МГД моделирование магнитослоя и воздействие на магнитосферу межпланетных ударных волн тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.03.03, кандидат наук Самсонов, Андрей Александрович

  • Самсонов, Андрей Александрович
  • кандидат науккандидат наук
  • 2013, Санкт-Петербург
  • Специальность ВАК РФ01.03.03
  • Количество страниц 357
Самсонов, Андрей Александрович. МГД моделирование магнитослоя и воздействие на магнитосферу межпланетных ударных волн: дис. кандидат наук: 01.03.03 - Физика Солнца. Санкт-Петербург. 2013. 357 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Самсонов, Андрей Александрович

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Взаимодействие солнечного ветра с земной магнитосферой: обзор спутниковых данных и результатов моделирования

1.1 Введение

1.2 Формирование отошедшей ударной волны. Моделирование магнитослоя в гидродинамическом и кинематическом приближениях

1.3 МГД моделирование магнитослоя. Возникновение магнитного барьера и слоя разрежения

1.4 Определение положения магнитопаузы и отошедшей ударной волны

1.5 Сравнение результатов моделирования со спутниковыми наблюдениями в магнитослое

1.6 Анизотропное МГД моделирование и развитие неустойчиво-стей, вызванных температурной анизотропией

1.7 Результаты моделирования и данные наблюдений в магнитослое при радиальном ММП

-=1.8 Воздействие_межпланетных ударных волн на магнитосферу;

этап 1

1.9 Воздействие межпланетных ударных волн на магнитосферу: этап II

1.10 Внезапные импульсы в наземных данных

1.11 Выводы

Глава 2. Численная модель магнитослоя

2.1 Система идеальных МГД уравнений в изотропном и анизотропном приближениях

2.2 Запись уравнений в сферических координатах

2.3 Запись уравнений в параболических координатах

2.4 Условия Рэнкина—Гюгонио на разрывах

2.5 Описание численной схемы

2.6 Формулировка модели

2.6.1 Вычислительная область и граничные условия

2.6.2 Нестационарные граничные условия в солнечном ветре

2.6.3 Введение магнитного пересоединения на внутренней границе

2.6.4 Учет движения магнитопаузы при сравнении результатов моделирования со спутниковыми данными

2.6.5 Нормировка уравнений

2.6.6 Начальные условия

2.6.7 Учет условия бездивергентности

2.6.8 Соединение параболических и сферических координат

2.7 Тестирование полученного решения

2.7.1 Свойства решения при типичных значениях в солнечном ветре

2.7.2 Проверка установления во времени

2.7.3 Проверка выполнения условий Рэнкина-Гюгонио на отошедшей ударной волне

2/7.4 JTpoBejDKa условия бездивергентности

2.7.5 Влияние разрешения сетки, численной вязкости и граничных условий

2.7.6 Сравнение полученных результатов с результатами в модели By

2.8 Сравнение результатов анизотропного моделирования с данными спутника Cluster

2.9 Выводы

Глава 3. Зависимость решения в магнитослое от направления межпланетного магнитного поля

3.1 Результаты изотропного МГД моделирования магнитослоя

при разных направлениях ММП

3.2 Результаты анизотропного МГД моделирования при разных направлениях ММП

3.3 Изменение компонент давления при пересечении магнитослоя

3.3.1 Вывод вариаций полного давления на линии Солнце-Земля из МГД уравнений

3.3.2 Использование численного решения для оценки изменения полного давления

3.3.3 Изменение компонент давления в спутниковых данных

3.4 Конфигурация электрических токов в зависимости от направления ММП

3.5 Вариации плотности в магнитослое, вызванные изменением направления ММП

3.6 Выводы

Глава 4. Взаимодействие межпланетных ударных волн с отошедшей ударной волной и движение образовавшихся разрывов через магнитослой

4.1 Одномерная задача взаимодействия двух ударных волн

4.2 Взаимодействие ударных волн в изотропной' модели магни- _ тослоя

4.2.1 Результаты для случая ш45

4.2.2 Результаты для случаев т80, ш!80 и т10

4.3 Взаимодействие ударных волн в анизотропной модели магнитослоя

4.4 Замедление движения межпланетной ударной волны в магнитослое

4.5 Спутниковые наблюдения МУВ и последующих разрывов в магнитослое и движение отошедшей ударной волны после взаимодействия

4.6 Воздействие на магнитосферу наклонных ударных волн

4.7 Выводы

Глава 5. Движение внезапного импульса в магнитосфере, образование вихрей и отраженной волны

5.1 Краткое описание глобальных МГД моделей магнитосферы

5.2 Результаты глобального моделирования взаимодействия МУВ с магнитосферой

5.2.1 Возникновение вихревых течений в магнитосфере

5.2.2 Причины появления вихря

5.2.3 Распространение отраженной волны сжатия на линии Солнце—Земля

5.2.4 Изменение положения и формы магнитопаузы в экваториальной плоскости

5.2.5 Эволюция системы магнитосферно-ионосферных токов во время внезапного импульса

5.3 Сравнение результатов глобального и локального моделирования со спутниковыми наблюдениями в магнитослое

5.4 Сравнение результатов моделирования с данными: событие

29 июля 2002 года

5.4.1 Данные в солнечном ветре. ~ . 77

5.4.2 Численные модели

5.4.3 Данные спутника Geotail

5.4.4 Данные спутника LANL

5.4.5 Данные спутников GOES

5.4.6 Данные спутника Polar

5.4.7 Внутренняя структура внезапного импульса

5.4.8 УНЧ волны в данных магнитосферных спутников

5.4.9 Границы области колебаний

5.4.10 МГД моделирование УНЧ колебаний на спутнике Polar

5.5 Наблюдение внезапных импульсов в магнитосфере по данным спутника THEMIS

5.5.1 Отбор событий

5.5.2 Описание событий

5.5.3 Общие закономерности во всех событиях

5.6 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список сокращений и условных обозначений

Приложение 1. Вывод уравнения, описывающего изменение А = Р±/Р (для замыкания системы уравнений анизотропной МГД)

Приложение 2. Структура пакета программ, разработанных для решения задачи обтекания

Приложение 3. Определение величины скачков на МГД разрыве с помощью решения уравнений Рэнкина-Гюгонио

Литература

328

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физика Солнца», 01.03.03 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «МГД моделирование магнитослоя и воздействие на магнитосферу межпланетных ударных волн»

ВВЕДЕНИЕ

Состояние внешних оболочек Земли, в первую очередь магнитосферы и ионосферы, меняется под влиянием солнечного ветра. Одним из наиболее эффективных методов описания динамики магнитосферы и ионосферы при изменении параметров солнечного ветра на сегодняшний день является магнитогидродинамическое (МГД) моделирование. Автором диссертации разработана численная нестационарная трехмерная МГД модель, описывающая поведение плазменных параметров и магнитного поля вблизи внешней границы магнитосферы, в магнитослое между магнитопаузой и отошедшей ударной волной. С помощью данной модели исследовано, как меняется состояние магнитослоя в зависимости от условий в солнечном ветре, и показано хорошее соответствие между результатами моделирования и данными спутниковых наблюдений.

Катастрофические изменения в состоянии магнитосферы часто происходят при воздействии межпланетных ударных волн. Для изучения магнито-сферных процессов, инициируемых приходом межпланетных ударных волн, кроме численной модели магнитослоя в работе были использованы результаты глобального магнитосферного МГД моделирования, а также проведен анализ данных спутниковых наблюдений.

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

Основная проблема магнитосферной физики состоит в том, чтобы понять и научиться предсказывать, каким образом магнитосфера реагирует на изменения в солнечном ветре. Для решения этой проблемы требуется разработать модели, построенные с учетом фундаментальных физических законов. Как показывают результаты международных научных исследований, в настоящее время наиболее полное описание состояния магнитосферы в хорошем согласии с данными наблюдений дают глобальные МГД модели. Традиционным подходом является одножидкостное изотропное МГД моделирование, в котором предполагается, что тепловое давление частиц является изотропным. Однако данные спутниковых наблюдений в магнитослое и

в некоторых областях внутри магнитосферы показывают, что температуры ионов в направлении вдоль и поперек-магнитного поля обычно не совпадают. Вследствие этого возникает необходимость создания анизотропных МГД моделей, в которых тепловое давление является тензором. Из теоретических исследований и анализа данных было получено, что рост температурной анизотропии ионов ограничивается развитием плазменных неустой-чивостей, в частности зеркальной, ионно-циклотронной и шланговой. Таким образом, анизотропная модель должна учитывать действие этих неустойчи-востей.

Внешней границей магнитосферы является магнитопауза. Положение и величина электрических токов на магнитопаузе влияют на процессы в магнитосфере и на скорость передачи в магнитосферу энергии солнечного ветра. Для определения положения магнитопаузы обычно используются параметры сверхзвукового солнечного ветра перед отошедшей ударной волной. Однако между магнитопаузой и отошедшей ударной волной находится магнитослой, в котором параметры солнечного ветра меняются. В частности, может меняться полное давление, воздействующее на магнитопаузу, изменяется величина и в определенной степени направление межпланетного магнитного поля. Модель магнитослоя, разработанная автором диссерта-ции^ позволяет описывать процессы в магнитослое и оценивать изменение воздействия на магнитопаузу. Модель является нестационарной, так как параметры солнечного ветра, особенно магнитное поле, очень изменчивы.

В ряде работ Сонга, Расселла и др. на основании анализа спутниковых данных был сделан вывод о существовании перед магнитопаузой медленной ударной волны. В работах Саусвуда и Кивелсон [1,2] утверждалось, что медленная ударная волна является необходимым элементом стационарного течения в магнитослое и располагается перед слоем разрежения. Если бы данное утверждение было справедливо, то при любом обтекании затупленного тела в МГД приближении перед телом существовали бы не одна, а две отошедшие ударные волны, быстрая и медленная. Автором диссертации на основании результатов МГД моделирования и повторного анализа спутни-

ковых данных было показано, что данное явление может возникать вслед-^вйеврёмё^ьГхварйавдй параметров в солнечномветре и соответственно не является необходимой частью стационарного течения.

Солнечный ветер содержит разрывы, на которых основные параметры солнечного ветра могут скачком меняться. Наиболее значительные изменения параметров происходят на межпланетных ударных волнах, граничные условия на которых хорошо описываются уравнениями магнитной гидродинамики. Воздействие межпланетных ударных волн на магнитосферу приводит, в частности, к резкому увеличению энергий частиц в радиационных поясах, а также может служить триггером магнитных бурь и суббурь.

