Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 273-281
Зимние циклоны в геомагнитной полярной шапке
Н.И. Ижовкина
1 , С.Н. Артеха
2 , Н.С. Ерохин
2, 3 , Л.А. Михайловская
2 1 Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, Троицк, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
3 Российский университет дружбы народов, Москва
Одобрена к печати: 29.03.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-4-273-281
На атмосферу Земли оказывают постоянное влияние различные ионизующие источники. В высокоширотной тропосфере в области геомагнитной полярной шапки в зимний период наблюдается возбуждение локальных циклонических структур с ледяными штормами, вторжениями в средние и даже субтропические широты. Время возбуждения таких циклонов составляет 15–25 ч. В работе показано, что локализация полярных циклонов не случайна. Область полярной шапки связана с геомагнитными силовыми линиями, вытянутыми в хвост магнитосферы Земли. Для проникновения космических лучей в атмосферу Земли эта область открыта. Ионизация аэрозоля в стратосфере и верхней тропосфере высыпающимися частицами космических лучей усиливает вихревую активность атмосферы. В атмосферном МГД-генераторе при неоднородном нагреве мозаичных ячеистых распределений ионизованного аэрозоля образуются плазменные вихри и накачиваются электрические поля, ортогональные геомагнитному полю. В работе показано, что в плазменных неоднородностях стохастически возбуждаются апериодические электростатические возмущения, которые вносят заметный вклад в генезис вихрей. Важная роль аэрозольной примеси проявляется в генерации плазменных вихрей и накоплении вихрями энергии и массы в атмосфере при конденсации влаги.
Ключевые слова: аэрозольная плазма, геомагнитное поле, вихревая активность атмосферы, полярные зимние циклоны
Полный текстСписок литературы:
- Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. М.: Мир, 1975. 532 с.
- Должанский Ф. В. Лекции по геофизической гидродинамике. М.: ИВМ РАН, 2006. 378 с.
- Ижовкина Н. И. Электростатические колебания в стационарных и нестационарных плазменных неоднородностях: Препринт № 2(949). М.: ИЗМИРАН, 1991. 7 с.
- Ижовкина Н. И. Плазменные вихри в ионосфере и атмосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54. № 6. С. 817–828.
- Ижовкина Н. И., Артеха С. Н., Ерохин Н. С., Михайловская Л. А. Спиральные токовые структуры в аэрозольной атмосферной плазме // Инженерная физика. 2016. № 7. С. 57–68.
- Ижовкина Н. И., Артеха С. Н., Ерохин Н. С., Михайловская Л. А. Влияние солнечного и галактического космического излучения на атмосферные вихревые структуры // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 2. С. 209–220.
- Михайловский А. В. Теория плазменных неустойчивостей. Т. 2. Неустойчивости неоднородной плазмы. М.: Атомиздат, 1977. 312 с.
- Незлин М. В., Черников Г. П. Аналогия дрейфовых вихрей в плазме и геофизической гидродинамике // Физика плазмы. 1995. Т. 21. № 11. С. 975–999.
- Izhovkina N. I., Artekha S. N., Erokhin N. S., Mikhailovskaya L. A. Interaction of atmospheric plasma vortices // Pure and Applied Geophysics. 2016. V. 173. No. 8. P. 2945–2957.
- Shumilov O. I., Vashenyuk E. V., Henriksen K. Quasi-drift effects of high-energy solar cosmic rays in the magnetosphere // J. Geophysical Research. 1993. V. 98. No. A10. P. 17423–17427.