïè ñû âà åò ïî âå äå íèå ïëàç ìû ñ âû ñî êèì ïà ðà ìåò ðîì b
íà âðå ìåí íûõ ìàñ øòà áàõ, ìåíü øèõ ÷åì èîí íî-öèê ëîò ðîí íûé ïå ðè îä,
è íà ïðî ñòðà íñòâåí íûõ ìàñ øòà áàõ, ìåíü øèõ ÷åì èîí íàÿ èíåð öè îí íàÿ
äëè íà, ãäå áîëü øàÿ ÷àñòü äè íà ìè êè ïëàç ìû ðå ãó ëè ðó åò ñÿ ýëåê òðîíà -
ìè.
 ðàì êàõ âåé âëåò-àíà ëè çà äëÿ ñå ðèè èç ìå ðå íèé X n (n = 0, …, N – 1)
ñî ñäâè ãîì î âðå ìå íè dt áû ëî èñ ïîëü çî âà íî âåé âëåò-ïðå îá ðà çî âà íèå
Ìîð ëå ñ îãè áà þ ùåé ãà óñ ñè à íîé [27, 41]:
y h p w h h0
1 4
0
2 2( ) exp( )exp( / )/= -- i ,
ãäå w0 — áåç ðàç ìåð íàÿ ÷àñ òî òà, h — áåç ðàç ìåð íûé «âðå ìåí íîé» ïà ðà -
ìåòð.
Íåï ðå ðûâ íîå âåé âëåò-ïðå îá ðà çî âà íèå äèñ êðåò íî ãî ñèã íà ëà X n
îïðå äå ëÿ ëîñü êàê ñâåð êà ìà òå ðèí ñêî ãî âåé âëå òà, àð ãó ìåíò êî òî ðî ãî
ìàñ øòà áè ðó þò è òðàíñ ëè ðó þò ñ ñèã íà ëîì [15, 19, 21, 27]:
W s X
n n t
s
n n
n
N
( ) *
( )
=
¢-é
ëê
ù
ûú
¢
¢
-
å
1
y
d
ãäå çâåç äî÷ êîé îá îçíà ÷å íî êîì ïëåê ñíîå ñî ïðÿ æå íèå, | ( )|W sn
2 —
ñïåêòð âåé âëåò-ìîù íîñ òè ñèã íà ëà, s — âåé âëåò-øêà ëà. Èíäåêñ «0»
ôóíê öèè y óêà çû âà åò, ÷òî ýòà ôóíê öèÿ íîð ìè ðî âà íà.
ÈÑÏÎËÜ ÇÎ ÂÀÍ ÍÛÅ ÝÊÑ ÏÅ ÐÈ ÌÅÍ ÒÀËÜ ÍÛÅ ÄÀÍ ÍÛÅ
 ðà áî òå ïðî à íà ëè çè ðî âà íû äàí íûå ìàã íèò íî ãî ïîëÿ, ïî ëó ÷åí íûå
êîñ ìè ÷åñ êè ìè àï ïà ðà òà ìè (ÊÀ) ìèñ ñèè «Êëàñ òåð-2» â áëèç êîì ãå î -
ìàã íèò íîì õâîñ òå 21 ñåí òÿá ðÿ 2005 ã. âî âðå ìÿ äè ïî ëÿ ðè çà öèè ìàã -
íèò íî ãî ïîëÿ [18]. Äàí íûå ïðåä ñòàâ ëå íû ñ ÷àñ òî òîé äèñ êðå òè çà öèè
22.5 Ãö. Ïðî à íà ëè çè ðî âà íû îñî áåí íîñ òè ôëóê òó à öèé ìàã íèò íî ãî
ïîëÿ äëÿ äâóõ èí òåð âà ëîâ: èí òåð âàë 1 — 13:30...13:55 UT — äî ìî ìåí -
òà äè ïî ëÿ ðè çà öèè (îò íî ñè òåëü íûé óðî âåíü ôëóê òó à öèé ïî ðÿä êà
0.1...0.2), èí òåð âàë 2 — 14:13...14:24 UT — äè ïî ëÿ ðè çà öè îí íûé èí -
òåð âàë ñ âû ñî êî àì ïëè òóä íû ìè ôëóê òó à öè ÿ ìè (îò íî ñè òåëü íûé óðî -
âåíü ôëóê òó à öèé ïî ðÿä êà 0.5...1) (ðèñ. 1). ÊÀ ìèñ ñèè íà õî äè ëèñü íà
ãå î öåí òðè ÷åñ êîì ðàñ ñòî ÿ íèè (15...16)RE â àí òè ñîë íå÷ íîì íà ïðàâ ëå -
íèè è â äî ïî ëó íî÷ íîì ñåê òî ðå (òàáë. 1). Èíòåð âàë 1 âû áè ðàë ñÿ òà êèì
îá ðà çîì, ÷òî áû îí íå ïîñ ðå äñòâåí íî ïðåä øåñ òâî âàë íà ÷à ëó ïðî õîæ äå -
íèÿ äè ïî ëÿ ðè çà öè îí íî ãî ôðîí òà, à óãîë èí êëè íà öèè q (óãîë ìåæ äó |B|
è ïëîñ êîñ òüþ X YGSE GSE ) íå ïðå âû øàë 30° äëÿ ÊÀ Ñl1 è Ñl2 è 20° äëÿ
ÊÀ Ñl3 è Ñl4.  ýòîì ïðî ìå æóò êå çíà ÷å íèå |B| íå ìî íî òîí íî óìåíü øà -
åò ñÿ íà 10...15 íÒë ñ íà ëè ÷è åì 5-ìèí ïóëü ñà öèé, ÷òî îñî áåí íî õî ðî øî
âèä íî äëÿ àï ïà ðà òà Cl3. Âî âðå ìÿ íà ÷à ëà ìàã íèò íîé äè ïî ëÿ ðè çà öèè
èç ìå íå íèÿ óãëà èí êëè íà öèè, ðå ãèñ òðè ðó å ìûå àï ïà ðà òà ìè Cl3, Cl4, êî -
57
ÑÏÅÊÒÐÛ ÒÓÐÁÓËÅÍÒÍÎÑÒÈ Â ÎÁËÀÑÒÈ ÄÈÏÎËßÐÈÇÀÖÈÈ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß
58
Ë. ÊÎÇÀÊ È ÄÐ.