Хотя воздействие межпланетных ударных волн на магнитосферу изучается на протяжении более 50 лет (а внезапные импульсы в наземных измерениях магнитного поля были обнаружены еще в середине 19 века), до сих пор не создано общей модели, объединяющей многочисленные теоретические результаты и данные наблюдений в разных областях внутри и вне магнитосферы. Обычно рассматриваются по отдельности взаимодействие межпланетной ударной волны с отошедшей ударной волной и магнитопа-узой, распространение волны сжатия в магнитосфере, развитие системы продольных токов и возникновение осцилляций магнитного поля на замкнутых силовыхлиниях. Появление новых спутниковых данных (в частности, со спутников THEMIS и недавно выведенного на орбиту спутника RBSP), а также развитие глобальных магнитосферных моделей дают возможность составить полную самосогласованную картину процессов в разных областях магнитосферы и в магнитослое, вызванных воздействием межпланетной ударной волны. Создание такой полной картины является необходимым этапом для объяснения отмеченных выше эффектов энергизации частиц и триггирования магнитосферных возмущений.

Цели и задачи работы

Целями работы являются исследование поведения параметров в магнитослое и на внешней границе магнитопаузы в зависимости от условий в солнечном ветре и изучение процессов, возникающих при взаимодействии

межпланетных ударных волн с магнитосферой. В диссертации решаются следующие задачи:

1. Разработка трехмерной нестационарной анизотропной МГД модели маг-нитослоя, использующей в качестве входных параметров данные наблюдений в сверхзвуковом солнечном ветре. Учет в этой модели порогов неустой-чивостей. Количественное сравнение результатов изотропного и анизотропного МГД моделирования.

2. Исследование поведения параметров в магнитослое и давления на маг-нитопаузе в зависимости от направления межпланетного магнитного поля (ММП). Объяснение наблюдаемого уменьшения давления на магнитопау-зе при радиальном ММП. Объяснение появления структур с повышенной плотностью перед магнитопаузой.

3. Численное моделирование взаимодействия межпланетных ударных волн с магнитосферой. Сравнение результатов моделирования в магнитослое и на дневной стороне магнитосферы с данными спутниковых наблюдений. Объяснение наблюдаемой динамики движения отошедшей ударной волны и уменьшения скорости движения межпланетной ударной волны в магнитослое.

Научная новизна результатов

Разработанная автором ^ис£ертации^нестационарная_ анизотропная МГД модель, учитывающая кинетические пороги плазменных неустойчи-востей, не имеет аналогов в мире. С помощью теоретического анализа и результатов моделирования впервые дано объяснение причин уменьшения полного давления на магнитопаузе при радиальном направлении ММП. Предложено альтернативное объяснение появления структур с повышенной плотностью перед магнитопаузой. Впервые с помощью изотропной и анизотропной трехмерных моделей магнитослоя исследовано взаимодействие межпланетной ударной волны с отошедшей ударной волной и распространение полученных разрывов через магнитослой. Рассмотрены как межпланетные ударные волны с нормалью вдоль линии Солнце-Земля, так и наклонные ударные волны с нормалью под углом к линии Солнце-Земля.

Впервые обосновано уменьшение скорости движения межпланетной ударной'волны в магнитослое. С помощью глобального магнитосферного моделирования предсказано появление отраженной волны сжатия в подсолнечной области, которая взаимодействует с магнитопаузой и отошедшей ударной волной и останавливает движение последних к Земле. Таким образом, новое положение магнитопаузы и отошедшей ударной волны при изменении динамического давления определяется в результате взаимодействия с волнами сжатия, осциллирующими между внутренней магнитосферой и отошедшей ударной волной. С помощью результатов моделирования описано возникновение и развитие вихрей в магнитосфере после воздействия межпланетной ударной волны. Исследовано, как меняется амплитуда волны сжатия в спутниковых данных при движении от дневной магнитопаузы к Земле.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработана численная трехмерная анизотропная нестационарная маг-нитогидродинамическая модель магнитослоя, учитывающая пороги зеркальной, ионно-циклотронной и шланговой неустойчивостей. Результаты численных расчетов хорошо согласуются с наблюдаемыми значениями плазменных параметров и магнитного поля, в том числе с наблюдаемой температурной анизотропией^ Модель успешно описывает пространственно-временную динамику структур солнечного ветра, проходящих через магни-тослой.

2. Установлена зависимость решения в магнитослое от угла между направлением межпланетного магнитного поля и линией Солнце—Земля. Показано, что в случае, когда направление ММП приближается к радиальному, в магнитослое происходят существенные изменения большинства плазменных параметров и магнитного поля, в частности по сравнению со случаями нерадиального ММП отсутствуют признаки магнитного барьера, такие как значительное увеличение магнитного поля и уменьшение плотности перед магнитопаузой.

3. Установлены причины, по которым полное давление на магнитопаузе мо-

жет не совпадать с полным давлением в солнечном ветре. Впервые дано объяснение наблюдаемого уменьшения давления на магнитопаузе при радиальном направлении ММП.

4. Установлено, что взаимодействие межпланетной ударной волны с отошедшей ударной волной при типичных параметрах солнечного ветра приводит к двухступенчатому изменению плотности, температуры и магнитного поля в магнитослое. Вслед за быстрой ударной волной в магнитослое движется составной разрыв, образованный из нескольких разрывов, которые перемещаются примерно с одной скоростью. Доказано замедление межпланетной ударной волны в магнитослое. Показано, что воздействие наклонных межпланетных ударных волн может приводить к несимметричному сжатию утренней и вечерней магнитосферы.

5. По результатам глобального МГД моделирования показано, что взаимодействие межпланетной ударной волны с магнитосферой приводит к возникновению отраженной волны сжатия, движущейся к Солнцу, и вихревых течений, перемещающихся с дневной на ночную сторону магнитосферы. Движение отошедшей ударной волны от Земли (после первоначального движения к Земле) в этом случае вызвано взаимодействием с отраженной волной сжатия. В рассмотренных событиях наблюдаемые вариации скоростей магнитного поля.и характер движения отошедшей ударной волны совпадают с предсказаниями численных моделей.

Теоретическая и практическая значимость работы

Разработанная численная модель может быть использована для предсказания параметров в магнитослое и определения давления на магнитопаузе в зависимости от условий в солнечном ветре. В частности, модель может предсказывать области в магнитослое, где ожидается развитие плазменных неустойчивостей. В будущем модель может быть взята за основу при создании первой отечественной глобальной магнитосферной модели, которая позволит предсказывать параметры в магнитосфере и ионосфере, и, таким образом, послужит инструментом для предсказания космической погоды.

В диссертации показаны значительные изменения, которые проис-

ходят в конфигурации магнитослоя и в параметрах вблизи магнитопаузы при переходе от нерадиального к квазирадиальному направлению ММП, и отмечена необходимость учитывать изменение полного давления при пересечении магнитослоя. Проведенное исследование взаимодействия межпланетных ударных волн с магнитосферой позволяет выделить наиболее важные процессы, вызванные приходом межпланетных ударных волн, и предсказать ожидаемые изменения параметров в магнитосфере. Например, предсказанный моделью импульс электрического поля увеличивает энергию частиц в магнитосфере, а магнитосферные вихри через систему продольных токов вызывают магнитные возмущения в высоких широтах.

Сравнение численных результатов со спутниковыми данными дает возможность определить пределы применимости существующих моделей и наметить пути их совершенствования.

Методология и методы исследования

В работе использованы разные методы исследования в зависимости от поставленных задач. Наиболее важную роль играет численное МГД моделирование с использованием модели магнитослоя, разработанной автором диссертации, а также с помощью глобальных МГД моделей, разработанных в других научных группах и доступных благодаря интернет сервису центра компьютерного моделирования CCMC. Автором разработан пакет программ для визуализации результатов численного моделирования. Значительная часть работы посвящена анализу спутниковых данных. Некоторые оценки в работе получаются непосредственно из уравнение магнитной гидродинамики.

Достоверность полученных результатов

В основе разработанной численной модели магнитослоя лежат современные численные методы, используемые для решения задач магнитной гидродинамики. Модель протестирована разными способами, результаты моделирования сравнивались с данными наблюдений в разных областях магнитослоя при разных условиях в солнечном ветре. Пороги неустойчиво-стей, использованные в модели, хорошо согласуются со спутниковыми дан-

ными, как в отдельных событиях, так и в сравнении с большой статистикой наблюдений в магнитослое. Модель предсказывает наблюдаемое уменьшение давления на магнитопаузе при радиальном направлении ММП. Описанное с помощью результатов моделирования взаимодействие межпланетных ударных волн с магнитосферой также находит хорошее подтверждение в спутниковых наблюдениях. В частности, подтверждается двухступенчатая структура увеличения плотности в магнитослое, замедление движения межпланетной ударной волны, движение отошедшей ударной волны сначала к Земле, а затем от Земли. Результаты, полученные с помощью модели маг-нитослоя и разных глобальных моделей, хорошо согласуются друг с другом. Апробация результатов

Основные результаты диссертации опубликованы в 41 печатной работе, из которых 28 входят в международные базы цитирования (полный список публикаций можно найти в базе ResearcherlD http://www.researcherid.com/rid/l-7057-2012). Результаты работы обсуждались на семинарах в Центре космических исследований им. Годдарда (США), Карловом университете (Чехия), обсерватории Медона (Франция), институте космической астрофизики и планетологии (Италия), институте космических исследований в Граце (Австрия) и в Санкт-Петербургском Государственном Университете^ _______

Результаты работы были представлены на следующих международных конференциях:

- Fall meeting of American Geophysical Union (2004,2006,2007,2010);

- General Assembly of European Geophysical Union (2006,2011 );

- COSPAR Scientific Assembly (2004);

- Western Pacific Geophysics Meeting (2010);

- Annual meeting of Asia Oceania Geosciences Society (2011 );

- Geospace Environment Modeling summer workshop (2009,2011,2013);

- International School for Space Plasma Simulation (2001 );

- Auroral Phenomena and Solar-Terrestrial Relations (2003);

- Проблемы Геокосмоса (1998,2002,2004,2006,2008,2010,2012);

- Физика авроральных явлений (2007,2009);

- Физика плазмы в солнечной системе (2008,2012,2013).

