Геофизические исследования: статья

О ПРОЯВЛЕНИЯХ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ В ГЕОФИЗИЧЕСКИХ СРЕДАХ
А.В. ГУЛЬЕЛЬМИ1
А.С. ПОТАПОВ2
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Институт солнечно-земной физики СО РАН
Журнал: Геофизические исследования
Том: 19
Номер: 4
Год: 2018
Страницы: 5-15
УДК: 550.34 551.510.537
DOI: 10.21455/gr2018.4-1
Ключевые слова: магнитосфера, ионосфера, литосфера, ультранизкочастотные колебания, землетрясения, рекомбинация, деактивация, закон Омори, шланговая неустойчивость, неустойчивость Джинса
Аннотация: В статье, имеющей преимущественно методический характер, рассмотрены эффекты, возникающие вследствие нестационарности трех геосфер - магнитосферы, атмосферы, литосферы. В магнитосфере усиление конвекции во время геомагнитной бури приводит к самовозбуждению электромагнитных ультранизкочастотных колебаний нарастающей частоты в вечернем секторе. Приведен яркий пример наблюдения колебаний нарастающей частоты на среднеширотной ст. Монды (51.6 °с.ш., 100.9 °в.д.), иллюстрирующий исключительную сложность нестационарных процессов, реально протекающих в магнитосфере. В верхней атмосфере (в ионосфере) после захода Солнца выключается источник ионизации, вслед за чем начинает снижаться концентрация электронов. Нестационарность среды состоит в монотонном понижении температуры атмосферы сразу после захода Солнца и проявляется в заметном отклонении эволюции концентрации электронов от предсказанной на основе простой теории рекомбинации. Этот пример интересен тем, что дает ключ к пониманию известного в литосфере отклонения потока афтершоков от простого гиперболического закона Омори. Подмеченная аналогия дает нам идею, во-первых, представить закон в виде дифференциального уравнения эволюции афтершоков и, во-вторых, дает нам нетривиальное обобщение закона Омори, которое учитывает нестационарность очага землетрясения, “остывающего” после главного удара. В методическом отношении к указанным примерам примыкают шланговая МГД неустойчивость в расширяющейся солнечной короне и гравитационная неустойчивость Джинса в расширяющейся Вселенной. Общий вывод состоит в том, что следует внимательно анализировать возможные проявления нестационарности среды, даже если нестационарность плавная и, на первый взгляд, не имеет отношения к делу.