Ðèñ. 1. Ïðî à íà ëè çè ðî âàí íûå èç ìå íå íèÿ ìî äó ëÿ ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ è óãëà èí êëè íà öèè äëÿ
êîñ ìè ÷åñ êèõ àï ïà ðà òîâ Ñl1, Cl2, Cl3, Cl4 ìèñ ñèè «Êëàñ òåð-2»
òî ðûå íà õî äè ëèñü áëè æå ê Çåì ëå, áûëè áëèç êè ê 30°, ÷òî â 1.5...2 ðàçà
ìåíü øå, ÷åì äëÿ áî ëåå óäà ëåí íûõ ÊÀ Cl1, Cl2. Ïðè ýòîì äëÿ ïî ñëåä -
íèõ óãîë ïðè íè ìà åò è îò ðè öà òåëü íûå çíà ÷å íèÿ. Êàê óïî ìè íà ëîñü âî
ââå äå íèè, ìàã íèò íàÿ äè ïî ëÿ ðè çà öèÿ õà ðàê òå ðè çó åò ñÿ ïðå îá ëà äà íè åì
çíà ÷å íèÿ ñî ñòàâ ëÿ þ ùåé B z íàä Bx è By . Ýòî ñïðà âåä ëè âî äëÿ íà øå ãî
ñî áû òèÿ, íî ñ íå êî òî ðû ìè îãî âîð êà ìè. Äëÿ ðàñ ñìàò ðè âà å ìî ãî èí òåð -
âà ëà äâà óñëî âèÿ |B z | > |Bx | è |B z | > |By | âû ïîë íÿ þò ñÿ òîëü êî äëÿ èç ìå -
ðå íèé ÊÀ Cl3, Cl4. Äëÿ íèõ çíà ÷å íèÿ àá ñî ëþò íûõ ôëóê òó à öèé ñî ñòàâ -
ëÿ þ ùèõ ïîëÿ ñî ñòàâ ëÿ þò dBx = 5...10 íÒë, dBy = 5...10 íÒë, dB z = 5...
10 íÒë.  ñâîþ î÷å ðåäü, ôëóê òó à öèè äëÿ Cl1 ñî ñòàâ ëÿ þò dBx = 5...
20 íÒë, dBy » 5 íÒë, dB z = 10...15 íÒë; äëÿ Cl2 — dBx = 5...15 íÒë, dBy »
» 10 íÒë, dB z » 10 íÒë; è óñëî âèå |B z |>|Bx | è |B z |>|By | äëÿ íèõ âû ïîë íÿ -
åò ñÿ òîëü êî ïî ñëå 14:22...14:24 UT (ïîä êî íåö ôàçû äè ïî ëÿ ðè çà öèè).
ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÉ
Àíàëèç ýêñ öåñ ñà. Äëÿ îïðå äå ëå íèÿ íà ëè ÷èÿ ïå ðåìå æà å ìîñ òè â èí òåð -
âà ëàõ 1 è 2 àíà ëè çè ðî âà ëèñü ñòà òèñ òè ÷åñ êèå ñâî éñòâà àá ñî ëþò íûõ
çíà ÷å íèé âà ðè à öèé ìàã íèò íî ãî ïîëÿ dB B t B t= + -( ) ( )Dt , ãäå ñäâèã ïî
âðå ìå íè t êðàò íûé äèñ êðåò íîñ òè èç ìå ðå íèé 0.0445 ñ. Ïðè îïðå äå ëå -
íèè çíà ÷å íèÿ ýêñ öåñ ñà ôëóê òó à öèé ìàã íèò íî ãî ïîëÿ ñòðî è ëèñü çà âè -
ñè ìîñ òè ôóíê öèè K S S( ) ( ) ( ) / [( ( )) ]t c t t t= + =3 4 4
2 îò ìàñ øòàá íî ãî ïà -
ðà ìåò ðà t. Çíà ÷å íèå ýêñ öåñ ñîâ äëÿ ðàç íûõ ÊÀ ìèñ ñèè ïðåä ñòàâ ëå íû íà
ðèñ. 2. Èç ãðà ôè êîâ îò ÷åò ëè âî âèä íî, ÷òî äëÿ èí òåð âà ëà 1 äëÿ âñåõ ÷å -
òû ðåõ ÊÀ çíà ÷å íèå K( )t êî ëåá ëåò ñÿ îêî ëî 4 (â èí òåð âà ëå îò 5 äî 3),
÷òî áëèç êî ê íîð ìàëü íî ìó ðàñ ïðå äå ëå íèþ. Äëÿ îá ëàñ òè äè ïî ëÿ ðè çà -
öèè (èí òåð âàë 2) ôóíê öèÿ K( )t íà ìà ëûõ ìàñ øòà áàõ âàðü è ðó åò îò 26
(ÊÀ Ñl4) äî 11 (ÊÀ Cl2).
Äëÿ ÊÀ Ñl1 è Ñl2, êî òî ðûå íà õî äÿò ñÿ íà ðàñ ñòî ÿ íè ÿõ áî ëåå 15.5RE ,
ïðè t » 1 ñ ýêñ öåññ ðåç êî óìåíü øà åò ñÿ è âû õî äèò íà çíà ÷å íèå ïî ðÿä êà
5. Äëÿ ÊÀ Ñl3 è Ñl4, êî òî ðûå íà õî äÿò ñÿ íà 1.5RE áëè æå, ñè òó à öèÿ ñó -
ùåñ òâåí íî îò ëè ÷à åò ñÿ. Çíà ÷å íèÿ ýêñ öåñ ñà óìåíü øà þò ñÿ ìåä ëåí íåå â
äè à ïà çî íå îò 1 äî 5 ñ.
«Çà âàë» çíà ÷å íèé äëÿ èí òåð âà ëà 2 ïðè î÷åíü ìà ëûõ t ìîæ íî îá ú ÿñ -
íèòü èíñòðó ìåí òàëü íîé ïî ãðåø íîñ òüþ íà áëþ äå íèé.
59
ÑÏÅÊÒÐÛ ÒÓÐÁÓËÅÍÒÍÎÑÒÈ Â ÎÁËÀÑÒÈ ÄÈÏÎËßÐÈÇÀÖÈÈ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß
ÊÀ
13:30:00 14:00:00 14:30:00
X GSE /RE Y RGSE E/ Z RGSE E/ X GSE /RE Y RGSE E/ Z RGSE E/ X GSE /RE Y RGSE E/ Z RGSE E/
Cl1 –15.6405 0.8120 2.1233 –15.9124 1.0095 1.8175 –16.1650 1.2058 1.5095
Cl2 –15.9209 2.3137 2.6835 –16.1678 2.5045 2.3837 –16.3967 2.6926 2.0812
Cl3 –14.1696 1.4345 2.6340 –14.5018 1.6516 2.3110 –14.8114 1.8664 1.9844
Cl4 –14.0196 1.3428 2.7712 –14.3617 1.5610 2.4500 –14.6809 1.7768 2.1249
Òàá ëè öà 1. Êî îð äè íà òû êîñ ìè ÷åñ êèõ àï ïà ðà òîâ â ñèñ òå ìå GSE
Òà êèì îá ðà çîì, äëÿ îá ëàñ òè äè ïî ëÿ ðè çà öèè íà ìà ëûõ âðå ìåí íûõ
ìàñ øòà áàõ ìû èìå åì ðàñ ïðå äå ëå íèå ñ áî ëåå îñòðîé âåð øè íîé è øè ðî -
êè ìè êðûëü ÿ ìè (çíà ÷å íèå ýêñ öåñ ñà áîëü øå 3), ÷åì ó íîðìàëüíîãî
ðàñïðåäåëåíèÿ.
