Рассмотрение магнитосферы представляет интерес по двум причинам. С одной стороны это ближайшее к нам космическое "магнитоплазменное море", существенно влияющее на наши земные дела, а с другой стороны — впечатляющий пример того, насколько сложна реальная плазменная система, которая образована, казалось бы, простейшими компонентами: дипольным полем Земли, солнечным ветром и подсти- лающей магнитосферу земной атмосферой. Правда надо еще учитывать и световой поток (особенно его ультрафиолетовую компоненту), идущий от Солнца. От атмосферы к магнитосфере. 0°С л i |—i ) ц |—г^_ 0,001 Атмосфера — мы будем сейчас го- ворить только о Земле, представля- ет собой весьма непростую слоистую систему (рис. 9.2.1). В предыдущем параграфе мы имели в виду ее самую нижнюю часть — тропосферу. Вы- ше, казалось бы, следовало ожидать монотонного изменения всех ее па- раметров и, прежде всего плотности и температуры. Плотность действи- тельно монотонно падает, но темпе- ратура ведет себя немонотонно. Это результаты поглощения на определен- ных высотах теми или иными моле- кулами воздуха "резонансных" полос солнечного спектра. Но, тем не ме- нее, до высот ~ 100 км элементный состав воздуха остается почти таким как около поверхности Земли. В ин- тервалах 50-120 км, за счет погло- щения ультрафиолетового излучения и частично за счет корпускулярно- го потока от солнца, появляются две зоны с заметной (~ 1%) ионизаци- ей. Это так называемые D и Е-слои ионосферы. На высотах 150—300 км появляются новые ионизованные слои 0,001е 101 ^Тропопауза Тропосфера till! 1000 200 220 240 260 Температура К 1000 Рис. 9.2.1. Строение атмосферы и вертикальное распределение температуры в атмосфере (средняя высота ~ 170 км) и F2 (средняя высота ~ 250 км). Плотность электронов при спокойном Солнце в D-слое п (D) 472 Гл. 9. Процессы в космосе и плазмодинамика ~ 300см, в Е-слое п^Е) ~ 1,3 • 105см~3, в Fi-слое n^F1) ~ 2,4 • 105см~3, а в F2-cyioe nf2) -6- 105см-3. Слои Е и Fi отражают радиоволны соответственно с / ^ 4 МГц и / < 10МГц. На высотах более 100 км начинает изменяться и газовый состав атмосферы: резко возрастает доля атомарного кислорода. Выше 110 км его становится больше молекулярного О2, а на высоте ~ 300 км преобладающим становится ионизованный водород (сначала на ночной стороне). На высотах порядка тысячи км ионосфера переходит в магнитосферу — обширную область, в которой резко возрастает доля ионизованной компоненты, приближаясь к 100% от общего числа тяжелых частиц.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Магнитосфера Земли» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