Личный вклад автора

Все результаты, представленные в диссертации, были получены автором самостоятельно или при его непосредственном участии. Численная модель магнитослоя полностью разработана автором. Все расчеты по моделированию магнитослоя выполнены автором. Сравнение результатов моделирования с данными проводилось в сотрудничестве с 3. Немечеком, Я. Шафранковой, А. Ковалем, Дж. Паллоччиа, К. Лакомб, Д. Хьюбером и другими. В работе использованы глобальные модели магнитосферы, разработанные научными группами в университете Мичигана (Т. Гомбози и др.), в Дартмус колледже (Дж. Лайон и др.) и в университете Калифорнии (UCLA, Дж. Райдер). Доступ к глобальным моделям осуществлялся через сайт http://ccmc.gsfc.nasa.gov/. Для анализа результатов моделирования использовались средства визуализации с сайта CCMC и программы, написанные автором. Результаты глобального моделирования были изучены автором самостоятельно и с участием соавторов (Д. Сайбека и др.). В работе использовались спутниковые данные, предоставленные С. Че-ном, X. Сингером и др. Данные спутника THEMIS были получены с сайтов http://themis.ssl.berkeley.edu/и http://cdaweb.gsfc.nasa.gQv/, для визуализации использовалась программа TDAS, разработанная группой поддержки спутника THEMIS. Вейвлет анализ данных в событии 29 июля 2002 года был выполнен с помощью Н. В. Золотовой. Магнитное поле в магнитосфере рассчитывалось по модели Н. А. Цыганенко. Автор выражает искреннюю благодарность своему учителю, М. И. Пудовкину, предложения которого привели к появлению численной анизотропной модели.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка сокращений, трех приложений и списка цитируемой литературы (из 275 наименований). Общий объем работы составляет 357 страниц, она содержит 132 рисунка и 13 таблиц.

Глава 1. Взаимодействие солнечного ветра с земной магнитосферой: обзор спутниковых данных и результатов

моделирования

В первой главе описываются полученные ранее результаты, и выделяются нерешенные проблемы, изучению которых посвящены последующие главы.

1.1 Введение.

В пионерской работе С. Чепмена и В. Ферраро, вышедшей в 1931 году [3, 4], была представлена первая качественная модель, описывающая взаимодействие частиц солнечной плазмы с геомагнитным полем. В результате такого взаимодействия образуется полость, ограничивающая геомагнитное поле на дневной стороне, и напряженность поля вблизи этой границы в подсолнечной области примерно удваивается по сравнению с полем невозмущённого диполя. Однако Чепмен и Ферраро считали, что поток солнечной плазмы воздействует на магнитное поле Земли только кратковременно, во время солнечных возмущений. Начало этого воздействия примерно совпадает с моментом регистрации внезапных импульсов, представляющих из себя скачки горизонтальной (Н) компоненты магнитного поля в данных магнитных обсерваторий. В настоящее время установлено, что поток солнечной плазмы, солнечный ветер, существует постоянно, а появление внезапных импульсов вызвано приходом к Земле межпланетных ударных волн (впервые идея, связывающая внезапные импульсы и ударные волны, высказана Т. Голдом на симпозиуме в 1953 г. [5]).

Итак, солнечным ветром называется поток ионизованных частиц, движущихся из солнечной короны в межпланетное пространство. Ю. Паркер показал, что корона не может находиться в состоянии гидростатического

равновесия, а должна расширяться, и это расширение приводит к разгону коронального вещества до сверхзвуковых скоростей [6]. Солнечный ветер состоит главным образом из протонов, электронов и ионов гелия. Доля последних, как правило, не превышает нескольких процентов. Содержание ионов более тяжелых элементов составляет доли процента. Благодаря высокой проводимости, солнечный ветер переносит межпланетное магнитное поле (ММП). Типичные средние значения плазменных параметров солнечного ветра и средняя величина ММП, полученные по данным спутниковых наблюдений вблизи орбиты Земли, приведены в табл. 1.1. Принято считать, что ММП вблизи орбиты Земли направлено вдоль паркеровской спирали, т.е. в невозмущенном состоянии находится в плоскости ХУ системы координат СБЕ (геоцентрической солнечно—эклиптической) [7] под углом 45 градусов к оси X (линии Солнце—Земля) с компонентами (Вх < 0, Ву > 0) или (.Вх > 0,ВУ< 0).

Концентрация протонов 7.0 см-3

Концентрация ионов Не2+ 0.3 см"3

Скорость потока 400 км/с

Температура протонов 9*104 К

Температура электронов 1.4*105 К

Величина магнитного поля 5 нТл

Таблица 1.1: Типичные значения параметров солнечного ветра на орбите Земли [8].

Параметры солнечного ветра меняются при изменении солнечной активности. Кроме приведенного выше спокойного солнечного ветра наблюдаются рекуррентные и спорадические высокоскоростные потоки [9]. Рекуррентные высокоскоростные потоки определяются как периодически повторяющиеся (с периодом около 27 дней)увеличения скорости, в среднем до 700 км/с, как правило на фазе спада солнечной активности. Их связывают с высокоскоростной плазмой, вытекающей из корональных дыр. Спорадические высокоскоростные потоки возникают вследствие выделения энергии в активных областях Солнца, в частности, в результате вспышечных выбро-

сов. Взаимодействие высокоскоростных потоков со спокойным солнечным ветром приводит к образованию межпланетных ударных волн (МУВ), свойства которых описаны в разделе 1.8.

Для спокойного солнечного ветра вблизи орбиты Земли звуковое число Маха (Мс = V/Vc, где V — скорость потока плазмы и Vc — скорость звука) и число Маха—Альвена (Ma — V/Va, где Va — альвеновская скорость, выражающаяся через модуль магнитного поля и плотность как \В\/у/Апр) имеют средние значения около десяти. Еще на заре спутниковых наблюдений, в 60-ые годы прошлого века, было установлено, что при сверхзвуковом обтекании потоком солнечного ветра магнитосферы Земли образуется отошедшая ударная волна (ОУВ). Таким образом, несмотря на свою чрезвычайную разреженность, плазма солнечного ветра при взаимодействии с магнитосферой ведет себя во многом подобно газо или гидродинамическому потоку. Между внешней границей магнитосферы, магнитопаузой, и ОУВ существует переходная область или магнитослой (МС). Оба термина используются в русскоязычной литературе, в то время как в англоязычной литературе данная область называется magnetosheath1. В дальнейшем, мы будем использовать термин магнитослой, как более близкий по смыслу к английскому аналогу и подчеркивающий важную роль магнитного поля в формировании данной ^области.-Обобщение данных спутниковых наблюде- --ний и результатов моделирования МС представлено в разделах 1.2,1.3,1.5. Эмпирические модели ОУВ и магнитопаузы описаны в разделе 1.4.

При движении через ОУВ и МС происходит изменение большинства параметров, характеризующих солнечный ветер. Сверхзвуковое течение становится дозвуковым в дневной части МС, направление скорости при приближении к магнитопаузе отклоняется от линии Солнце—Земля, и вблизи магнитопаузы скорость становится тангенциально направленной к поверхности магнитопаузы. При движении вдоль МС с дневной стороны на ночную скорость потока опять превышает скорость магнитного звука. МС характеризуется пространственной неоднородностью величины плазменно-

' "Sheath" в переводе означает "ножны", "футляр", "оболочка".

го параметра /3, равного отношению теплового давления к магнитному. По сравнению с солнечным ветром в МС увеличивается возмущенность плазмы, возникают разнообразные волны и неустойчивости. Одним из основных источников энергии для развития неустойчивостей является температурная анизотропия частиц. За счет того, что магнитное поле при приближении к магнитопаузе увеличивается, тепловое давление ионов поперек магнитного поля часто в 2-3 раза превышает тепловое давление вдоль поля. Такая температурная анизотропия приводит к росту зеркальной и ионно-циклотронной неустойчивостей. Анизотропные МГД модели, учитывающие развитие неустойчивостей, описаны в разделе 1.6.

Таким образом, свойства солнечного ветра сильно меняются при движении через ОУВ и МС, что требуется учитывать при изучении его воздействия на магнитопаузу. Для самосогласованного описания течения плазмы вокруг магнитосферы численная модель должна как минимум включать в себя ОУВ, МС и с помощью задания граничных условий описывать область вблизи магнитопаузы. Так как при решении некоторых задач необходимо учитывать также динамику движения магнитопаузы, то в этом случае требуется использовать модель, включающую в себя и магнитосферу.

Вначале данного раздела был описан спокойный солнечный ветер. ^,приз-т0м_п0д-сл0в0м-!1сп0к0йный!.,-п0дразумевал0сь-0тн0сительн0--низк0-т скоростной и не связанный с большой активностью на Солнце. Хотя параметры солнечного ветра никогда не бывают постоянными, а взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой является существенно нестационарным. В частности, течение в МС определяется не только условиями в солнечном ветре в данный момент, но и "историей", т.е. условиями в течение некоторого предыдущего промежутка времени, поэтому для моделирования взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой целесообразно использовать нестационарные (т.е. зависящие от времени) модели.

Особое влияние на магнитосферу может оказывать приход межпланетных разрывов. В идеальном МГД приближении существуют пять разрывов: быстрые и медленные ударные волны, вращательные (или альвенов-

Похожие диссертационные работы по специальности «Физика Солнца», 01.03.03 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Самсонов, Андрей Александрович, 2013 год

Литература

[ 1 ] Southwood D. J., Kivelson M. G. On the form of the flow in the magne-tosheath//J. Geophys. Res. 1992. Vol. 97. P. 2873-2879.

[2] Southwood D. J., Kivelson M. G. Magnetosheath flow near the subsolar magnetopause: Zwan-Wolf and Southwood-Kivelson theories reconciled // Geophys. Res. Lett. 1995. Vol. 22. P. 3275-3278.

[3] Chapman S., Ferraro V. C. A. A New Theory of Magnetic Storms // Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity (J. Geophys. Res.). 1931. Vol. 36. P. 77-97.

[4] Chapman S., Ferraro V. C. A. A New Theory of Magnetic Storms // Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity (J. Geophys. Res.). 1931. Vol. 36. P. 171-186.

[5] Gold T. Gas Dynamics of Cosmic Clouds (a symposium held at Cambridge, July 6-11, 1953)/Ed. by North-Holland Publishing Company, Amsterdam. 1955. P. p. 103.

[6] Parker E. N. Dynamics of the Interplanetary Gas and Magnetic Fields. // Astrophys. Journal. 1958. Vol. 128. P. 664.

[7] Сергеев В. А., Цыганенко H. А. Магнитосфера Земли / Под ред. под ред. М. И. Пудовкина. М.: Наука, 1980. С. 174.

[8] Пудовкин М. И., Козелов В. П., Лазутин Л. Л. и др. Физические основы прогнозирования магнитосферных возмущений. М.: Наука, 1977. С. 312.

[9] Пудовкин М. И. Солнечный ветер // Соросовский образовательный журнал. 1996. Т. 12. С. 87-94.