Ñïåê òðàëü íûé àíà ëèç. Â ðàì êàõ ñïåê òðàëü íî ãî àíà ëè çà áû ëè ïî -
ñòðî å íû çà âè ñè ìîñ òè ñïåê òðàëü íîé ïëîò íîñ òè ìîù íîñ òè PSD (power
spectral density) îò ÷àñ òî òû f è îïðå äå ëå íà ñòå ïåí íàÿ çà âè ñè ìîñòü
PSD f f( )µ a . Äëÿ íà õîæ äå íèÿ òî ÷åê èç ëî ìà è íà êëî íà ñïåê òðà ìû èñ -
ïîëü çî âà ëè êó ñî÷ íî-ëè íåé íóþ àï ïðîê ñè ìà öèþ lgPSD îò lgf â äè à ïà -
çî íå ÷àñ òîò 0.005...1.0 Ãö äëÿ èí òåð âà ëà 1 è 0.01...1.0 Ãö äëÿ èí òåð âà ëà
2. Îãðà íè ÷å íèå ÷àñ òîò ñâåðõó îá ú ÿñ íÿ åò ñÿ íà ëè ÷è åì èíñòðó ìåí òàëü -
íî ãî øó ìà, à ñíè çó — îá ú å ìîì âû áîð êè äàí íûõ è êðà å âûì ýô ôåê òîì
ïðî öå äó ðû ñãëà æè âà íèÿ. Çíà ÷å íèÿ PSD äëÿ àá ñî ëþò íî ãî çíà ÷å íèÿ
ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ ïðåä ñòàâ ëå íû íà ðèñ. 3. Ïðàê òè ÷åñ êè äëÿ âñåõ ñïåê -
òðîâ ÷àñ òî òà èç ëî ìà ìåíü øå èëè áëèç êà ê ñðåä íå ìó çíà ÷å íèþ ãè ðî ÷àñ -
òî òû ïðî òî íîâ (òàáë. 2). ×àñ òî òà èç ëî ìà îïðå äå ëÿ åò õà ðàê òåð íóþ ÷àñ -
òî òó èç ìå íå íèÿ òè ïà (ñêî ðîñ òè ïå ðå äà ÷è ýíåð ãèè) òóð áó ëåí òíî ãî êàñ -
êà äà â èíåð öè îí íîì äè à ïà çî íå. Òî, ÷òî èç ëîì íà áëþ äà åò ñÿ íà ÷àñ òî -
60
Ë. ÊÎÇÀÊ È ÄÐ.
Ðèñ. 2. Çà âè ñè ìîñòü ýêñ öåñ ñîâ K îò ñäâè ãà ïî âðå ìå íè t äëÿ ðàç íûõ ÊÀ (Ñl1, Cl2, Cl3, Cl4).
Êðóæ êè — îá ëàñòü äî äè ïî ëÿ ðè çà öèè ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ (èí òåð âàë 1), êðåñ òè êè — ìî ìåíò
äè ïî ëÿ ðè çà öèè (èíòåðâàë 2)
òàõ, ìåíü øèõ ÷åì ãè ðî ÷àñ òî òà ïðî òî íîâ, óêà çû âà åò íà ñó ùåñ òâåí íîå
âëè ÿ íèå òÿ æå ëûõ èî íîâ íà ðàñ ñìàò ðè âà å ìûõ ðàñ ñòî ÿ íè ÿõ. Òàê æå íà -
ëè ÷èå èç ëî ìà â èí òåð âà ëå 1 äëÿ ÊÀ Ñl4 è ñòå ïåí íàÿ çà âè ñè ìîñòü, áëèç -
êàÿ ê –3/2, óêà çû âà åò íà íà ëè ÷èå êâà çè äè ïîëü íîé ñòðóê òó ðû â îá ëàñ òè
èç ìå ðå íèÿ ÊÀ è íà ñèëü íî çà ìàã íè ÷åí íóþ äâó ìåð íóþ ñðå äó (ìî äåëü
ÈÊ). Â îá ëàñ òè èç ìå ðå íèé ÊÀ Ñl1, Ñl2, Ñl3 íå íà áëþ äà åò ñÿ ðåç êî ãî èç -
61
ÑÏÅÊÒÐÛ ÒÓÐÁÓËÅÍÒÍÎÑÒÈ Â ÎÁËÀÑÒÈ ÄÈÏÎËßÐÈÇÀÖÈÈ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß
Ðèñ. 3. Ñïåê òðàëü íàÿ ïëîò íîñòü ìîù íîñ òè äëÿ àá ñî ëþò íûõ çíà ÷å íèé ìàã íèò íî ãî ïîëÿ â
õâîñ òå ìàã íè òîñ ôå ðû Çåì ëè ïî äàí íûì ÷å òû ðåõ êîñ ìè ÷åñ êèõ àï ïà ðà òîâ ìèñ ñèè «Êëàñ òåð-2»
(ñëå âà — äëÿ èí òåð âà ëîâ âðå ìå íè äî äè ïî ëÿ ðè çà öèè, ñïðà âà — âî âðå ìÿ äè ïî ëÿ ðè çà öèè).
Ïà ðà ìåò ðû àï ïðîê ñè ìè ðó þ ùèõ ïðÿ ìûõ ñì. â òàáë. 2
ìå íå íèÿ ñòå ïåí íîé çà âè ñè ìîñ òè PSD (ïî êà çà òåëü ñòå ïå íè âàðü è ðó åò â
äè à ïà çî íå îò –2.135 äî –2.045). Äëÿ èí òåð âà ëà 2 (îá ëàñòü äè ïî ëÿ ðè çà -
öèè) ñè òó à öèÿ ñó ùåñ òâåí íî îò ëè ÷à åò ñÿ. Íàá ëþ äà åò ñÿ óâå ëè ÷å íèå
«êðó òèç íû» (âå ëè ÷è íû s2) äëÿ ÷àñ òîò, áîëü øèõ ÷àñ òî òû èç ëî ìà, ÷òî
îçíà ÷à åò áî ëåå ýô ôåê òèâ íóþ ïå ðå äà ÷ó ýíåð ãèè îò áîëü øèõ ê ìåíü -
øèì ìàñ øòà áàì. Çíà ÷å íèÿ ñïåê òðàëü íî ãî èí äåê ñà èç ìå íÿ þò ñÿ íà ðàç -
íûõ âðå ìåí íûõ ìàñ øòà áàõ (çíà ÷å íèå s1 è s2): íà áîëü øèõ âðå ìåí íûõ
ìàñ øòà áàõ ñïåê òðàëü íûé èí äåêñ ñî ñòàâ ëÿ åò 1.616...2.124, à íà ìåíü -
øèõ — 2.491...2.853. Íà è ìåíü øèé ïå ðå ïàä â ñïåê òðàõ íà ìàñ øòà áàõ s1
è s2 íà áëþ äà åò ñÿ äëÿ ÊÀ Ñl2, êî òî ðûé íà õî äèò ñÿ íà íà è áîëü øåì ðàñ -
ñòî ÿ íèè îò Çåì ëè. Íà è áîëü øåå îò ëè ÷èå íà ðàç íûõ âðå ìåí íûõ ìàñ øòà -
áàõ íà áëþ äà åò ñÿ äëÿ ÊÀ Cl3 è Cl4, êî òî ðûå íà õî äÿò ñÿ íà ðàñ ñòî ÿ íè ÿõ
ìåíü øå 15RE : äëÿ ÊÀ Cl3 (14.6RE ) èç ìå íå íèå áëèç êî ê 0.9, à äëÿ ÊÀ
Cl4 (14.4RE ) èç ìå íå íèå ðàâ íî 1. Ïðè ýòîì äî ÷àñ òî òû èç ëî ìà äëÿ ÊÀ
Cl3 è Cl4 ñïåê òðàëü íûå èí äåê ñû ðàâ íû –1.616 è –1.828, ÷òî áëèç êî ñî -
îò âå òñòâåí íî ê ìî äå ëè Èðîø íè êî âà — Êðàé ÷íà íà è ê ìî äå ëè Êîë ìî -
ãî ðî âà.
