Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 4. С. 106-116
Особенности взаимодействия плазменных вихрей в атмосфере и ионосфере
Н.И. Ижовкина
1 , Н.С. Ерохин
2 , Л.А. Михайловская
2 , С.Н. Артеха
2 1 Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, Троицк, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
По данным зондирования в атмосферной облачности наблюдаются электрические поля. В неоднородной гиротропной среде возникновение вихревых структур стохастически детерминировано. Гиротропия атмосферы и ионосферы вызвана действием силы Кориолиса и движением заряженных частиц в геомагнитном поле. В атмосфере наблюдаются вихри плазменной природы. Зарождение электрического поля плазменных вихрей возникает в полях градиентов давления мозаичной ячеистой топологии при ионизации частиц, связанной с солнечным фотонным потоком и космическим излучением. Важную роль в генерации атмосферных вихрей играют аэрозольные частицы. Показано, что геомагнитное поле влияет на структурные изменения неоднородной среды при возбуждении плазменных вихрей и их взаимодействии. При столкновениях вихрей с центром на одной геомагнитной силовой линии вероятно их слияние с образованием более мощного вихря. При столкновении вихрей с центром на разных геомагнитных силовых линиях возможно появление областей нагрева и струйных течений. Поскольку вихри переносят массу и энергию, в неоднородной области затухания плазменных вихрей вероятно зарождение новых вихрей.
Ключевые слова: гиротропия, плазменные вихри, геомагнитное поле, электрическое поле атмосферы, аэрозольные частицы, ионосфера
Полный текстСписок литературы:
- Абурджаниа Г.Д. Самоорганизация нелинейных вихревых структур и вихревой турбулентности в диспергирующих средах. М.: КомКнига, 2006. 328 с.
- Бондур В.Г., Пулинец С.А., Ким Г.А. О роли вариаций галактических космических лучей в тропическом циклогенезе на примере урагана Катрина // ДАН. 2008. Т. 422. № 2. С. 244–249.
- Дейрменджан Д. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. М.: Мир, 1971. 166 с.
- Ерохин Н.С., Михайловская Л.А., Шалимов С.А. Об условиях прохождения внутренних гравитационных волн через ветровые структуры из тропосферы в ионосферу // Геофизические процессы и биосфера. 2012. Т. 11. № 4. С. 5–22.
- Ерохин Н.С., Зольникова Н.Н., Михайловская Л.А. Структурные особенности электрической турбулентности атмосферы при наличии когерентных структур // Сборник трудов международной конференции MSS-09 «Трансформация волн, когерентные структуры и турбулентность». М.: Ленанд. 2009. С. 424–479.
- Ижовкина Н.И. Потоки энергии и частиц в неустойчивой плазме с вихревыми структурами в верхней ионосфере в неоднородном геомагнитном поле // Геомагнетизм и аэрономия. 2010. Т. 50. №6. С. 817–824.
- Ижовкина Н.И. Плазменные вихри в ионосфере и атмосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54. № 6. С. 817–828.
- Кузнецов Г.И., Ижовкина Н.И. Две модели атмосферного аэрозоля // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1973. Т. 9. № 9. С. 947–952.
- Михайловская Л.А., Ерохин Н.С., Краснова И.А., Артеха С.Н. Структурные характеристики электрической турбулентности при вертикальном профиле электрического поля с сильным всплеском // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2014 - а. Т. 11. № 2. С. 111–120.
- Михайловская Л.А., Ерохин Н.С., Краснова И.А., Артеха С.Н. Структурные характеристики электрической турбулентности в грозовой облачности // Сборник трудов международной конференции MSS-14 «Трансформация волн, когерентные структуры и турбулентность». М.: Ленанд, 2014-б. С. 424–429.
- Михайловский А.В. Теория плазменных неустойчивостей. Т.2. Неустойчивости неоднородной плазмы. М.: Атомиздат, 1977. 312 с.
- Моисеев С.С., Сагдеев Р.З., Тур А.В., Яновский В.В. Об интегралах вмороженности и лагранжевых инвариантах в гидродинамическом приближении // ЖЭТФ. 1982. Т. 83. № 1 (7). С. 215–226.
- Моисеев С.С., Сагдеев Р.З., Тур А.В., Яновский В.В. Теория возникновения крупномасштабных структур в гидродинамической турбулентности // ЖЭТФ. 1983. Т. 85. № 6 (12). С. 1979–1987.
- Незлин М.В., Черников Г.П. Аналогия дрейфовых вихрей в плазме и геофизической гидродинамике // Физика плазмы. 1995. Т. 21. № 11. С. 975–999.
- Редерер Х. Динамика радиации, захваченной геомагнитным полем. М.: Мир,1972. 192с.
- Artekha S.N., Belyan A.V. On the role of electromagnetic phenomena in some atmospheric processes // Nonlinear Processes in Geophysics. 2013. Vol. 20. P. 293–304.
- Gdalevich G.L., Gubsky V.F., Izhovkina N.I., Ozerov V.D. Experiment and theory of plasma inhomogeneities in mid-latitude ionosphere // J. Atmosph. Terr. and Solar Terrestrial Physics. 1998. Vol. 60. No. 2. P. 247–252.
- Hines C.O., Reddy C.A. On the propagation of atmospheric gravity waves through regions of wind shear // J. Geophys. Res. 1967. Vol. 72. No. 3. P. 1015–1034.
- Narcisi R.S., Szusczewicz E.P. Direct measurements of electron density, temperature and ion composition in an equatorial spread-F ionosphere // J. Atmosph. Terr. Phys. 1981. Vol. 43. No. 5/6. P. 463–471.