[10] Wu С. С. The MHD intermediate shock interaction with an intermediate wave - Are intermediate shocks physical? // J. Geophys. Res. 1988. Vol. 93. P. 987-990.

[11] Wu С. С. Formation, structure, and stability of MHD intermediate shocks//J. Geophys. Res. 1990. Vol. 95. P. 8149-8175.

[12] Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы / Под ред. пер. с англ. А. Е. Левитина под ред. Я. И. Фельдштейна. М.: Мир, 1980. 291 с.

[13] Schwartz S. J., Burgess D., Moses J. J. Low-frequency waves in the Earths magnetosheath: present status// Ann. Geophys. 1996. Vol. 14. P. 1134-1150.

[14] Neugebauer M., Clay D. R., Goldstein В. E. et al. A reexamination of rotational and tangential discontinuities in the solar wind // J. Geophys. Res. 1984. Vol.89. P. 5395-5408.

[15] Burlaga L. F. Interplanetary magnetohydrodynamics. // Interplanetary magnetohydrodynamics, by L. F. Burlag. International Series in Astronomy and Astrophysics, Vol. 3, Oxford University Press. 1995. 272 pages; ISBN13: 978-0-19-508472-6. 1995. Vol.3.

[16] Chew G. F., GoldbergerM. L., Low F. E. The Boltzmann Equation and the One-Fluid Hydromagnetic Equations in the Absence of Particle Collisions // Royal Society of London Proceedings Series A. 1956. Vol. 236. P. 112-118.

[17] Mellott M. M. Subcritical collisionless shock waves // Washington DC AGU Geophysical Monograph Series. 1985. Vol. 35. P. 131-140.

[18] Spreiter J. R., Summers A. L., Alksne A. Y. Hydromagnetic flow around the magnetosphere // Planet. Space Sci. 1966. Vol. 14. P. 223.

[19] Spreiter J. R., Rizzi A. W. Aligned magnetohydrodynamic solution for solar wind flow past the earth's magnetosphere. // Acta Astronáutica. 1974. Vol. 1. P. 15-35.

[20] Spreiter J. R., Stahara S. S. A new predictive model for determining solar wind-terrestrial planet interactions // J. Geophys. Res. 1980. Vol. 85. P. 6769-6777.

[21] Spreiter J. R., Stahara S. S. Magnetohydrodynamic and gasdynamic theories for planetary bow waves // Washington DC AGU Geophysical Monograph Series. 1985. Vol. 35. P. 85-107.

[22] Spreiter J. R., Alksne A. Y. Plasma flow around the magnetosphere. // Reviews of Geophysics and Space Physics. 1969. Vol. 7. P. 11—50.

[23] Stahara S. S. Adventures in the magnetosheath: two decades of modeling and planetary applications of the Spreiter magnetosheath model // Planet. Space Sci. 2002. Vol. 50. P. 421-442.

[24] Pudovkin M. I., Semenov V. S. Stationary frozen-in co-ordinate system//Ann. Geophys. 1977. Vol. 33. P. 429-433.

[25] Pudovkin M. I., Semenov V. S. Peculiarities of the MHD-flow by the magnetopause and generation of the electric field in the magneto-sphere//Ann. Geophys. 1977. Vol.33. P. 423-427.

[26] Lees L. Interaction between the solar plasma wind and the geomagnetic cavity//AIAA Journal. 1964. Vol.2. P. 1576-1582.

[27] Zwan B. J., Wolf R. A. Depletion of solar wind plasma near a planetary boundary//J. Geophys. Res. 1976. Vol. 81. P. 1636-1648.

[28] Paschmann G., Sckopke N., Haerendel G. e. a. ISEE plasma observations near the subsolar magnetopause// Space Science Reviews. 1978. Vol 22. P. 717-737.

[29] Crooker N. U., Eastman T. E., Stiles G. S. Observations of plasma depletion in the magnetosheath at the dayside magnetopause // J. Geophys. Res. 1979. Vol. 84. P. 869-874.

[30] Crooker N. U., Siscoe G. L., Mullen P. R. et al. Magnetic field compression at the dayside magnetopause // J. Geophys. Res. 1982. Vol. 87. P. 10407-10412.

[31] Пудовкин M. И., Семенов В. С. Теория пересоединения и взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли / Под ред. под ред. Цыганенко Н. А. М.: Наука, 1985. С. 128.

[32] Семенов В. С., Пудовкин М. И. Локализация и особенности развития процессов пересоединения на магнитопаузе // Геомагнетизм и аэрономия. 1985. Т. 25, № 4. С. 592-597.

[33] Song P., Russell С. Т. Model of the formation of the low-latitude boundary layer for strongly northward interplanetary magnetic field // J. Geophys. Res. 1992. Vol.97. P. 1411-1420.

[34] Прист Э., Форбс Т. Магнитное пересоединение / Под ред. В. Д. пер. с англ. под ред. Кузнецова, А. Г. Франк. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. С. 592.

[35] Pudovkin М. I., Lebedeva V. V., Heyn М. F. Magnetosheath's parameters and their dependence on intensity and direction of the solar wind magnetic field//J. Geophys. Res. 1982. Vol.87. P. 8131-8138.

[36] Еркаев H. В. Обтекание солнечным ветром магнитосферы Земли / Под ред. под ред. Пудовкина М. И., С. В. С. М.: МГК при АН СССР, 1989. 132 с.

[37] Siscoe G. L., Crooker N. U., Erickson G. M. et al. MHD properties of magnetosheath flow//Planet. Space Sci. 2002. Vol. 50. P. 461-471.

[38] Пудовкин M. И., Лебедева В. В. Параметры солнечного ветра в переходной области в модели с магнитным барьером // Геомагнетизм и аэрономия. 1987. Т. 27, № 1. С. 22-27.

[39] Пудовкин М. И. Формирование и характеристики магнитного барьера перед дневной магнитопаузой // Геомагнетизм и аэрономия. 1987. Т. 27, № 1. С. 18-21.

[40] Farrugia С. J., Erkaev N. V., Biernat Н. К. On the effects of solar wind dynamic pressure on the anisotropic terrestrial magnetosheath // J. Geo-phys. Res. 2000. Vol. 105. P. 115-128.

[41] Алексеев И. И. Нормальная к магнитопаузе компонента межпланетного магнитного поля // Геомагнетизм и аэрономия. 1984. Т. 24, № 1. С. 16-21.

[42] Алексеев И. И., Калегаев В. В. Электрическое и магнитное поля в окрестности магнитопаузы // Геомагнетизм и аэрономия. 1988. Т. 28, №4. С. 571-577.

[43] Алексеев И. И., Калегаев В. В. Структура магнитного поля в переходной области магнитосферы Земли//Геомагнетизм и аэрономия. 2001. Т. 41, № 3. С. 309-316.

[44] Kobel Е., Fluckiger Е. О. A model of the steady state magnetic field in the magnetosheath // J. Geophys. Res. 1994. Vol. 99. P. 23617.

[45] Romashets E. P., Poedts S., Vandas M. Modeling of the magnetic field in the magnetosheath region //J. Geophys. Res. 2008. Vol. 113. P. 2203.

[46] Leboeuf J. N., Tajima Т., Kennel C. F., Dawson J. M. Global simulations of the three-dimensional magnetosphere // Geophys. Res. Lett. 1981. Vol. 8. P. 257-260.

[47] Ogino T. A three-dimensional MHD simulation of the interaction of the solar wind with the earth's magnetosphere - The generation of field-aligned currents//J. Geophys. Res. 1986. Vol. 91. P. 6791-6806.

[48] Ogino Т., Walker R. J., Ashour-Abdalla M. A magnetohydrodynamic simulation of the formation of magnetic flux tubes at the earth's dayside magnetopause// Geophys. Res. Lett. 1989. Vol. 16. P. 155—158.

[49] Wu С. C„ Walker R. J., Dawson J. M. A three dimensional MHD model of the earth's magnetosphere // Geophys. Res. Lett. 1981. Vol. 8. P. 523-526.

[50] Wu С. C. The effects of northward IMF on the structure of the magneto-sphere//Geophys. Res. Lett. 1985. Vol. 12. P. 839-842.

[51] Wu С. C. MHD flow past an obstacle - Large-scale flow in the magne-tosheath//Geophys. Res. Lett. 1992. Vol. 19. P. 87-90.

[52] Жигулев В. H., Ромишевский Е. А. О взаимодействии токов, текущих в проводящей среде, с земным магнитным полем // ДАН СССР. 1959. Т. 127, №5. С. 1001-1004.

[53] Spreiter J. R., Briggs В. R. Theoretical Determination of the Form of the Boundary of the Solar Corpuscular Strea Produced by Interaction with the Magnetic Dipole Field of the Earth // J. Geophys. Res. 1962. Vol. 67. P. 37-51.

[54] Mead G. D. Deformation of the Geomagnetic Field by the Solar Wind // J. Geophys. Res. 1964. Vol. 69. P. 1181-1195.

[55] Mead G. D., Beard D. B. Shape of the Geomagnetic Field Solar Wind Boundary//J. Geophys. Res. 1964. Vol. 69. P. 1169-1179.

[56] Ferraro V. C. A. An Approximate Method of Estimating the Size and Shape of the Stationary Hollow Carved Out in a Neutral Ionized Stream of Corpuscles Impinging on the Geomagnetic Field // J. Geophys. Res. 1960. Vol.65. P. 3951.

[57] Dungey J. W. The Steady State of the Chapman-Ferraro Problem in Two Dimensions//J. Geophys. Res. 1961. Vol. 66. P. 1043-1047.

[58] Dungey J. Cosmic electrodynamics. Cambridge monographs on mechanics and applied mathematics. University Press, 1958.

[59] Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. 3-е изд. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. Т. VI. Гидродинамика.

[60] Phan T.-D., Paschmann G., Baumjohann W. et al. The magnetosheath region adjacent to the dayside magnetopause: AMPTE/IRM observations//J. Geophys. Res. 1994. Vol.99. P. 121-141.

[61] Phan T. D., Paschmann G. Low-latitude dayside magnetopause and boundary layer for high magnetic shear 1. Structure and motion // J. Geophys. Res. 1996. Vol. 101. P. 7801-7816.

[62] Знаткова С. С., Антонова Е. Е., Застенкер Г. Н., Кирпичев И. П. Баланс давления на магнитопаузе вблизи подсолнечной точки по данным наблюдений спутников проекта THEMIS // Космические исследования. 2011. Т. 49, № 1. С. 5-23.

[63] Shue J.-H. е. a. Magnetopause location under extreme solar wind conditions//J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103. P. 17691-17700.

