Физика авроральных явлений / Акад. наук СССР, Кол. фил. им. С. М. Кирова, Поляр. геофиз. ин-т. – Ленинград : Наука, 1988. – 264 с.

I Bx 1>I b y 1. В случае Вж=0 ( S z > 0 , 1В^| > О) в полярной шап­ ке возникает только один вихрь с направлением конвекции, опреде­ ляемым знаком By . Однако экспериментальные данные, подтверж­ дающие эти выводы, в настоящее время отсутствуют. 1 . 1 . 6 . Эффект насыщения конвекции при больших значениях юж­ ной компоненты ММП. Сопоставление разности потенциалов А Ф по­ перек полярной шапки, измеренной на спутниках, с величиной южной компоненты ММП показало, что Л Ф испытывает насыщение при В ^ ^ у -1 нТл (см., например, ^ 2 6 ]). Для объяснения этого эффекта в []41”| предполагается, что длина линии пересоединения на магни­ топаузе уменьшается с ростом южной компоненты ММП. Однако возникновение насыщения может быть объяснено и с других позиций. Будем рассматривать ионосферу полярной шапки в виде диска с интегральной педерсеновской проводимостью 2Jp , погруженного в плазму солнечного ветра с волновой проводимостью " 2 J и элек­ трическим полем В ^ . Тогда в ионосфере возникнет поле поляри­ зации, которое будет распространяться вдоль магнитных силовых линий с альвеновской скоростью . Его величина определяется выражением [9 ^ ( 1 . 1 ) ^ /J где С г / ; "Оа = В / (U T Zm n ) ; В - модуль ММП; т .- масса протона; ть - концентрация частиц в солнечном ветре. Для электрического поля в ионосфере с учетом сходимости маг­ нитных силовых линий Я^ = С£ 3 го+ Е 1 )(£/ 1 ,гд е c i - диаметр маг­ нитосферы; Ъ — поперечный размер полярной шапки, получим £ г= ESU)Cd-A)/[l + C4^/c)27pB/(A-7rmnV/a] . (1.2) Здесь предполагается, что часть продольного тока замыкается че­ рез ионосферу средних и низких широт с интегральной педерсонов— ской проводимостью ■ В качестве модели межпланетного электрического поля возьмем Е ( V c 'j - D ^ B r - s t t T 2' (т//2 .) , (1 .3 ) где - скорость солнечного ветра; В-г- —СВ>^, + В^ , lP = зю / п /о \ -У = а г с с о з ( / B y -) • На рис. 1.1 показана зависимость ионосферного электрического поля, вычисленного из (1 .2 ) и (1 .3 ) от B -j- ( при B z^ 0 ) при раз­ личных значениях угла тР/2 и концентрации частиц в солнечном ветре гь . При расчете принималось, что =4 00 км/с, 27р = =10 См, 8 ^ = 5 нТл, d =30 - радиус Земли), Z=3.1 О 3 км. Как видно из рисунка, электрическое поле в ионосфере стремит­ ся к насыщению с возрастанием модуля ММП. Насыщение будет наступать тем быстрее, чем ниже концентрация частиц в солнечном ветре. Таким образом, эффект насыщения конвекции при больших значе­ ниях южной компоненты ММП, обнаруженный экспериментально, мо- 6