книги из ГПНТБ / Гульельми А.В. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы

П Р Е Д И С Л О В И Е

По разнообразию типов, сложности свойств и загадочности происхождения геомагнитные пульсации — одно из интересней­ ших явлений природы. Это обстоятельство с давних пор само по себе было сильным стимулом, привлекавшим геофизиков к изу­ чению пульсаций . Однако лишь после того, к а к была установлена тесная связь свойств пульсаций с ключевыми процессами, разы­ грывающимися в околоземном пространстве, исследование п у л ь ­ саций приобрело особую актуальность . По существу, именно в последние годы наметилось новое направление исследований — диагностика магнитосферы и межпланетной среды по данным на­ блюдений пульсаций .

Первоначальпо цель, которую мы ставили себе принаписании данной книги, заключалась в том, чтобы изложить методы и ос­ новные результаты гидромагнитной диагностики более подробно и критично, чем это было сделано в наших предыдущих публика ­ циях на эту тему [1—4]. В процессе работы, однако, выяснилось обстоятельство, которое можно было предвидеть заранее;- Именно на данном этапе не всегда можно провести четкую грань между исследованием магнитосферы с помощью пульсаций и изучением физической природы самих пульсаций . В соответствии с этим в книгу были включены основные результаты наблюдения пульса­ ций и существующие теории их происхождения .

П р и обсуждении физической природы пульсаций мы стремились по возможности широко использовать современные достижения теории плазмы . Тем не менее изложение теории пульсаций не яв ­ ляется исчерпывающим. П р и отборе материала основное внимание уделялось работам, которые прямо или косвенно связаны с про­ блемой гидромагнитиой диагностики. Библиография к теоретиче­ ским разделам книги не претендует на полноту.

Е щ е в большей мере последнее замечание относится к морфо­ логии пульсаций . Количество опубликованных работ о пульса­ ц и я х велико . Ориентировочная оценка, сделанная по данным биб­ лиографического справочника [5], показывает, что лишь за прош ­ лый ц и к л солнечной активности о пульсациях было написано не­ сколько тысяч статей. В большинстве своем эти работы я в л я ю т с я экспериментальными исследованиями. Разумное ограничение в

5

Г л а в а I

ГЕОМАГНИТНЫЕ ПУЛЬСАЦИИ

электромагнитными волнами, зарегистрированными человеком. Вряд ли, однако, Б а л ф о р Стюарт мог об этом подозревать. В то время теории Максвелла еще предстояло окончательно сформи­ роваться и завоевать признание. Потребовалось еще несколько

появлению пульсаций, а в некоторых случаях знаем и пути реше­ ния проблем [1—12].

Геомагнитные пульсации занимают диапазон около десяти

9

зать точную нижнюю грань частоты пульсаций: по определению — это минимальная частота собственных гидромагнитных колебаний магнитосферы. В е р х н я я граница спектра менее четко определена по следующей причине. Согласно наземным наблюдениям наиболь­ ш а я частота пульсаций соответствует гпрочастоте протонов в уда­ ленных областях магнитосферы (порядка одного герца). В этом участке диапазона прозрачность ионосферы резко уменьшается

Период, сен

с ростом частоты. Кроме того, на частотах, превышающих пример­ но пять герц, высок уровень атмосферных помех от молниевых разрядов . Все это затрудняет наземную регистрацию излучений космического происхождения с частотами в десятки п сотни герц. Между тем измерения на спутнике в этом диапазоне частот П О З ­

Еслгі учесть тепловое движение частиц плазмы, то на рисунке появится еще одна ветвь, соответствующая продольным волнам акустического типа. В не­ однородной плазме могут, кроме того, распространяться так называемые дрейфовые волны. Другнші словами, спектр собственных колебаний реаль­ ной плазмы может быть значительно богаче, чем это представлено здесь в простейшем случае.

10