V v

[64] Dusik S., Granko G., Safrankova J. et al. IMF cone angle control of the magnetopause location: Statistical study // Geophys. Res. Lett. 2010. Vol.37. P. 19103.

[65] Lin R. L., Zhang X. X., Liu S. Q. et al. A three-dimensional asymmetric magnetopause model // J. Geophys. Res. 2010. Vol. 115. P. 4207.

[66] Lu J. Y., Liu Z.-Q., Kabin K. et al. Three dimensional shape of the magnetopause: Global MHD results//J. Geophys. Res. 2011. Vol. 116. P. 9237.

[67] Elsen R. K-, Winglee R. M. The average shape of the Magnetopause: A comparison of three-dimensional global MHD and empirical models // J. Geophys. Res. 1997. Vol. 102. P. 4799-4820.

[68] Fairfield D. H. Average and unusual locations for the earth's magnetopause and bow shock. // J. Geophys. Res. 1971. Vol. 76. P. 6700— 6716.

[69] Aubry M. P., Russell С. Т., Kivelson M. G. Inward motion of the magne-^ topause before a substorm. // J. Geophys. Res. 1970. Vol. 75. P. 7018—

7031.

[70] Kovner M. S., Feldstein Y. I. On solar wind interaction with the earth's magnetosphere// Planet. Space Sci. 1973. Vol.21. P. 1191-1211.

[71] Пудовкин M. И., Кузнецова Т. В., Зайцева С. А. Локализация дневной магнитопаузы в зависимости от ММП произвольного направления. М.: Магнитосферные исследования N 3, 1984. С. 14—24.

[72] Hill Т. W., Rassbach М. Е. Interplanetary magnetic field direction and the configuration of the day side magnetosphere // J. Geophys. Res. 1975. Vol.80. P. 1-6.

[73] Maltsev I. P., Liatskii V. B. Field-aligned currents and erosion of the day-side magnetosphere//Planet. Space Sci. 1975. Vol.23. P. 1257-1260.

ч [74] Пудовкин M. И., Зайцева С. А., Усманов А. В. Распределение про-

дольных токов в области полярных каспов в зависимости от ориентации ММП (модель) // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т. 26, № 5. С. 774-779.

[75] Sibeck D. G., Lopez R. Е., Roelof Е. С. Solar wind control of the magnetopause shape, location, and motion // J. Geophys. Res. 1991. Vol. 96. P. 5489-5495.

ч

[76] Tsyganenko N. A., Sibeck D. G. Concerning flux erosion from the day-side magnetosphere// J. Geophys. Res. 1994. Vol. 99. P. 13425.

[77] Pudovkin M. I., Besser В. P., Zaitseva S. A. Magnetopause stand-off distance in dependence on the magnetosheath and solar wind parameters // Ann. Geophys. 1998. Vol. 16. P. 388-396.

[78] Roelof E. C., Sibeck D. G. Magnetopause shape as a bivariate function of interplanetary magnetic field Bz and solar wind dynamic pressure // J. Geophys. Res. 1993. Vol. 98. P. 21421.

[79] Petrinec S. M., Russell С. T. Near-Earth magnetotail shape and size as determined from the magnetopause flaring angle // J. Geophys. Res. 1996. Vol. 101. P. 137-152.

[80] Кузнецов С. H., Суворова А. В., Дмитриев А. В. Форма и размеры магнитопаузы. Связь с параметрами межпланетной среды. // Геомагнетизм и аэрономия. 1998. Vol. 38. Р. 7—16.

[81] Shue J.-H., Chao J. К., Fu Н. С. et al. A new functional form to study the solar wind control of the magnetopause size and shape // J. Geophys. Res. 1997. Vol. 102. P. 9497-9512.

[82] Kartalev M. D„ Nikolova V. I., Kamenetsky V. F., Mastikov I. P. On the self-consistent determination of dayside magnetopause shape and position//Planet. Space Sci. 1996. Vol.44. P. 1195-1208.

[83] Sotirelis Т., Meng C.-I. Magnetopause from pressure balance // J. Geophys. Res. 1999. Vol. 104. P. 6889-6898.

[84] Dmitriev A. V., Suvorova A. V. Three-dimensional artificial neural network model of the dayside magnetopause // J. Geophys. Res. 2000. Vol. 105. P. 18909-18918.

[85] Farris M. H., Russell С. T. Determining the standoff distance of the bow shock: Mach number dependence and use of models // J. Geophys. Res. 1994. Vol.99. P. 17681.

[86] Nemecek Z., Safrankova J. The earth's bow shock and magnetopause position as a result of the solar wind-magnetosphere interaction // J. At-mos. Terr. Phys. 1991. Vol. 53. P. 1049-1054.

[87] Formisano V. The three-dimensional shape of the bow shock // Nuovo Cimento C Geophysics Space Physics C. 1979. Vol. 2. P. 681-692.

[88] Zhuang H. C., Russell C. T. An analytic treatment of the structure of the bow shock and magnetosheath // J. Geophys. Res. 1981. Vol. 86. P. 2191-2205.

[89] Slavin J. A., Holzer R. E. Solar wind flow about the terrestrial planets. I - Modeling bow shock position and shape // J. Geophys. Res. 1981. Vol.86. P. 11401-11418.

[90] Peredo M., Slavin J. A., Mazur E., Curtis S. A. Three-dimensional position and shape of the bow shock and their variation with Alfvenic, sonic and magnetosonic Mach numbers and interplanetary magnetic field orientation//J. Geophys. Res. 1995. Vol. 100. P. 7907-7916.

[91] Verigin M., Kotova G., Szabo A. et al. Wind observations of the terrestrial bow shock: 3-D shape and motion // Earth, Planets, and Space. 2001. Vol.53. P. 1001-1009.

[92] Chapman J. F., Cairns I. H. Three-dimensional modeling of Earth's bow shock: Shock shape as a function of Alfven Mach number// J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108. P. 1174.

[93] Merka J., Szabo A., Slavin J. A., Peredo M. Three-dimensional position and shape of the bow shock and their variation with upstream Mach numbers arid interplanetary magnetic field orientation // J. Geophys. Res. 2005. Vol. 110. P. 4202.

[94] Pudovkin M. I., Zaitseva S. A., Besser B. P. Magnetopause magnetic barrier parameters in dependence on the solar wind magnetic field orientation //Ann. Geophys. 1995. Vol. 13. P. 828-835.

[95] Pudovkin M. I., Besser B. P., Zaitseva S. A. et al. Magnetic barrier in case of a southward interplanetary magnetic field // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2001. Vol. 63. P. 1075-1083.

[96] Farrugia C. J., Erkaev N. V., Biernat H. K. et al. Plasma depletion layer model for low Alfven Mach number: Comparison with ISEE observations//J. Geophys. Res. 1997. Vol. 102. P. 11315-11324.

[97] Farrugia C. J., Biernat H. K-, Erkaev N. V. et al. MHD model of magne-tosheath flow: comparison with AMPTE/IRM observations on 24 October, 1985//Ann. Geophys. 1998. Vol. 16. P. 518-527.

[98] Slavin J. A., Holzer R. E., Spreiter J. R. et al. Solar wind flow about the terrestrial planets. II - Comparison with gas dynamic theory and implications for solar-planetary interactions // J. Geophys. Res. 1983. Vol. 88. P. 19-35.

[99] Song P., Russell C. T., Zhang X. X. et al. On the processes in the terrestrial magnetosheath 2. Case study // J. Geophys. Res. 1999. Vol. 104. P. 22357-22374.

[100] Nemecek Z., Safrankova J., Zastenker G. N. et al. Observations of the radial magnetosheath profile and a comparison with gasdynamic model predictions // Geophys. Res. Lett. 2000. Vol. 27. P. 2801-2804.

[101] Zastenker G. N., Nozdrachev M. N., Nemecek Z. et al. Multispace-craft measurements of plasma and magnetic field variations in the magnetosheath: Comparison with Spreiter models and motion of the structures // Planet. Space Sci. 2002. Vol. 50. P. 601-612.

[102] Paschmann G., Baumjohann W., Sckopke N. et al. Structure of the day-side magnetopause for low magnetic shear // J. Geophys. Res. 1993. Vol.98. P. 13409.

[103] Fuselier S. A., Klumpar D. M., Shelley E. G. et al. He(2+) and H(+) dynamics in the subsolar magnetosheath and plasma depletion layer // J. Geophys. Res. 1991. Vol. 96. P. 21095.

[104] Song P., Russell C. T., Gosling J. T. et al. Observations of the density profile in the magnetosheath near the stagnation streamline // Geophys. Res. Lett. 1990. Vol. 17. P. 2035-2038.

[105] Song P., Russell C. T., Thomsen M. F. Slow mode transition in the frontside magnetosheath // J. Geophys. Res. 1992. Vol. 97. P. 82958305.

[106] Song P. ISEE observations of the dayside magnetosheath // Advances in Space Research. 1994. Vol. 14. P. 71-80.

[107] Zhang X. X., Song P., Stahara S. S. et al. Large scale structures in the magnetosheath: Exogenous or endogenous in origin? // Geophys. Res. Lett. 1996. Vol. 23. P. 105-108.

[108] Samsonov A. A., Hubert D. Temporal variations in the magnetosheath: Comparison between MHD calculations and observations for one event on September 17, 1978//Planet. Space Sci. 2002. Vol. 50. P. 619-625.

[109] Hubert D., Samsonov A. Steady state slow shock inside the Earth's magnetosheath: To be or not to be? 1. The original observations revisited//J. Geophys. Res. 2004. Vol. 109. P. 1217.

[110] Samsonov A. A., Hubert D. Steady state slow shock inside the Earth's magnetosheath: To be or not to be? 2. Numerical three-dimensional MHD modeling//J. Geophys. Res. 2004. Vol. 109. P. 1218.

[111] Gary S. P., Convery P. D., Denton R. E. et al. Proton and helium cyclotron anisotropy instability thresholds in the magnetosheath // J. Geophys. Res. 1994. Vol. 99. P. 5915-5921.

[112] Gary S. P., Fuselier S. A., Anderson B. J. Ion anisotropy instabilities in the magnetosheath// J. Geophys. Res. 1993. Vol. 98. P. 1481-1488.

[113] Gary S. P. The mirror and ion cyclotron anisotropy instabilities// J. Geophys. Res. 1992. Vol. 97. P. 8519-8529.

[114] McKean M. E., Winske D., Gary S. P. Two-dimensional simulations of ion anisotropy instabilities in the magnetosheath // J. Geophys. Res. 1994. Vol.99. P. 11141-11154.