Âåé âëåò-àíà ëèç. Ðå çóëüòàòû ïðî âå äåí íîãî íå ïðå ðûâ íî ãî âåéâ -
ëåò-ïðåîáðàçîâàíèÿ ìî äó ëÿ ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ â èí òåð âà ëå 14:05...14:30
UT ïðåä ñòàâ ëå íû íà ðèñ. 4 è 5. Âðå ìåí íîé äè à ïà çîí áûë âû áðàí ñ
öåëüþ âêëþ ÷å íèÿ èí òåð âà ëà íà ÷à ëà äè ïî ëÿ ðè çà öèè — èí òåð âà ëà 2 ñ
íå êî òî ðûì çà ïà ñîì äëÿ èñ êëþ ÷å íèÿ âëè ÿ íèÿ êðà å âûõ ýô ôåê òîâ âåé -
âëåò-ïðå îá ðà çî âà íèÿ. Âåð õíÿÿ ãðà íè öà ïðå îá ðà çî âà íèÿ îãðà íè ÷å íà
÷àñ òî òîé Íàé êâèñ òà è îõâà òû âà åò 14 îêòàâ, êàæ äàÿ èç êî òî ðûõ âêëþ -
÷à åò 16 ñóá îêòàâ. Íà ãðà ôè êàõ îò ÷åò ëè âî âèä íî, ÷òî èí òåí ñèâ íûå
ïóëü ñà öèè äëÿ èç ìå ðå íèé ÊÀ Cl3, Cl4 ïî ÿâ ëÿ þò ñÿ ðàíü øå, ÷åì äëÿ ÊÀ
Cl1, Cl2.  ÷àñ òíîñ òè, íèç êî ÷àñ òîò íûå âîç ìó ùå íèÿ ïî ðÿä êà 0.01 Ãö
62
Ë. ÊÎÇÀÊ È ÄÐ.
ÊÀ fcp, Ãö f*, Ãö s1 s2
Äî äèïîëÿðèçàöèè (èíòåðâàë 1, 13:30...13:55 UT),
äèàïàçîí àïïðîêñèìàöèè 0.005...1.0 Ãö
Cl1 0.32 Èçëîìà íåò –2.045±0.025
Cl2 0.22 Èçëîìà íåò –2.135±0.018
Cl3 0.36 Èçëîìà íåò –2.070±0.009
Cl4 0.39 0 029 0 004
0 005. .
.
-
+ –1.536±0.111 –2.204±0.012
Âî âðåìÿ äèïîëÿðèçàöèè (èíòåðâàë 2, 14:13...14:24 UT),
äèàïàçîí àïïðîêñèìàöèè 0.01...1.0 Ãö
Cl1 0.11 0185 0 036
0 045. .
.
-
+ –2.124±0.058 –2.853±0.040
Cl2 0.12 0133 0 037
0 052. .
.
-
+ –2.166±0.089 –2.491±0.042
Cl3 0.13 0 062 0 010
0 012. .
.
-
+ –1.828±0.153 –2.683±0.029
Cl4 0.14 0 061 0 008
0 009. .
.
-
+ –1.616±0.221 –2.624±0.029
Òàá ëè öà 2. Ïàðàìåòðû àï ïðîê ñè ìè ðó þ ùèõ ïðÿ ìûõ ñïåê òðàëü íîé ïëîò íîñ òè ìîù íîñ òè
PSD (fcp — ñðåä íåå çíà ÷å íèå ãè ðî ÷àñ òî òû ïðî òî íà, f* — òî÷ êà èç ëî ìà, s1 — ïî êà çà òå ëü
ñòå ïå íè äî òî÷ êè èç ëî ìà, s2 — ïî êà çà òå ëü ñòå ïå íè ïî ñëå òî÷ êè èç ëî ìà)
äëÿ ÊÀ Cl4 ïî ÿâ ëÿ þò ñÿ â 14:13:30 UT, à äëÿ ÊÀ Cl1 — â 14:18:30. Âðå -
ìåí íàÿ çà äåð æêà ñî ñòàâ ëÿ åò 5 ìèí. Ó÷è òû âàÿ ëî êà ëè çà öèþ ÊÀ â
ðàçíûå ìî ìåí òû âðå ìå íè, óäà ëîñü îöå íèòü ñêî ðîñòü äàí íî ãî âîç ìó -
ùå íèÿ (Pc4-ïóëü ñà öèÿ) — îêî ëî 33 êì/ñ.
63
ÑÏÅÊÒÐÛ ÒÓÐÁÓËÅÍÒÍÎÑÒÈ Â ÎÁËÀÑÒÈ ÄÈÏÎËßÐÈÇÀÖÈÈ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß
Ðèñ. 4. Âåé âëåò-ïðå îá ðà çî âà íèå ìî äó ëÿ ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ ïî äàííûì ÊÀ Ñl1 è Ñl2 â ìî ìåíò
äè ïî ëÿ ðè çà öèè
Òà êèì îá ðà çîì, ìû ìî æåì êîí ñòà òè ðî âàòü íà ëè ÷èå äâè æå íèÿ
ïëàç ìû â õâîñ òî âîì íà ïðàâ ëå íèè ñî ñêî ðîñ òüþ ïî ðÿä êà 30 êì/ñ. Êðî -
ìå ÷àñ òîò 0.01 Ãö â èç ìå ðå íè ÿõ åñòü è äðó ãèå íèç êî ÷àñ òîò íûå âîç ìó -
ùå íèÿ, à òàê æå ïðÿ ìûå è îá ðàò íûå êàñ êà äû. Äëÿ ÊÀ Cl1 ìîæ íî âû äå -
ëèòü îñíîâ íûå ñî ñòàâ ëÿ þ ùèå: 0.006 Ãö â èí òåð âà ëå 14:08...14:27 UT è
64
Ë. ÊÎÇÀÊ È ÄÐ.
Ðèñ. 5. Òî æå äëÿ ÊÀ Ñl3 è Ñl4
«ïëàâ íûé» îá ðàò íûé êàñ êàä 0.02...0.01 Ãö â 14:16...14:21 UT èí òåí -
ñèâ íîñ òüþ ïðè ìåð íî â 4 íÒë; äëÿ Cl2: 0.006 Ãö â 14:15...14:24 UT,
0.015 Ãö â 14:17...14:19 UT è 14:21...14:23 UT, ïðÿ ìûå êàñ êà äû — ïðî -
äîë æè òåëü íîñ òüþ îêî ëî 2 ìèí ñ 14:25 UT è 1 ìèí. ñ 14:15 UT ñ 0.025
ïî 0.04 Ãö, ñìå øàí íûé êàñ êàä — âçà è ìî äå éñòâèå îá ðàò íî ãî ñ ïðÿ ìûì
äëè òåëü íîñ òüþ äâå ìè íó òû ñ 14:21 UT íà 0.04...0.07 Ãö. Äëÿ èç ìå ðå -
íèé àï ïà ðà òà Cl3: íèç êî ÷àñ òîò íûå ñî ñòàâ ëÿ þ ùèå — 0.004 Ãö â
14:17...14:25 UT, 0.005 Ãö â 14:09...14:25 UT, 0.01...0.015 Ãö ñ 14:08 UT
äî 14:17 UT, ãðóï ïà ïðÿ ìûõ è îá ðàò íûõ êàñ êà äîâ ñ 14:09...14:14 íà
÷àñ òîò íîì èí òåð âà ëå 0.02...0.05 Ãö; äëÿ Cl4: íèç êî ÷àñ òîò íûå ñî ñòàâ ëÿ -
þ ùèå — 0.005...0.006 Ãö íà ïðî ìå æóò êå 14:09...14:24 UT, 0.008...
