stringtranslate.com

Экваториальный электроджет

Снимок изменения магнитного поля Земли из его собственного поля на высоте 400 км из-за ионосферных токовых систем. Экваториальное усиление магнитного поля вызвано экваториальным электроджетом (EEJ). EEJ достигает пика над Индийским океаном в изображенный момент времени. Карта была создана с использованием модели геомагнитного поля.

Экваториальный электроджет ( EEJ ) — это узкая лента тока, текущего на восток в дневной экваториальной области ионосферы Земли . Аномально большая амплитуда вариаций горизонтальных компонент, измеренных в экваториальных геомагнитных обсерваториях, как результат EEJ, была замечена еще в 1920 году в геомагнитной обсерватории Уанкайо . Наблюдения с помощью радаров, ракет, спутников и геомагнитных обсерваторий используются для изучения EEJ.

Причины

Объяснение [1] существования экваториального электроджета заключается в анизотропной природе ионосферной электропроводности и процессе самоусиления. Глобальная ионосферная циркуляция устанавливает систему токов Sq (солнечный тихий) в области E ионосферы Земли (высота 100–130 км) и первичное восточное электрическое поле вблизи дневного магнитного экватора, где магнитное поле горизонтально и направлено на север. Это электрическое поле дает первичный восточный ток Педерсена . Дрейф E cross B приводит к нисходящему току Холла , поддерживающему вертикальное разделение зарядов по всей глубине ионосферы, создавая восходящее вторичное электрическое поле и вторичный ток Педерсена, который противоположен первичному току Холла. Затем вторичный ток Холла усиливает исходный ток Педерсена. На высоте около 110 км интеграция плотности тока дает пиковую силу тока около 100 кА, что поддерживает усиление магнитного поля дневного электроджета примерно в два раза.

Лунный прилив

По мере изменения положения Солнца, Луны и Земли меняется и сила лунных приливных сил. Каждый лунный месяц происходят два весенних прилива, когда Солнце, Луна и Земля выстраиваются в линию, создавая сильную лунную приливную силу. Аналогично, происходят два квадратурных прилива, когда Солнце и Луна находятся рядом друг с другом, создавая слабые лунные приливные силы. Экваториальный электроджет (EEJ) имеет аномально большую амплитуду изменений в горизонтальных компонентах из-за силы лунных приливов. Лунный прилив изменяется, как описано выше, и изменяется гравитационным притяжением между Луной и Землей. Из-за этого давление и температура нижней атмосферы изменяются, и эффекты распространяются вверх в форме приливной волны в область E и модулируют электродинамику.

Исследования EEJ по спутниковым и наземным магнитным данным

Феномен EEJ был впервые идентифицирован с использованием геомагнитных данных. Амплитуда суточного изменения горизонтальной магнитной напряженности (Δ H ), измеренная в геомагнитной обсерватории вблизи экватора наклона, в 3–5 раз выше, чем изменение данных из других регионов Земли. Типичные суточные данные экваториальной обсерватории показывают пик напряженности ~80 нТл в 12:00 LT по отношению к ночному уровню. Эгедал (1947) показал, что усиление солнечных суточных изменений в спокойном дне в Δ H (Sq( H )) лежит в пределах широты 50 с центром на экваторе наклона. Механизм, который вызвал изменение магнитного поля, был предложен как полоса тока шириной около 300 км, протекающая по экватору наклона.

Исследования EEJ по спутниковым данным были начаты с получением данных с серии спутников POGO (Polar Orbiting Geophysical Observatories) (1967–1970). Характерной чертой EEJ является резкая отрицательная V-образная кривая в поле H, достигающая минимума в пределах 0,5° от экватора магнитного наклонения. Магнитные данные спутниковых миссий, таких как Ørsted (1999–настоящее время) и CHAMP (2000–настоящее время), значительно улучшили наши знания о EEJ.

Недавние исследования были сосредоточены на лунно-солнечном взаимодействии EEJ. Было показано, что сложность вносится в EEJ из-за взаимодействия между лунной приливной изменчивостью в экваториальном электрическом поле и солнечной изменчивостью в проводимости E-области. [2]

Магнитные сигналы EEJ, измеренные Эттайяпурамской магнитной обсерваторией, Индия (ETT - управляется Национальным геофизическим исследовательским институтом, NGRI, Хайдарабад). Эти данные являются средними значениями суточной разницы между магнитными данными (H) в Эттайяпураме и Хайдарабаде, собранными за несколько лет. Горизонтальная интенсивность магнитного поля достигает пика примерно в 12 часов местного времени. Фланг нарастания в утренние часы круче, чем в фазе спада.
Фильм об изменении геомагнитного поля на поверхности Земли из-за ионосферных токовых систем. Экваториальное усиление магнитного поля вызвано экваториальным электроджетом (EEJ). UT = всемирное время. Единица измерения — нТл (нанотесла). Фильм создан с использованием модели геомагнитного поля (CM4).

Ссылки

  1. ^ Бейкер, WG; Мартин, DF (1953). «Электрические токи в ионосфере I. Проводимость». Phil. Trans. R. Soc. Lond. A . 246 (913): 281–294. Bibcode :1953RSPTA.246..281B. doi :10.1098/rsta.1953.0016. S2CID  122158550.
  2. ^ Gasperini, F.; Forbes, JM (февраль 2014 г.). «Лунно-солнечные взаимодействия в экваториальной электроджете». Geophysical Research Letters . 41 (9): 3026–3031. Bibcode : 2014GeoRL..41.3026G. doi : 10.1002/2014GL059294 .

Внешние ссылки