[115] Anderson B. J., Fuselier S. A. Magnetic pulsations from 0.1 to 4.0 Hz and associated plasma properties in the earth's subsolar magnetosheath and plasma depletion layer// J. Geophys. Res. 1993. Vol. 98. P. 1461 — 1479.

[116] Anderson B. J., Fuselier S. A., Gary S. P., Denton R. E. Magnetic spectral signatures in the Earth's magnetosheath and plasma depletion layer//J. Geophys. Res. 1994. Vol. 99. P. 5877-5891.

[117] Hubert D., Lacombe C., Harvey C. C. et al. Nature, properties, and origin of low-frequency waves from an oblique shock to the inner magnetosheath//J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103. P. 26783-26798.

[118] Luhmann J. G., Russell C. T., Elphic R. C. Spatial distributions of magnetic field fluctuations in the dayside magnetosheath // J. Geophys. Res. 1986. Vol.91. P. 1711-1715.

[119] Shevyrev N. N., Zastenker G. N. Some features of the plasma flow in the magnetosheath behind quasi-parallel and quasi-perpendicular bow shocks // Planet. Space Sci. 2005. Vol. 53. P. 95-102.

[120] Shevyrev N. N., Zastenker G. N., Du J. Statistics of low-frequency variations in solar wind, foreshock and magnetosheath: INTERBALL-1 and CLUSTER data // Planet. Space Sci. 2007. Vol. 55. P. 2330-2335.

[121] Hill P., Paschmann G., Treumann R. A. et al. Plasma and magnetic field behavior across the magnetosheath near local noon // J. Geophys. Res. 1995. Vol. 100. P. 9575-9584.

[122] Samsonov A. A., Pudovkin M. I. Application of the bounded anisotropy model for the dayside magnetosheath // J. Geophys. Res. 2000. Vol. 105. P. 12859-12868.

[123] Denton R. E., Anderson B. J., Gary S. P., Fuselier S. A. Bounded anisotropy fluid model for ion temperatures // J. Geophys. Res. 1994. Vol.99. P. 11225-11242.

[124] Samsonov A. A., Pudovkin M. I., Gary S. P., Hubert D. Anisotropic MHD model of the dayside magnetosheath downstream of the oblique bow shock//J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. P. 21689-21700.

[125] Denton R. E., Lyon J. G. Density depletion in an anisotropic magnetosheath // Geophys. Res. Lett. 1996. Vol. 23. P. 2891-2894.

[126] Erkaev N. V., Farrugia C. J., Biernat H. K. Three-dimensional, one-fluid, ideal MHD model of magnetosheath flow with anisotropic pressure // J. Geophys. Res. 1999. Vol. 104. P. 6877-6888.

[127] Самсонов А. А., Пудовкин M. И. Обтекание сферы потоком идеальной анизотропной плазмы в ЧГЛ-приближении // Геомагнетизм и аэрономия. 1998. Т. 38. С. 50-57.

[128] Cairns I. Н., Lyon J. G. Magnetic field orientation effects on the standoff distance of Earth's bow shock // Geophys. Res. Lett. 1996. Vol. 23. P. 2883-2886.

[129] de Sterck H., Poedts S. Field-aligned magnetohydrodynamic bow shock flows in the switch-on regime. Parameter study of the flow around a cylinder and results for the axi-symmetrical flow over a sphere // Astronomy and Astrophysics. 1999. Vol.343. P. 641-649.

[130] Chapman J. F., Cairns I. H., Lyon J. G., Boshuizen C. R. MHD simulations of Earth's bow shock: Interplanetary magnetic field orientation effects on shape and position// J. Geophys. Res. 2004. Vol. 109. P. 4215.

[131] Cable S., Lin Y., Holloway J. L. Intermediate shocks in three-dimensional magnetohydrodynamic bow-shock flows with multiple interacting shock fronts//J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. P. 9202.

[132] de Sterck H., LowB. C., Poedts S. Complex magnetohydrodynamic bow shock topology in field-aligned low-/3 flow around a perfectly conducting cylinder //Physics of Plasmas. 1998. Vol.5. P. 4015-4027.

[133] FengH. Q., Wang J. M., Chao J. K. Observations of a subcritical switch-on shock //Astronomy and Astrophysics. 2009. Vol. 503. P. 203-206.

[134] Merka J., Szabo A., Safrankova J., Nemecek Z. Earth's bow shock and magnetopause in the case of a field-aligned upstream flow: Observation and model comparison// J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108. P. 1269.

[135] Suvorova A. V., Shue J.-H., Dmitriev A. V. et al. Magnetopause expansions for quasi-radial interplanetary magnetic field: THEMIS and Geo-tail observations//J. Geophys. Res. 2010. Vol. 115. P. 10216.

[136] Jelinek K., Nemecek Z., Safrankova J. et al. Thin magnetosheath as a consequence of the magnetopause deformation: THEMIS observations//J. Geophys. Res. 2010. Vol. 115. P. 10203.

[137] Самсонов А. А., Немечек 3., Шафранкова Я., Елинек К. Почему полное давление на подсолнечной магнитопаузе отличается от динамического давления солнечного ветра? // Космические исследования. 2013. Т. 51. С. 43-52.

[138] Гульельми А. В., Троицкая В. А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Наука, 1973. 208 с.

[139] Greenstadt E. W., Olson J. V. A contribution to ULF activity in the Pc 34 range correlated with IMF radial orientation // J. Geophys. Res. 1977. Vol.82. P. 4991-4996.

[140] Fairfield D. H., Baumjohann W., Paschmann G. et al. Upstream pressure variations associated with the bow shock and their effects on the magne-tosphere//J. Geophys. Res. 1990. Vol. 95. P. 3773-3786.

[141] Sibeck D. G. The Magnetospheric Response to Foreshock Pressure Pulses // Physics of the Magnetopause, Ed. by P. Song, B. U. O. Son-nerup, M. F. Thomsen. AGU, 1995. P. 293.

[142] Stewart B. On the Great Magnetic Disturbance Which Extended from August 28 to September 7, 1859, as Recorded by Photography at the Kew Observatory // Royal Society of London Philosophical Transactions Series I. 1861. Vol. 151. P. 423-430.

[143] Grylls Adams W. Comparison of Simultaneous Magnetic Disturbances at Several Observatories // Royal Society of London Philosophical Transactions Series A. 1892. Vol. 183. P. 131-139.

[144] Ellis W. On the Simultaneity of Magnetic Variations at Different Places on Occasions of Magnetic Disturbance, and on the Relation between Magnetic and Earth Current Phenomena // Royal Society of London Proceedings Series I. 1892. Vol. 52. P. 191-212.

[145] Sonett C. P., Colburn D. S., Davis L. et al. Evidence for a CollisionFree Magnetohydrodynamic Shock in Interplanetary Space // Phys. Rev. Lett. 1964. Vol. 13. P. 153-156.

[146] Иванов К. Г. О взаимодействии набегающих ударных волн с сильными разрывами в космических окрестностях Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 1964. Т. 4. С. 803-806.

[147] Dryer M., Merritt D. L., M. A. P. Interaction of a Plasma Cloud with the Earth's Magnetosphere // J. Geophys. Res. 1967. Vol. 72. P. 29552962.

[148] Shen W.-W., Dryer M. Magnetohydrodynamic theory for the interaction of an interplanetary double-shock ensemble with the earth's bow shock.//J. Geophys. Res. 1972. Vol. 77. P. 4627-4644.

[149] Courant R., Friedrichs К. O. Supersonic flow and shock waves. 1948.

[150] Grib S. A., Briunelli В. E., Dryer M., Shen W. Interaction of interplanetary shock waves with the bow shock-magnetopause system // J. Geophys. Res. 1979. Vol. 84. P. 5907-5921.

[151] Grib S. A. Interaction of non-perpendicular/parallel solar wind shock waves with the earth's magnetosphere// Space Sci. Rev. 1982. Vol. 32. P. 43-48.

[152] Koval A., Szabo A. Multispacecraft observations of interplanetary shock shapes on the scales of the Earth's magnetosphere // J. Geophys. Res. 2010. Vol. 115. P. 12105.

[153] Пушкарь E. А., Бармин А. А., Гриб С. А. Исследование в МГД-приближении падения ударной волны солнечного ветра на околоземную головную ударную волну // Геомагнетизм и аэрономия. 1991. Т. 31. С. 522-525.

[154] Пушкарь Е. А. Обобщенные поляры плоскополяризованных стационарных автомодельных течений в магнитной гидродинамике // Известия АН СССР. МЖГ. 1979. №3. С. 111-119.

[155] Гриб С. А., Пушкарь Е. А. Асимметрия нелинейных взаимодействий солнечных МГД разрывов с головной ударной волной // Геомагнетизм и аэрономия. 2006. Т. 46, № 4. С. 442-448.

[156] Гогосов В. В. Распад произвольного разрыва в магнитной гидродинамике// Прикладная Математика и Механика. 1961. Т. 25, № 1. С. 108-124.

[157] Grib S. A., PushkarE. A. Some features of the interplanetary shock wave interactions connected with the thermal anisotropy and 3D flow past the Earth's bow shock//Planet. Space Sci. 2010. Vol.58. P. 1850-1856.

[158] Yan M., Lee L. C. Interaction of interplanetary shocks and rotational discontinuities with the Earth's bow shock // J. Geophys. Res. 1996. Vol. 101. P. 4835-4848.

[159] Zhuang H. C., Russell С. T., Smith E. J., Gosling J. T. Three-dimensional interaction of interplanetary shock waves with the bow shock and magnetopause - A comparison of theory with ISEE observations//J. Geophys. Res. 1981. Vol. 86. P. 5590-5600.

[ 160] Knott K., Fairfield D., Korth A., Young D. T. Observations near the magnetopause at the onset of the July 29, 1977, sudden storm commencement//J. Geophys. Res. 1982. Vol. 87. P. 5888-5894.

[161] Dessler A. J. The Propagation Velocity of World-Wide Sudden Commencements of Magnetic Storms // J. Geophys. Res. 1958. Vol. 63. P. 405-408.

[162] Francis W. E., Green M. I., Dessler A. J. Hydromagnetic Propagation of Sudden Commencements of Magnetic Storms // J. Geophys. Res. 1959. Vol.64. P. 1643-1645.

[163] Dessler A. J., Francis W. E., Parker E. N. Geomagnetic Storm Sudden-Commencement Rise Times //J. Geophys. Res. 1960. Vol. 65. P. 2715— 2719.

[164] Takeuchi T., Russell C. T., Araki T. Effect of the orientation of interplanetary shock on the geomagnetic sudden commencement // J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107. P. 1423.