0.01 Ãö ñ 14:09 UT äî 14:17 UT, ïðÿ ìîé è îá ðàò íûå êàñ êà äû íà ïðî ìå -
æóò êå 14:10...14:15 UT íà ÷àñ òî òàõ 0.025...0.07 Ãö.
Òà êèì îá ðà çîì, âî âðå ìÿ äè ïî ëÿ ðè çà öèè ìàã íèòî ìåò ðû âñåõ ÊÀ
çà ôèê ñè ðî âà ëè ìîù íûå ñèã íà ëû ñ ïå ðè î äà ìè 66, 83, 100, 166, 200 ñ,
êî òî ðûå ñî îò âå òñòâó þò ïóëü ñà öè ÿì Ðñ4 (45...150 ñ) è Ðñ5 (150...600 ñ
[7]), à òàê æå ïðÿ ìûå è îá ðàò íûå êàñ êàä íûå ïðî öåñ ñû. Íà ëè ÷èå îá ðàò -
íûõ êàñ êàä íûõ ïðî öåñ ñîâ óêà çû âà åò, ÷òî âìåñ òå ñ ðàñ ïà äîì âèõ ðå âûõ
ñòðóê òóð èìå åò ìåñ òî è ñà ìî îð ãà íè çà öèÿ — âèõ ðè ìåíü øèõ ðàç ìå ðîâ
ãðóï ïè ðó þò ñÿ â âèõ ðè áîëü øèõ ðàç ìå ðîâ.
Òàê æå ñëå äó åò îò ìå òèòü, ÷òî Pc-ïóëü ñà öèè ôèê ñè ðó þò ñÿ íà âñåõ
ÊÀ — â ïðî ñòðà íñòâåí íîì äè à ïà çî íå (14...16.8)RE . Íà è áîëü øåå êî ëè -
÷åñ òâî êàñ êàä íûõ ïðî öåñ ñîâ çà ôèê ñè ðî âà íî íà ðàñ ñòî ÿ íèè (15...
16)RE , à íà è áîëü øåå êî ëè ÷åñ òâî îá ðàò íûõ êàñ êà äîâ — â äè à ïà çî íå
(14.5...15)RE (áëè æå ê Çåì ëå è îá ëàñ òè èíè öè è ðî âà íèÿ ñóá áó ðè).
ÂÛÂÎÄÛ
 ðå çóëü òà òå ïðî âå äåí íî ãî àíà ëè çà ôëóê òó à öèé ìàã íèò íî ãî ïîëÿ â
õâîñ òå ìàã íè òîñ ôå ðû â îá ëàñ òè äè ïî ëÿ ðè çà öèè ïî ëó ÷å íî:
— óìåíü øå íèå ãî ðè çîí òàëü íîé ñî ñòàâ ëÿ þ ùåé ìàã íèò íî ãî ïî ëÿ â
äî ëÿõ õâîñ òà è óâå ëè ÷å íèå âåð òè êàëü íîé ñîñòàâëÿþùåé;
— èç ìå íå íèÿ ýêñ öåñ ñà (äëÿ îá ëàñ òè äè ïî ëÿ ðè çà öèè íà ìà ëûõ âðå -
ìåí íûõ ìàñ øòà áàõ ôóíê öèÿ ðàñ ïðå äå ëå íèÿ õà ðàê òå ðè çó åò ñÿ áî ëåå
îñòðîé âåð øè íîé è øè ðî êè ìè êðûëü ÿ ìè (çíà ÷å íèå ýêñ öåñ ñà áîëü øå
3), äëÿ äî äè ïî ëÿ ðè çà öè îí íîé îá ëàñ òè çíà ÷å íèå ýêñ öåñ ñà áëèç êî ê ãà -
óñ ñî âî ìó ðàñïðåäåëåíèþ íà âñåõ ðàññìîòðåííûõ ìàñøòàáàõ);
— èç ëîì â ñïåê òðàõ PSD íà áëþ äà åò ñÿ äëÿ îá ëàñ òè äè ïî ëÿ ðè çà öèè
íà ÷àñ òî òàõ, ìåíü øèõ ÷åì ãè ðî ÷àñ òî òà ïðî òî íîâ, ÷òî óêà çû âà åò íà ñó -
ùåñ òâåí íóþ ðîëü òÿ æå ëûõ èî íîâ íà ðàñ ñòî ÿ íèõ îêî ëî 15RE ;
— âî âðå ìÿ äè ïî ëÿ ðè çà öèè èç ìå íÿ åò ñÿ òèï òóð áó ëåí òíûõ äâè æå -
íèé: íà áîëü øèõ âðå ìåí íûõ ìàñ øòà áàõ òóð áó ëåí òíûå òå ÷å íèå áëèç êî
ê îä íî ðîä íûì ìî äå ëÿì Êîë ìî ãî ðî âà è Èðîø íè êî âà — Êðàé ÷íà íà
(ñïåê òðàëü íûé èí äåêñ 1.616...1.828 (ÊÀ Ñl3 è ÊÀ Ñl4)), à íà ìåíü øèõ
âðå ìåí íûõ ìàñ øòà áàõ òóð áó ëåí òíîå òå ÷å íèå îïè ñû âà åò ñÿ ìî äåëüþ
65
ÑÏÅÊÒÐÛ ÒÓÐÁÓËÅÍÒÍÎÑÒÈ Â ÎÁËÀÑÒÈ ÄÈÏÎËßÐÈÇÀÖÈÈ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß
ýëåê òðîí-ìàã íè òî ãèä ðî äè íà ìè ÷åñ êîé òóð áó ëåí òíîñ òè (ñïåê òðàëü íûé
èí äåêñ 2.491...2.853);
— íà è ìåíü øèé ñêà ÷îê â ñïåê òðàõ íà ðàç íûõ ìàñ øòà áàõ íà áëþ äà -
åò ñÿ äëÿ ÊÀ, êî òî ðûé íà õî äèò ñÿ íà íà è áîëü øåì ðàñ ñòî ÿ íèè îò Çåì ëè
(ÊÀ Ñl2) (èç ìå íå íèå 0.3), à íà è áîëü øåå èç ìå íå íèå (~ 1) — äëÿ ÊÀ, êî -
òî ðûé íàõîäèòñÿ áëèæå âñåãî ê ïëàíåòå;
— ìîù íûå ñèã íà ëû ñ ïå ðè î äà ìè 1, 1.4, 1.6, 2.8 è 3.3 ìèí, êî òî ðûå
ñî îò âå òñòâó þò Pc4- è Pc5-ïóëü ñà öè ÿì, à òàê æå ïðÿ ìûå è îá ðàò íûå
êàñ êà äû. Íà è áîëü øåå êî ëè ÷åñ òâî îá ðàò íûõ êàñ êà äîâ íà áëþ äà åò ñÿ
áëè æå ê Çåì ëå, à èõ íà ëè ÷èå óêà çû âà åò íà ïðîöåññû ñàìîîðãàíèçàöèè;
— ïî íà áëþ äà å ìûì Pc-ïóëü ñà öè ÿì ñêî ðîñòü äâè æå íèÿ ïëàç ìû â
íà ïðàâ ëå íèè îò Çåì ëè (õâîñ òî âîì íà ïðàâ ëå íèè) ñî ñòàâ ëÿ åò 30 êì/ñ.
