Нелинейность в модели динамо Паркера
Категория: 15-2
УДК 550.383
М.Ю. Решетняк
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
Рассмотрены различные механизмы подавления магнитным полем a-эффекта в модели aw-динамо Паркера в жидком ядре Земли. Показано, что случайные возмущения a-эффекта, приводящие к хаотическим инверсиям геомагнитного поля, вызывают увеличение энергии поля на малых масштабах. Для того, чтобы энергии флуктуаций было достаточно для появления инверсий, магнитная энергия должна увеличиться на порядок относительно режима без флуктуаций.
Ключевые слова: геодинамо, спиральность, дифференциальное вращение, инверсии.
Литература
Ануфриев А.П., Решетняк М.Ю., Соколов Д.Д. Оценка динамо-числа в модели турбулентного
a-эффекта для жидкого ядра Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 1997. Т. 37, № 5. C.141–146.
Брагинский С.И. Почти аксиально-симметричная модель гидромагнитного динамо Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 1978. Т. 18, № 2. С.340–351.
Зельдович Я.Б., Рузмайкин А.А., Соколов Д.Д. Магнитные поля в астрофизике. М.; Ижевск: РХД, 2006. 384 c.
Попова Е.П., Решетняк М.Ю., Соколов Д.Д. Меридиональная циркуляция и распространение динамо-волн // Астрономический журнал. 2008. Т. 85, № 1. С.183–190.
Решетняк М.Ю., Соколов Д.Д., Шукуров А.М. Устойчивость нелинейного динамо в диске // Магнитная гидродинамика. 1992. Т. 3. С.10–18.
Решетняк М.Ю., Соколов Д.Д. Напряженность геомагнитного поля и подавление спиральности в геодинамо // Физика Земли. 2003. Т. 39, № 9. C.774–777.
Решетняк М.Ю. Тейлоровский цилиндр и конвекция в сферической оболочке // Геомагнетизм и аэрономия. 2010a. Т. 50, № 2. С.273–283.
Решетняк М.Ю. Эффекты запаздывания в динамо Паркера // Астрономический журнал. 2010б. Т. 87, № 11. C.1135–1140.
Решетняк М.Ю. Нарушение симметрии в моделях динамо // Докл. РАН. 2011. Т. 439, № 4. C.467–472.
Решетняк М.Ю. Модель Паркера в геодинамо // Физика Земли. 2012. Т. 48, № 4. C.326–334.
Рузмайкин А.А., Соколов Д.Д., Шукуров А.М. Магнитные поля галактик. М.: Наука, 1988. 279 с.
Собко Г.С., Задков В.Н., Соколов Д.Д., Трухин В.И. Инверсии геомагнитного поля в простой модели геодинамо // Геомагнетизм и аэрономия. 2012. Т. 52, № 2. С.271–277.
Beck R., Brandenburg A., Moss D., Shukurov A., Sokoloff D. Galactic magnetism: recent develop ments and perspectives // Ann. Rev. Astron. Astrophys. 1996. V. 34. P.155–206.
Brandenburg A., Subramanian K. Astrophysical magnetic fields and nonlinear dynamo theory // Physics Reports. 2005. V. 417. P.1–209.
Christensen U.R., Aubert J., Hulot G. Conditions for Earth like geodynamo models // Earth. Planet Sci. Lett. 2010. V. 296. P.487–496.
Hoyng P. Helicity fluctuations in mean field theory: an explanation for the variability of the solar cycle? // Astron. Astrophys. 1993. V. 272. P.321–339.
Jacobs J.A. Reversals of the Earth’s Magnetic Field. Cambridge: Cambridge University Press, 1994. 324 p.
Jones C.A. Convection driven geodynamo models // Phil. Trans. R. Soc. London. 2000. V. A358. P.873–897.
Jones C. Planetary magnetic fields and fluid dynamos // Ann. Rev. Fluid Mechan. 2011. V. 43. P.583–614.
Kleeorin N., Rogachevskii I., Ruzmaikin A. Magnitude of dynamo generated magnetic field in solar type convective zones // Astronomy and Astrophysics. 1995. V. 297. P.159–167.
Krause F., Rädler K.H. Mean fieldmagnetohydrodynamics and dynamo theory. Berlin: Akademie Verlag, 1980. 271 p.
Kvasz L., Shukurov A., Sokoloff D. A steady state of the disc dynamo // Geophys. Astrophys. Fluid Dynamics. 1992. V. 65. P.231–244.
Moffatt H.K. Magnetic field generation in electrically conducting fluids. Cambridge: Cambridge University Press, 1978. 343 p.
Parker E.N. Hydromagnetic dynamo models // Astrophys. J. 1955. V. 122. P.293–314.
Pouquet A., Frisch U., Leorat J. Strong MHD helical turbulence and the nonlinear dynamo effect // J. Fluid Mech. 1976. V. 77. P.321–354.
Roberts P.H., Glatzmaier G.A. A test of the frozen flux approximation using a new geodynamo model // Phil. Trans. R. Soc. London. 2000. V. 358. P.1109–1121.
Tobias S.M., Cattaneo F., Boldyrev S. MHD dynamos and turbulence. In Ten Chapters In Turbulence / Eds. P.A. Davidson, Y. Kaneda, K.R. Sreenivasan. NY: Cambridge University Press, 2013. 450 p.
Vainshtein S.I., Cattaneo F. Nonlinear restrictions on dynamo action // Astrophys. J. 1992. V. 393. P.165–171.
Сведения об авторе
РЕШЕТНЯК Максим Юрьевич – 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.: (499)-254-92-14. E-mail: m.reshetnyak@gmail.com