[165] Гриб С. А. О движении ударной волны в магнитосферной среде / Под ред. П. М.И. М.: Наука, 1975. С. 47-54.

[166] Sugiura M. Some Evidence of Hydromagnetic Waves in the Earth's Magnetic Field // Phys. Rev. Lett. 1961. Vol. 6. P. 255-257.

[167] Wilson C. R., Sugiura M. Hydromagnetic Interpretation of Sudden Commencements of Magnetic Storms// J. Geophys. Res. 1961. Vol. 66. P. 4097-4111.

[168] Saito T., Matsushita S. Geomagnetic pulsations associated with sudden commencements and sudden impulses // Planet. Space Sci. 1967. Vol. 15. P. 573-587.

[169] Tamao T. The structure of three-dimensional hydromagnetic waves in a uniform cold plasma // J. Geomagn. Geoelectr. 1964. Vol. 16. P. 89— 114.

[170] Tamao T. A hydromagnetic interpretation of geomagnetic SSC* // Rep. Ionosphere and Space Res. 1964. Vol. 18. P. 16—31.

[171] Tamao T. Transmission and coupling resonance of hydromagnetic disturbances in the non-uniform Earth's magnetosphere// Science reports of the Tohoku University. Ser. 5, Geophysics. 1965. Vol. 17. P. 43—72.

[172] Chen L., Hasegawa A. A Theory of Long-Period Magnetic Pulsations, 2. Impulse Excitation of Surface Eigenmode // J. Geophys. Res. 1974. Vol.79. P. 1033-1037.

[173] Southwood D. J. Some features of field line resonances in the magneto-sphere//Planet. Space Sci. 1974. Vol. 22. P. 483-491.

[174] Hasegawa A., Tsui K. H., Assis A. S. A theory of long period magnetic pulsations. Ill - Local field line oscillations // Geophys. Res. Lett. 1983. Vol. 10. P. 765-767.

[175] Kivelson M. G., Southwood D. J. Resonant ULF waves - A new interpretation // Geophys. Res. Lett. 1985. Vol. 12. P. 49-52.

[176] Kivelson M. G., Southwood D. J. Coupling of global magnetospheric MHD eigenmodes to field line resonances // J. Geophys. Res. 1986. Vol.91. P. 4345-4351.

[177] Kivelson M. G., Etcheto J., Trotignon J. G. Global compressional oscillations of the terrestrial magnetosphere - The evidence and a model // J. Geophys. Res. 1984. Vol. 89. P. 9851-9856.

[178] Harrold B. G., Samson J. C. Standing ULF modes of the magnetosphere -A theory//Geophys. Res. Lett. 1992. Vol. 19. P. 1811-1814.

[179] Hartinger M., Angelopoulos V., Moldwin M. B. et al. Observations of a Pc5 global (cavity/waveguide) mode outside the plasmasphere by THEMIS //J. Geophys. Res. 2012. Vol. 117. P. 6202.

[180] Samson J. C., Harrold B. G., Ruohoniemi J. M. et al. Field line resonances associated with MHD waveguides in the magnetosphere // Geophys. Res. Lett. 1992. Vol. 19. P. 441-444.

[181] Walker A. D. M., Ruohoniemi J. M., Baker K. B. et al. Spatial and temporal behavior of ULF pulsations observed by the Goose Bay HF radar // J. Geophys. Res. 1992. Vol. 97. P. 12187-12202.

[182] Lee D.-H. Dynamics of MHD wave propagation in the low-latitude magnetosphere//J. Geophys. Res. 1996. Vol. 101. P. 15371-15386.

[183] Lee D.-H., Lysak R. L. Magnetospheric ULF wave coupling in the dipole model - The impulsive excitation ,/,/ J. Geophys. Res. 1989. Vol. 94. P. 17097-17103.

[184] Lee D., Lysak R. L. Impulsive excitation of ULF waves in the three-dimensional dipole model - The initial results // J. Geophys. Res. 1991. Vol. 96. P. 3479-3486.

[185] Lee D.-H., Hudson M. K. Numerical studies on the propagation of sudden impulses in the dipole magnetosphere // J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. P. 8435-8446.

[186] Nishida A., Cahill L. J., Jr. Sudden Impulses in the Magnetosphere Observed by Explorer 12//J. Geophys. Res. 1964. Vol.69. P. 2243-2255.

[187] Patel V. L. Sudden Impulses in the Geomagnetotail // J. Geophys. Res. 1968. Vol.73. P. 3407-3419.

[188] Patel V. L., Coleman P. J., Jr. Sudden impulses in the magnetosphere observed at synchronous orbit. // J. Geophys. Res. 1970. Vol. 75. P. 7255— 7260.

[189] WingS., Sibeck D. G., WiltbergerM., Singer H. Geosynchronous magnetic field temporal response to solar wind and IMF variations // J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107. P. 1222.

[190] Villante U., Piersanti M. An analysis of sudden impulses at geosynchronous orbit//J. Geophys. Res. 2008. Vol. 113. P. 8213.

[191] Kokubun S. Characteristics of storm sudden commencement at geostationary orbit//J. Geophys. Res. 1983. Vol. 88. P. 10025-10033.

[192] Kuwashima M., Fukunishi H. Local time asymmetries of the SSC-associated hydromagnetic variations at the geosynchronous altitude // Planet. Space Sci. 1985. Vol. 33. P. 711-720.

[193] Borodkova N., Zastenker G., Riazantseva M., Richardson J. Large and sharp solar wind dynamic pressure variations as a source of geomagnetic field disturbances at the geosynchronous orbit // Planet. Space Sci. 2005. Vol. 53. P. 25-32.

[194] WangC., Liu J. B., Huang Z. H., Richardson J. D. Response of the magnetic field in the geosynchronous orbit to solar wind dynamic pressure pulses//J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. P. 12210.

[195] Chi P. J., Russell C. T., Raeder J. e. a. Propagation of the preliminary reverse impulse of sudden commencements to low latitudes // J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. P. 18857-18864.

[196] Sugiura M., Skillman T. L., Ledley B. G., Heppner J. P. Propagation of the Sudden Commencement of July 8, 1966, to the Magnetotail // J. Geophys. Res. 1968. Vol. 73. P. 6699-6709.

[197] Wilken B„ Goertz C. K., Baker D. N. et al. The SSC on July 29, 1977 and its propagation within the magnetosphere// J. Geophys. Res. 1982. Vol.87. P. 5901-5910.

[198] Andreeova K-, Prech L. Propagation of interplanetary shocks into the Earth's magnetosphere // Adv. Space Res. 2007. Vol. 40. P. 1871 — 1880.

[199] Andreeova K-, Pulkkinen T. I., Laitinen T. V., Prech L. Shock propagation in the magnetosphere: Observations and MHD simulations compared // J. Geophys. Res. 2008. Vol. 113, no. 12. P. A09224.

[200] Keika K., Nakamura R., Baumjohann e. a. Response of the inner magnetosphere and the plasma sheet to a sudden impulse // J. Geophys. Res. 2008. Vol. 113. P. A07S35.

[201] Knott K-, Pedersen A., Wedeken U. GEOS 2 electric field observations during a sudden commencement and subsequent substorms // J. Geophys. Res. 1985. Vol. 90. P. 1283-1288.

[202] Slinker S. P., Fedder J. A., Hughes W. J., Lyon J. G. Response of the ionosphere to a density pulse in the solar wind: Simulation of traveling convection vortices // Geophys. Res. Lett. 1999. Vol. 26. P. 3549—3552.

[203] Chen G. X., Lin Y., Cable S. Generation of traveling convection vortices and field-aligned currents in the magnetosphere by response to an interplanetary tangential discontinuity// Geophys. Res. Lett. 2000. Vol. 27. P. 3583-3586.

[204] Keller K. A., Hesse M., Kuznetsova M. et al. Global MHD modeling of the impact of a solar wind pressure change // J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107. P. 1126.

[205] Fujita S., Tanaka T., Kikuchi T. et al. A numerical simulation of the geomagnetic sudden commencement: 1. Generation of the field-aligned current associated with the preliminary impulse // J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108. P. 1416.

[206] Fujita S., Tanaka T., Kikuchi T. et al. A numerical simulation of the geomagnetic sudden commencement: 2. Plasma processes in the main impulse//J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108. P. 1417.

[207] Kataoka R., Fukunishi H., Fujita S. et al. Transient response of the Earth's magnetosphere to a localized density pulse in the solar wind: Simulation of traveling convection vortices // J. Geophys. Res. 2004. Vol. 109. P. 3204.

[208] Wu C. C. Shock wave interaction with the magnetopause // J. Geophys. Res. 2000. Vol. 105. P. 7533-7544.

[209] Boudouridis A., Lyons L. R., Zesta E., Ruohoniemi J. M. Dayside reconnection enhancement resulting from a solar wind dynamic pressure increase//J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. P. 6201.

[210] Zhou X., Tsurutani B. T. Interplanetary shock triggering of nightside geomagnetic activity: Substorms, pseudobreakups, and quiescent events // J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. P. 18957-18968.

[211] Neubauer F. M. Nonlinear oblique interaction of interplanetary tangential discontinuities with magnetogasdynamic shocks // J. Geophys. Res. 1975. Vol.80. P. 1213-1222.

[212] Wu B.-H., Mandt M. E., Lee L. C., Chao J. K. Magnetospheric response to solar wind dynamic pressure variations: Interaction of interplanetary

tangential discontinuities with the bow shock // J. Geophys. Res. 1993. Vol.98. P. 21297.

[213] Gosling J. Т., Asbridge J. R., Ваше S. J. et al. Discontinuities in the Solar Wind Associated with Sudden Geomagnetic Impulses and Storm Commencements// J. Geophys. Res. 1967. Vol. 72. P. 3357—3363.

[214] Lin Y., Lee L. C., Yan M. Generation of dynamic pressure pulses downstream of the bow shock by variations in the interplanetary magnetic field orientation//J. Geophys. Res. 1996. Vol. 101. P. 479-494.

[215] Cable S., Lin Y. Three-dimensional MHD simulations of interplanetary rotational discontinuities impacting the Earth's bow shock and magne-tosheath//J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103. P. 29551-29568.

[216] Nishida A., Jacobs J. A. World-Wide Changes in the Geomagnetic Field//J. Geophys. Res. 1962. Vol. 67. P. 525-540.

[217] Obayashi Т., Jacobs J. A. Sudden Commencements of Magnetic Storms and Atmospheric Dynamo Action // J. Geophys. Res. 1957. Vol. 62. P. 589-616.