Ðà áî òà âû ïîë íÿ ëàñü â ñî îò âå òñòâèè ñ Öå ëå âîé êîì ïëåê ñíîé ïðî -
ãðàì ìîé ÍÀÍ Óêðà è íû ïî ôè çè êå ïëàç ìû. Ïðè ïîä äåð æêå îá ðà çî âà -
òåëü íîé ïðî ãðàì ìû Ìè íèñ òå ðñòâà îá ðà çî âà íèÿ è íà óêè Óêðà è íû
¹ 2201250 «Îáðà çî âà íèå, îá ó÷å íèå ñòó äåí òîâ, àñ ïè ðàí òîâ, íà ó÷íûõ
è ïå äà ãî ãè ÷åñ êèõ êàä ðîâ çà ðó áå æîì» (ñòà æè ðîâ êà â ëà áî ðà òî ðèè ïðè -
êëàä íîé ôè çè êè óíè âåð ñè òå òà èìå íè Äæî íà Õîï êèí ñà, Ìý ðè ëåíä,
ÑØÀ), ãðàí òà 90312 ôîí äà Ôîëüêñâà ãåí («VW- Stiftung») è Ìåæ äó íà -
ðîä íî ãî èí ñòè òó òà êîñ ìè ÷åñ êèõ èñ ñëå äî âà íèé ISSI-BJ, Ïå êèí, Êè òàé.
1. Áà ðåí áëàòò Ã. È. Òóð áó ëåí òíûå ïî ãðà íè÷ íûå ñëîè ïðè î÷åíü áîëü øèõ ÷èñ ëàõ
Ðåé íî ëüäñà. Óñïå õè ìàò. íà óê. 2004. 59, ¹ 1. Ñ. 45—62.
2. Êî çàê Ë. Â., Ñà âèí Ñ. Ï., Áó äà åâ Â. Ï., Ëå æåí Ë. À., Ïè ëè ïåí êî Â. À. Õà ðàê òåð
òóð áó ëåí òíîñ òè â ïî ãðà íè÷ íûõ îá ëàñ òÿõ ìàã íè òîñ ôå ðû Çåì ëè. Ãå î ìàã íå òèçì
è àý ðî íî ìèÿ. 2012. 52, ¹ 4. Ñ. 470—481.
3. Êî çàê Ë. Â. Ìå òî äè ³ ï³äõî äè âèç íà ÷åí íÿ õà ðàê òå ðèñ òèê òóð áó ëåí òíî ãî
ñå ðå äî âè ùà. Êîñì³÷íà íà óêà ³ òåõ íî ëîã³ÿ. 2016. 22, ¹ 2(99). Ñ. 60—77.
4. Êî çàê Ë. Â. Ïè ëè ïåí êî Â. À., ×ó ãó íî âà Î. Ì., Êî çàê Ï. Í. Ñòà òèñ òè ÷åñ êèé àíà ëèç
òóð áó ëåí òíîñ òè ôîð øî êî âîé îá ëàñ òè è ìàã íè òîñ ëîÿ Çåì ëè. Êîñ ìè÷. èñ ñëåä.
2011. 49, ¹ 3. Ñ. 202—212.
5. Êîë ìî ãî ðîâ À. Í. Ëî êàëü íàÿ ñòðóê òó ðà òóð áó ëåí òíîñ òè â íå ñæè ìà å ìîé âÿç êîé
æèä êîñ òè ïðè î÷åíü áîëü øèõ ÷èñ ëàõ Ðåé íî ëüäñà. Äîêë. ÀÍ ÑÑÑÐ. 1941. 30,
¹ 4. Ñ. 299—303.
6. Êîñ ìè ÷åñ êàÿ ãå î ãå ëè î ôè çè êà / ïîä ðåä. Ë. Ì. Çå ëå íî ãî, È. Ñ. Âå ñå ëîâ ñêî ãî. Ì. :
Ôèç ìàò ëèò, 2008. Òîì 1. 624 ñ.
7. Íè øè äà À. Ãå î ìàã íèò íûé äè àã íîç ìàã íè òîñ ôå ðû. Ì. : Ìèð, 1980. 300 c.
8. Ôðèê Ï. Ã. Òóð áó ëåí òíîñòü: ìî äå ëè è ïîä õî äû. Êóðñ ëåê öèé. Ïåðìü: Ïåðì. ãîñ.
òåõí. óí-ò, 1999. ×. ²². 136 ñ.
9. Ôðèø Ó. Òóð áó ëåí òíîñòü: Íàñ ëå äèå À. Í. Êîë ìî ãî ðî âà. Ì. : Ôà çèñ, 1998. 343 c.
10. Bieber J. W., Stone E. C., Hones E. W., et al. Plasma be hav ior dur ing en er getic elec tron
stream ing events: Fur ther ev i dence for substorm-as so ci ated mag netic reconnection.
Geophys. Res. Lett. 1982. 9. P. 664—667.
11. Biskamp D., Schwarz E., Drake J. F. Two-di men sional elec tron magnetohydro dyna -
mic tur bu lence. Phys. Rev. Lett. 1996. 76. P. 1264—1272.
12. Caan M. N., McPherron R. L., Rus sell C. T. The sta tis ti cal mag netic sig na tures of
magnetospheric substorms. Planet. and Space Sci. 1978. 26. P. 269—279.
66
Ë. ÊÎÇÀÊ È ÄÐ.
13. Chang T. Self-or ga nized crit i cal ity, multi-fractal spec tra, spo radic lo cal ized recon -
nections and in ter mit tent tur bu lence in the magnetotail. Phys. Plas mas. 1999. 6,
P. 4137—4149.
14. Consolini G., Kretzschmar M., Lui A. T. Y., Zimbardo G., Macek W. M. On the mag -
netic field fluc tu a tions dur ing magnetospheric tail cur rent dis rup tion: A sta tis ti cal ap -
proach. J. Geophys. Res. Space Phys. 2005. 110, N A7. P. 1—12.
15. Farge M. Wave let trans forms and their ap pli ca tions to tur bu lence. Annu. Rev. Fluid
Mech. 1992. 24, ¹ 1. P. 395—458.
16. Fairfield D. H., Mukai T., Brittnacher M., et al. Earth ward flow bursts in the in ner mag -
neto sphere and their re la tion to auroral brightenings, AKR in ten si fi ca tions,
geosynchronous par ti cle in jec tions and mag netic ac tiv ity. J. Geophys. Res. 1999.
