Экваториальная электроструя

Экваториальная электроджета ( EEJ Земли ) представляет собой узкую ленту тока, текущую на восток в дневной экваториальной области ионосферы . Аномально большая амплитуда вариаций горизонтальных компонент, измеренных на экваториальных геомагнитных обсерваториях, вследствие ЭЭД, была замечена еще в 1920 г. с Уанкайо геомагнитной обсерватории . Для изучения EEJ используются наблюдения с помощью радаров, ракет, спутников и геомагнитных обсерваторий.

Причины

Объяснение ^[1] ведь существование экваториальной электроджеты обусловлено анизотропной природой ионосферной электропроводности и процессом самоподкрепления. Ионосферная циркуляция глобального масштаба создает систему токов Sq (солнечное спокойствие) в восточной области ионосферы Земли (высота 100–130 км) и первичное электрическое поле, направленное на восток, вблизи магнитного экватора на дневной стороне, где магнитное поле горизонтально и на север. Это электрическое поле дает первичный ток Педерсена, направленный на восток . Дрейф перекрестия E приводит к нисходящему току Холла , поддерживающему вертикальное разделение зарядов по глубине ионосферы, создавая восходящее вторичное электрическое поле и вторичный ток Педерсена, противоположный первичному току Холла. Вторичный ток Холла затем усиливает первоначальный ток Педерсена. На высоте около 110 км интеграция плотности тока дает пиковую силу тока около 100 кА, что поддерживает усиление магнитного поля электроджета на дневной стороне примерно в два раза.

Лунный прилив

По мере изменения положения Солнца, Луны и Земли меняется и сила лунных приливных сил. Каждый лунный месяц происходят два весенних прилива, когда Солнце, Луна и Земля выравниваются, создавая сильную лунную приливную силу. Аналогично, два прилива возникают, когда Солнце и Луна соседствуют друг с другом, создавая слабые лунные приливные силы. Экваториальная электроджета (ЭЭД) имеет аномально большую амплитуду вариаций горизонтальных компонент из-за силы лунных приливов. Лунный прилив меняется, как описано выше, и изменяется под действием гравитационного притяжения между Луной и Землей. Из-за этого давление и температура нижних слоев атмосферы изменяются, а эффекты распространяются вверх в виде приливной волны в область E и модулируют электродинамику.

Исследования ЭЭД по спутниковым и наземным магнитным данным

Феномен EEJ был впервые выявлен с использованием геомагнитных данных. Амплитуда суточного хода горизонтальной магнитной напряженности (ΔH ) , измеренная на геомагнитной обсерватории вблизи экватора, в 3–5 раз превышает вариацию данных из других регионов Земли. Типичные суточные данные экваториальной обсерватории показывают пик силы ~ 80 нТл в 12:00 LT по отношению к ночному уровню. Эгедал (1947) показал, что усиление дневных солнечных ежедневных изменений Δ H (Sq( H )) происходит в пределах 50-й широты с центром на наклонном экваторе. Механизм изменения магнитного поля был предложен как полоса тока шириной около 300 км, протекающая по падению экватора.

Исследования EEJ по спутниковым данным были начаты с появлением данных серии спутников POGO (Полярно-орбитальные геофизические обсерватории) (1967–1970 гг.). Характерным признаком EEJ является резкая отрицательная V-образная кривая в $\Delta$ Поле H, достигающее минимума в пределах 0,5° от экватора магнитного наклона. Магнитные данные спутниковых миссий, таких как Ørsted (1999 – настоящее время) и CHAMP (2000 – настоящее время), значительно улучшили наши знания о EEJ.

Недавние исследования были сосредоточены на лунно-солнечном взаимодействии — EEJ. Было продемонстрировано, что сложность вносится в EEJ из-за взаимодействия между лунной приливной изменчивостью экваториального электрического поля и солнечной изменчивостью проводимости E-области. ^[2]

Фильм об изменении геомагнитного поля на поверхности Земли из-за ионосферных токовых систем. Экваториальное усиление магнитного поля происходит за счет Экваториальной Электроструи (ЭЭД). UT = всемирное время. Единица измерения — нТл (нанотесла). Фильм был создан с использованием модели геомагнитного поля (CM4).

Ссылки

Эгедал, Дж. 1947. Магнитное суточное изменение горизонтальной силы вблизи магнитного экватора. Терр. Магн. Атмосфера. Электр. 52, 449 – 451
Чепмен, С. 1951, Экваториальная электроджета, обнаруженная по аномальному распределению электрического тока над Уанкайо, Перу и другими местами. Арх. Метр. геоф. Биокл. А. 4, 368–390.
Сабака Т., Н. Олсен и М. Пурукер (2004) Расширение комплексных моделей магнитного поля Земли с помощью данных Эрстеда и CHAMP, Geophys. J. Int., 159, 521-547.
Гасперини, Ф., Дж. Форбс (2014) Лунно-солнечные взаимодействия в экваториальной электроджете, Geophys. Рез. Письмо, номер документа: 10.1002/2014GL059294.
Джей Джей Лав (февраль 2008 г.). «Магнитный мониторинг Земли и космоса» (PDF) . Физика сегодня. Архивировано из оригинала (PDF) 5 июля 2008 г.
Экваториальный электроджет К. Агоди Онвумечили, опубликовано CRC Press в 1997 г., ISBN 90-5699-069-1 , https://books.google.com/books?id=kwCFPH4C3tEC.
Сабака Т., Н. Олсен и М. Пурукер (2004) Расширение комплексных моделей магнитного поля Земли с помощью данных Эрстеда и CHAMP, Geophys. J. Int., 159, 521-547.

^ Бейкер, В.Г.; Мартин, Д.Ф. (1953). «Электрические токи в ионосфере I. Проводимость». Фил. Пер. Р. Сок. Лонд. А. 246 (913): 281–294. Бибкод : 1953RSPTA.246..281B . дои : 10.1098/rsta.1953.0016 . S2CID 122158550 .
^ Гасперини, Ф.; Форбс, Дж. М. (февраль 2014 г.). «Лунно-солнечные взаимодействия в экваториальной электроджете» . Письма о геофизических исследованиях . 41 (9): 3026–3031. Бибкод : 2014GeoRL..41.3026G . дои : 10.1002/2014GL059294 .

Внешние ссылки

Фильм о магнитных полях, генерируемых экваториальной электроджетой, [1] .

[1] Бейкер, В.Г.; Мартин, Д.Ф. (1953). «Электрические токи в ионосфере I. Проводимость». Фил. Пер. Р. Сок. Лонд. А. 246 (913): 281–294. Бибкод : 1953RSPTA.246..281B . дои : 10.1098/rsta.1953.0016 . S2CID 122158550 .

[2] Гасперини, Ф.; Форбс, Дж. М. (февраль 2014 г.). «Лунно-солнечные взаимодействия в экваториальной электроджете» . Письма о геофизических исследованиях . 41 (9): 3026–3031. Бибкод : 2014GeoRL..41.3026G . дои : 10.1002/2014GL059294 .

[1]

[2]