Три нерешенные проблемы физики магнитосферных волн Рс1
Категория: 16-3УДК 550.385.37
© 2015 г. А.В. Гульельми
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
Проведен анализ открытых проблем физики ультранизкочастотных электромагнитных волн Pc1, известных также под названием "жемчужины" (диапазон частот 0.2–5 Гц). Ряд теоретических проблем возник потому, что стандартная модель возбуждения и распространения волн в магнитосфере, основы которой были заложены полвека тому назад, неспособна объяснить данные наблюдений. В статье эти проблемы сформулированы и рассмотрены в контексте общей физики геоэлектромагнитных волн.
Рассмотрена также одна дополнительная проблема экспериментального характера. Её сущность состоит в том, что наблюдения свидетельствуют в пользу представления о слабом антропогенном воздействии на режим колебаний Рс1, однако трудности интерпретации наблюдений указывают на необходимость дополнительного экспериментального исследования.
Ключевые слова: магнитосфера, радиационный пояс, режим самовозбуждения, ультранизкочастотные волны, ионно-циклотронный резонатор.
Литература
Альвен Г., Фельтхаммар К.-Г. Космическая электродинамика. М.: Мир, 1967. 260 с.
Беспалов П.А., Трахтенгерц В.Ю. Альвеновские мазеры. Горький: ИПФ ФН СССР, 1986. 190 с.
Довбня Б.В., Зотов О.Д., Щепетнов Р.В. Связь УНЧ электромагнитных волн с землетрясениями и с антропогенными воздействиями // Геофизические исследования. 2008. Вып. 9. С.3–23.
Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Физматгиз, 1960. 552 с.
Гульельми А.В. О природе гидромагнитных свистов // Докл. АН СССР. 1967. Т. 174, № 5. С.1076–1078.
Гульельми А.В. Циклотронная неустойчивость внешнего радиационного пояса в режиме автомодуляции нарастающих волн // Письма в ЖЭТФ. 1971. Т. 13, № 2. С.85–88.
Гульельми А.В., Зотов О.Д. 15-минутная модуляция геоэлектромагнитных волн Рс1 // Геофизические исследования. 2010. Т. 11, № 1. С.64–71.
Гульельми А.В., Потапов А.С. Влияние тяжелых ионов на спектр колебаний магнитосферы // Космические исследования. 2012. Т. 50, № 4. С.283–291.
Гульельми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Наука, 1973. 208 с.
Гульельми А.В., Довбня Б.В., Клайн Б.И., Пархомов В. А. Стимулированное возбуждение альвеновских волн импульсным радиоизлучением // Геомагнетизм и аэрономия. 1978. Т. 18, № 1. С.179–181.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1988. 733 с.
Тагиров В.Р., Трахтенгерц В.Ю., Черноус С.А. О происхождении пульсирующих авроральных пятен // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т. 26, № 4. С.600–604.
Трахтенгерц В.Ю., Демехов А.Г. Космические циклотронные мазеры // Природа. 2002. № 4. С.25–31.
Трахтенгерц В.Ю., Тагиров В.Р., Черноус С.А. Проточный циклотронный мазер и импульсные ОНЧ-излучения // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т. 26, № 1. С.99–106.
Троицкая В.А., Гульельми А.В. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы // УФН. 1969. Т. 97, вып. 3. С.453–494.
Cornwall J.M. Cyclotron instabilities and electromagnetic emission in the ultra low frequency and very low frequency ranges // J. Geophys. Res. 1965. V. 70. P.61–69.
Guglielmi A., Kangas J. Pc1 waves in the system of solar–terrestrial relations: New reflections // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2007. V. 69. P.1635–1643.
Guglielmi A., Kangas J., Potapov A. Quasi-periodic modulation of the Pc1 geomagnetic pulsations: An unsettled problem // J. Geophys. Res. 2001. V. 106, N A11. P.25847–25856.
Guglielmi A.V., Potapov A.S., Russell C.T. The ion cyclotron resonator // JETP Letters. 2000. V. 72, N 6. P.298–300.
Harang L. Oscillations and vibrations in magnetic records at high-latitude stations // Terr. Magn. and Atm. Electr. (former JGR). 1936. V. 41. P.329–336.
Kangas J., Guglielmi A., Pokhotelov O. Morphology and physics of short-period magnetic pulsations (A Review) // Space Sci. Rev. 1998. V. 83. P.435–512.
Sucksdorff E. Occurences of rapid micropulsations at Sodankylä during 1932 to 1935 // Terr. Magn. and Atm. Electr. (former JGR). 1936. V. 41. P.337–344.
Tepley L. Regular oscillations near 1 c/s observed simultaneously at middle and low latitudes // Radio Sci. 1965. V. 69D. P.1089–1105.
Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Geomagnetic micropulsations and diagnostics of the magnetosphere // Space Sci. Rev. 1967. V. 7, N 5/6. P.689–769.
Yanagihara K. Geomagnetic micropulsastions with periods from 0.03 to 10 seconds in auroral zones with special reference to conjugate-point studies // J. Geophys. Res. 1963. V. 68, N 11. P.3383–3397.
Zotov O.D., Sobisevich L.E., Guglielmi A.V., Sobisevich A.L. The phenomenon of synchronism in the technosphere–magnetosphere–lithosphere dynamical system // Joint Assembly IAHS IAPSO IASPEI. Gothenburg. Sweden. 22-26 July 2013. Abstracts 2832930.
Сведения об авторе
ГУЛЬЕЛЬМИ Анатолий Владимирович – профессор, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123995, ГСП-5, Москва, Д-242, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: 8(495) 582-99-71. E-mail: guglielmi@mail.ru