104. P. 355—370.
17. Frank L. A., Pat er son W. R., Sigwarth J. B., Kokubun S. Ob ser va tions of mag netic
field dipolarization dur ing auroral substorm on set. J. Geophys. Res. 2000. 105.
P. 15897—15912.
18. Grigorenko E. E., Kronberg E. A., Daly P. W., Ganushkina N. Y., Lavraud B., Sauvaud
J.-A., Zelenyi L. M. Or i gin of low pro ton-to-elec tron tem per a ture ra tio in the Earth’s
plasma sheet. J. Geophys. Res. Space Phys. 2016. 121. doi:10. 1002/2016JA022874.
19. Grinsted A. Moore J. C., Jevrejeva S. Ap pli ca tion of the cross wave let trans form and
wave let co her ence to geo phys i cal time se ries. Nonlinear Pro cess. Geo phys ics. 2004.
11, N 5/6. P. 561—566.
20. Hand book of the So lar-Ter res trial En vi ron ment // Eds Kamide Y., Chian A. Berlin,
Hei del berg: Springer Berlin Hei del berg. 2007. 539 p.
21. Jevrejeva S. Moore J. C., Grinsted A. In flu ence of the Arc tic Os cil la tion and El
NiZo-South ern Os cil la tion (ENSO) on ice con di tions in the Bal tic Sea: The wave let
ap proach. J. Geophys. Res. Atmos. 2003. 108, N D21. P. 4677—4708.
22. Jon a than Rae I. Mann I. R., Angelopoulos V., Murphy K. R., Mill ing D. K., Kale A.,
Frey H. U., Rostoker G., Rus sell C. T., Watt C. E. J., Engebretson M. J., Mold -
win M. B., Mende S. B., Singer H. J., Don o van E. F. Near-Earth ini ti a tion of a ter res -
trial substorm. J. Geophys. Res. Space Phys. 2009. 114, N 7. P. 2156—2202.
23. Kozak L. V. Prokhorenkov A. S., Savin S. P. Sta tis ti cal anal y sis of the mag netic fluc tu -
a tions in bound ary lay ers of Earth’s mag neto sphere. Adv. Space Res. 2015. 56, N 10.
P. 2091—2096.
24. Kozak L. V., Lui A. T. Y., Kronberg E. A., Prokhorenkov A. S. Tur bu lent pro cesses in
Earth’s magnetosheath by Clus ter mis sion mea sure ments. J. Atmos. So lar- Ter res t -
rial Phys. 2017. 154. P. 115—126.
25. Kraichnan R. H. Convergents to tur bu lence func tions. J. Fluid Mech. 1970. 41, N 1.
P. 189—217.
26. Kraichnan R. H. The struc ture of iso tro pic tur bu lence at very high Reynolds num bers.
J. Fluid Mech. 1959. 5. P. 497—543.
27. Kronberg E. A., Grigorenko E. E., Turner D. L., Daly P. W., Khotyaintsev Y., Kozak L.
Com par ing and con trast ing dispersionless in jec tions at geosynchronous or bit dur ing
a substorm event. J. Geophys. Res. 2017. 122, 10. 1002/2016JA023551
28. Lopez R. E. Magnetospheric substorms. Johns Hopkins APL Tech. Dig. 1990. 11.
P. 264—271.
29. Lui A. T. Y. Ex tended con sid er ation of a syn the sis model for magnetospheric sub -
storm. Magnetospheric substorms. Geo phys i cal mono graph. 64 / Eds. J. Kan et al.
Wash ing ton: AGU. 1991. P. 43—60.
30. Lui A. T. Y. In fer ring global char ac ter is tics of cur rent sheet from lo cal mea sure ments.
J. Geophys. Res. 1993. 98. P. 13423—13427.
67
ÑÏÅÊÒÐÛ ÒÓÐÁÓËÅÍÒÍÎÑÒÈ Â ÎÁËÀÑÒÈ ÄÈÏÎËßÐÈÇÀÖÈÈ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß
31. Lui A. T. Y. Cur rent dis rup tion in the Earth’s mag neto sphere: Ob ser va tions and mod -
els. J. Geophys. Res. 1996. 101. P. 13067—13088.
32. Lui A. T. Y., Lopez R. E., An der son B. J., et al. Cur rent dis rup tions in the near-Earth
neu tral sheet re gion. J. Geophys. Res. 1992. 97. P. 1461—1480.
33. Lui A. T. Y. Multiscale phe nom ena in the near-Earth mag neto sphere. J. Atmos. So -
lar-Ter res trial Phys. 2002. 64, N 2. P. 125—143.
34. Lui A. T. Y. Po ten tial plasma in sta bil i ties for substorm ex pan sion onsets. Space Sci.
Rev. 2004. 113, N 1-2. P. 127—206.
35. Lui A. T. Y., Zheng Y., Zhang Y., Livi S., RPme H., Dunlop M. W., Gustafsson G.,
Mende S. B., Mouikis C., Kistler L. M. Clus ter ob ser va tion of plasma flow re ver sal in
the magnetotail dur ing a substorm. Ann. Geophys. 2006. 24, N 7. P. 2005—2013.
36. McPherron R. L. Substorm re lated changes in the geo mag netic tail: the growth phase.
Planet. and Space Sci. 1972. 20, N 9. P. 1521—1539.
37. Ohtani S., Shay M. A., Mukai T. Tem po ral struc ture of the fast con vec tive flow in the
plasma sheet: Com par i son be tween ob ser va tions and two-fluid sim u la tions. J.
Geophys. Res. 2004. 109. P. A03210. DOI:10. 1029/2003JA010002.
38. Paschmann G., Daly P. W. Spec tral anal y sis, re printed from anal y sis meth ods for
multi-space craft data. ISSI Sci en tific Re port SR-001 (Elec tronic edi tion 1. 1). 2000.
491 p.
39. Sergeev V. A., Mitch ell D. G., Rus sell C. T., Wil liams D. J. Struc ture of the tail plasma/
cur rent sheet at 11Re and its changes in the course of a substorm. J. Geophys. Res.
1993. 98. P. 17345—17365.
40. THOR Ex plor ing plasma energization in space tur bu lence. Assessment Study Re port
ESA/SRE. 2017. 109 p.
41. Torrence C., Compo G. P. A prac ti cal guide to wave let anal y sis. Bull. Am. Meteorol.
Soc. 1998. 79, N 1. P. 61—78.
42. Yahnin A. G., Despirak I. V., Lubchich A. A., et al. In di rect map ping of the source of
the op po sitely di rected fast plasma flows in the plasma sheet onto the auroral dis play.
Ann. Geophys. 2006. 24. P. 679—687.
43. Zaks S. The ory of sta tis ti cal in fer ence (Prob a bil ity & Math e mat i cal Sta tis tics). Pub -
lished by John Wiley & Sons Inc., 1971. 582 p.
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 21.03.18
Ë. Êî çàê1,2, Á. Ïåò ðåí êî1, Å. Êðîí áåðã3, Å. Ãðè ãî ðåí êî4, Å. Ëó¿5, Ñ. ×å ðåì íèõ2
1Êè¿âñüêèé íàö³îíàëü íèé óí³âåð ñè òåò ³ìåí³ Òà ðà ñà Øåâ ÷åí êà, Óêðà¿ íà
2²íñòè òóò êîñì³÷íèõ äîñë³äæåíü Íàö³îíàëüíî¿ àêàäå쳿 íàóê Óêðà¿íè
òà Äåðæàâíîãî êîñì³÷íîãî àãåíòñòâà Óêðà¿ íè, Êè¿â, Óêðà¿íà
3²íñòè òóò Ìàê ñà Ïëàí êà, Ãåòò³íãåí, ͳìå÷ ÷è íà
4²íñòè òóò êîñì³÷íèõ äîñë³äæåíü Ðîñ³éñüêî¿ àêàäå쳿 íàóê, Ðîñ³éñüêà Ôåäåðàö³ÿ
5Óí³âåð ñè òåò ³ìåí³ Äæî íà Ãîïê³íñà, ÑØÀ
ÑÏÅÊÒÐÈ ÒÓÐÁÓËÅÍÒÍÎÑÒ²  ÎÁËÀÑÒ² ÄÈÏÎËßÐÈÇÀÖ²¯
ÌÀÃͲÒÍÎ ÃÎ ÏÎ Ëß
Ïðî à íàë³çî âà íî íà ÿâí³ñòü íå îäíîð³äíîñ òåé òóð áó ëåí òíèõ ïðî öåñ³â ³ îò ðè ìà íî ñïåê -
ò ðè òóð áó ëåí òíîñò³ â îá ëàñ òÿõ äî ³ ï³ä ÷àñ äè ïî ëÿ ðè çàö³¿ ìàãí³òíî ãî ïîëÿ ó õâîñò³
ìàãí³òîñ ôå ðè Çåìë³ çà âèì³ðþ âàí íÿ ìè ÷î òèðü îõ êîñì³÷íèõ àïà ðàò³â ì³ñ³¿ «Êëà ñ -
òåð-2» (ïîä³ÿ 21 âå ðåñ íÿ 2005 ðîêó). Ñïåê òðàëü íèé ³ âåé âëåò-àíàë³ç áóëè äî ïîâ íåí³
äîñë³äæåí íÿ ìè åê ñöå ñó ôëóê òó àö³é ìî äó ëÿ ìàãí³òíî ãî ïîëÿ. Îòðè ìà íî, ùî â îá -
68
Ë. ÊÎÇÀÊ È ÄÐ.
ëàñò³ äè ïî ëÿ ðè çàö³¿ ìàãí³òíî ãî ïîëÿ ó õâîñò³ ìàãí³òîñ ôå ðè ñïîñ òåð³ãà þòü ñÿ: çìåí -
øåí íÿ ãî ðè çîí òàëü íî¿ ñêëà äî âî¿ ìàãí³òíî ãî ïîëÿ â ÷àñ òè íàõ õâîñ òà ³ çá³ëü øåí íÿ
âåð òè êàëü íî¿ ñêëà äî âî¿; çì³íà åê ñöå ñó; íà ÿâí³ñòü ïî òóæ íèõ Pc5- ³ Pc4-ïóëü ñàö³é, à
òà êîæ ïðÿ ìèõ ³ çâî ðîò íèõ êàñ êàä³â; çëàì ó ñïåê òðàõ íà ÷àñ òî òàõ, ìåí øèõ, í³æ ã³ðî -
÷àñ òî òà ïðî òîí³â; çì³íà õà ðàê òå ðó òóð áó ëåí òíèõ ðóõ³â íà ð³çíèõ ÷à ñî âèõ ìàñ øòà áàõ
(íà âå ëè êèõ ÷à ñî âèõ ìàñ øòà áàõ òóð áó ëåíòí³ ïî òî êè â³äïîâ³äà þòü îä íîð³äíèì ìî äå -
ëÿì Êîë ìî ãî ðî âà òà ²ðîø íè êî âà — Êðàé ÷íà íà, à íà ìåí øèõ ÷à ñî âèõ ìàñ øòà áàõ òóð -
áó ëåíòí³ñòü îïè ñóºòüñÿ ìî äåë ëþ åëåê òðîí-ìàãí³òîã³äðî äè íàì³÷íî¿ òóð áó ëåí òíîñ -
ò³). Âè êî ðèñ òî âó þ ÷è âèì³ðþ âàí íÿ íà ð³çíèõ êîñì³÷íèõ àïà ðà òàõ, âäà ëî ñÿ îö³íèòè
øâèäê³ñòü ðóõó ïëàç ìè ó õâîñ òî âî ìó íà ïðÿì êó.
Êëþ ÷îâ³ ñëî âà: òóð áó ëåíòí³ ïðî öå ñè, õâ³ñò ìàãí³òîñ ôå ðè Çåìë³, Ðñ-ïóëü ñàö³¿,
ñïåê òðè òóð áó ëåí òíîñò³ â õâîñò³ ìàãí³òîñ ôå ðè Çåìë³.
L. Kozak1,2, B. Petrenko1, E. Kronberg3, E. Grigorenko4, E. Lui5, S. Cheremnykh2
1Taras Shevchenko National University of Kyiv, Ukraine
2Space Research Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
and State Space Agency of Ukraine, Kyiv, Ukraine
3Max Planck Institute, G`ttingen, Germany
4Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Russia
5Johns Hopkins University, USA
SPECTRA OF TURBULENCE DURING THE DIPOLARIZATION
OF THE MAGNETIC FIELD
The pres ence of het er o ge ne ity of tur bu lent pro cesses has been an a lyzed, and spec tra of the
tur bu lence have been ob tained for the re gions be fore and dur ing dipolarization of the mag -
netic field in the Earth‘s mag neto sphere tail from the mea sure ments of four space ve hi cles
of Clus ter-2 mis sion (the event on 21 Sep tem ber 2005). The spec tral and wave let anal y sis
were sup ple mented by in ves ti ga tions of fluc tu a tion kurtosis for mag netic field ab so lute
value. In the re gion of dipolarization of mag netic field in the mag neto sphere tail we have
de tected: de creas ing hor i zon tal com po nent of mag netic field in parts of the tail and in creas -
ing the ver ti cal com po nent; kurtosis change; the pres ence of pow er ful Pc5 and Pc4 pul sa -
tions, and also di rect and in verse cas cades; the break in the spec tra on fre quen cies lower
than pro ton gy ro fre quen cy; chang ing a char ac ter of tur bu lent mo tions on dif fer ent time
scales (at large time scales, the tur bu lent flow cor re sponds to the ho mo ge neous mod els of
Kolmogorov and Iroshnikov-Kraichnan, and at smaller time scales the tur bu lent flow is de -
scribed by the elec tron-magnetohydrodynamic tur bu lence model). Us ing the mea sure -
ments from dif fer ent space ve hi cles we were able to estimate the velocity of plasma flow in
the tail direction.
Keywords: turbulent processes, tail of the Earth’s magnetosphere, substorm development
models, Pc pulsations, turbulence spectra.
69
ÑÏÅÊÒÐÛ ÒÓÐÁÓËÅÍÒÍÎÑÒÈ Â ÎÁËÀÑÒÈ ÄÈÏÎËßÐÈÇÀÖÈÈ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß
|