[218] Araki T. A Physical Model of the Geomagnetic Sudden Commencement // Solar Wind Sources of Magnetospheric Ultra-Low-Frequency Waves / Ed. by M. J. Engebretson, K. Takahashi, M. Scholer. 1994. P. 183-200.

[219] Kasper J. C., Lazarus A. J., Gary S. P. Wind/SWE observations of firehose constraint on solar wind proton temperature anisotropy // Geophys. Res. Lett. 2002. Vol. 29, no. 17. P. 170000-1.

[220] Баранов В. Б., Краснобаев К. В. Гидродинамическая теория космической плазмы. М.: Наука, 1977. 336 с.

[221] Kowal G., Falceta-Gonfalves D. A., Lazarian A. Turbulence in colli-sionless plasmas: statistical analysis from numerical simulations with

pressure anisotropy // New Journal of Physics. 2011. Vol. 13, no. 5. P. 053001.

[222] Gary S. P. Theory of Space Plasma Microinstabilities/ Ed. by Gary, S. P. 1993.

[223] Samsonov A. A., Alexandrova O., Lacombe C. et al. Proton temperature anisotropy in the magnetosheath: comparison of 3-D MHD modelling with Cluster data//Ann. Geophys. 2007. Vol.25. P. 1157-1173.

[224] Gary S. P., Li H., O'Rourke S., Winske D. Proton resonant firehose instability: Temperature anisotropy and fluctuating field constraints // J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103. P. 14567-14574.

[225] Samsonov A. A., Nemecek Z., Safrankova J., Jelinek K. Why does the subsolar magnetopause move sunward for radial interplanetary magnetic field? //J. Geophys. Res. 2012. Vol. 117. P. 5221.

[226] Hudson P. D. Discontinuities in an anisotropic plasma and their identification in the solar wind//Planet. Space Sci. 1970. Vol. 18. P. 1611 — 1622.

[227] Genot V. Analytical solutions for anisotropic MHD shocks // Astrophysics and Space Sciences Transactions. 2009. Vol. 5. P. 31—34.

[228] Ландау JI. Д., ЛифшицЕ. М. Теоретическая физика. 3-е изд. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1992. Т. VIII. Электродинамика сплошных сред.

[229] Toth G. Computational magnetohydrodynamics: Notes for an introductory level course [электронный ресурс]. 1998. URL: http:// www-personal.iimich.edu/~gtoth/Teach/porto_coursc.pdf.

[230] Роуч П. Вычислительная гидродинамика. М.: Мир, 1980. 618 с.

[231] Cowley S. W. H. The causes of convection in the earth's magnetosphere - A review of developments during the IMS // Reviews of Geophysics and Space Physics. 1982. Vol. 20. P. 531-565.

[232] Press W. H„ Teukolsky S. A., Vetterling W. Т., P. F. B. Numerical Recipes in Fortran 77: The Art of Scientific Computing. Second edition edition. Cambridge, USA: Cambridge University Press, 1992. P. 1002.

[233] Brackbill J. U., Barnes D. C. The effect of nonzero product of magnetic gradient and В on the numerical solution of the magnetohydrodynamic equations // Journal of Computational Physics. 1980. Vol. 35. P. 426— 430.

[234] Filbert PC., Kellogg P. J. Electrostatic noise at the plasma frequency beyond the earth's bow shock // J. Geophys. Res. 1979. Vol. 84. P. 1369— 1381.

[235] Samsonov A. Numerical modelling of the Earth's magnetosheath for different IMF orientations // Advances in Space Research. 2006. Vol. 38. P. 1652-1656.

[236] Самсонов А. А. Особенности формирования магнитного барьера вблизи магнитопаузы // Геомагнетизм и аэрономия. 2007. Т. 46. С. 1 — 10.

[237] Meng X., Toth G., Liemohn M. W. et al. Pressure anisotropy in global magnetospheric simulations: A magnetohydrodynamics model // J. Geophys. Res. 2012. Vol. 117. P. 8216.

[238] Safrankova J., Nemecek Z., Dusik S. et al. The magnetopause shape and location: a comparison of the Interball and Geotail observations with models//Ann. Geophys. 2002. Vol. 20. P. 301-309.

[239] Jelinek K., Nemecek Z., Safrankova J. A new approach to magnetopause and bow shock modeling based on automated region identification // J. Geophys. Res. 2012. Vol. 117. P. 5208.

[240] Hellinger P., Travnicek P., Kasper J. C., Lazarus A. J. Solar wind proton temperature anisotropy: Linear theory and WIND/SWE observations // Geophys. Res. Lett. 2006. Vol. 33. P. 9101.

[241 ] Tsyganenko N. A. A model of the near magnetosphere with a dawn-dusk asymmetry 1. Mathematical structure//J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107. P. 1179.

[242] Alexeev I. I., Sibeck D. G., Bobrovnikov S. Y. Concerning the location of magnetopause merging as a function of the magnetopause current strength//J. Geophys. Res. 1998. Vol. 103. P. 6675-6684.

[243] Hubert D. Interplanetary magnetic field variations and slow mode transitions in the Earth's magnetosheath//Geophys. Res. Lett. 2001. Vol. 28. P. 1451-1454.

[244] Farris M. H., Petrinec S. M., Russell C. T. The thickness of the magnetosheath - Constraints on the polytropic index // Geophys. Res. Lett. 1991. Vol. 18. P. 1821-1824.

[245] Samsonov A. A., Nemecek Z., Safrankova J. Numerical MHD modeling of propagation of interplanetary shock through the magnetosheath // J. Geophys. Res. 2006. Vol. 111. P. A08210.

[246] Koval A., Safrankova J., Nemecek Z. et al. Deformation of interplanetary shock fronts in the magnetosheath // Geophys. Res. Lett. 2005. Vol. 32. P. 15101.

[247] Koval A., Safrankova J., Nemecek Z. et al. Interplanetary shock in the magnetosheath: Comparison of experimental data with MHD modeling// Geophys. Res. Lett. 2006. Vol. 33. P. 11102.

[248] Safrankova J., Nemecek Z., Prech L. et al. Modification of interplanetary shocks near the bow shock and through the magnetosheath // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. P. A08212.

[249] Koval A., Safränkovä J., Nemecek Z., Prech L. Propagation of interplanetary shocks through the solar wind and magnetosheath // Advances in Space Research. 2006. Vol. 38. P. 552-558.

V

[250] Safränkovä J., Nemecek Z., Prech L. et al. Interaction of interplanetary shocks with the bow shock // Planet. Space Sei. 2007. Vol. 55. P. 23242329.

[251] Prech L., Nemecek Z., Safränkovä J. Response of magnetospheric boundaries to the interplanetary shock: Themis contribution // Geophys. Res. Lett. 2008. Vol.35. P. 17.

[252] Pizzo V. J. Interplanetary shocks on the large scale - A retrospective on the last decade's theoretical efforts // Washington DC AGU Geophysical Monograph Series. 1985. Vol. 35. P. 51-68.

[253] Samsonov A. A. Propagation of inclined interplanetary shock through the magnetosheath //J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2011. Vol. 73. P. SOSO.

[254] Raeder J. Global Magnetohydrodynamics - A Tutorial // Space Plasma Simulation / Ed. by J. Büchner, C. Dum, M. Scholer. Vol. 615 of Lecture Notes in Physics, Berlin Springer Verlag. 2003. P. 212-246.

[255] Gombosi T. I., de Zeeuw D. L., Powell K. G., et al. Adaptive Mesh Refinement for Global Magnetohydrodynamic Simulation // Space Plasma Simulation / Ed. by J. Büchner, C. Dum, M. Scholer. Vol. 615 of Lecture Notes in Physics, Berlin Springer Verlag. 2003. P. 247-274.

[256] Powell K. G., Roe P. L., Linde T. J. et al. A Solution-Adaptive Upwind Scheme for Ideal Magnetohydrodynamics // Journal of Computational Physics. 1999. Vol. 154. P. 284-309.

[257] Janhunen P. A Positive Conservative Method for Magnetohydrodynamics Based on HLL and Roe Methods // Journal of Computational Physics. 2000. Vol. 160. P. 649-661.

[258] Boris J. P. A physically motivated solution of the Alfven problem: Tech. rep.: 1970.

[259] Toffoletto F., Sazykin S., Spiro R., Wolf R. Inner magnetospheric modeling with the Rice Convection Model // Space Science Research. 2003. Vol. 107. P. 175-196.

[260] Toth G., Sokolov I. V., Gombosi T. I. et al. Space Weather Modeling Framework: A new tool for the space science community // J. Geophys. Res. 2005. Vol. 110. P. 12226.

[261] Raeder J., McPherron R. L., Frank L. A. et al. Global simulation of the Geospace Environment Modeling substorm challenge event // J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. P. 381-396.

[262] Lyon J. G., Fedder J. A., Mobarry C. M. The Lyon-Fedder-Mobarry (LFM) global MHD magnetospheric simulation code // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2004. Vol. 66. P. 1333-1350.

[263] Merkin V. G., Lyon J. G. Effects of the low-latitude ionospheric boundary condition on the global magnetosphere // J. Geophys. Res. 2010. Vol. 115. P. 10202.

[264] Samsonov A. A., Sibeck D. G. Large-scale flow vortices following a magnetospheric sudden impulse// J. Geophys. Res. 2013. Vol. 118. P. 3055-3064.

[265] Samsonov A. A., Sibeck D. G., Imber J. MHD simulation for the interaction of an interplanetary shock with the Earth's magnetosphere // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. P. A12220.

[266] Samsonov A. A., Sibeck D. G., Yu Y. Transient changes in magnetospheric-ionospheric currents caused by the passage of an interplanetary shock: Northward interplanetary magnetic field case // J. Geophys. Res. 2010. Vol. 115. P. A05207.

[267] Pallocchia G., Samsonov A. A., Bavassano Cattaneo M. B. et al. Interplanetary shock transmitted into the Earth's magnetosheath: Cluster and Double Star observations//Ann. Geophys. 2010. Vol.28. P. 1 Hill 56.

[268] Samsonov A. A., Sibeck D. G., Zolotova N. V. et al. Propagation of a sudden impulse through the magnetosphere initiating magnetospheric Pc5 pulsations//J. Geophys. Res. 2011. Vol. 116. P. 10216.

[269] Tsyganenko N. A., Singer H. J., Kasper J. C. Storm-time distortion of the inner magnetosphere: How severe can it get? // J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108. P. 1209.

[270] Russell C. T., Zhou X. W., Chi P. J. et al. Sudden compression of the outer magnetosphere associated with an ionospheric mass ejection // Geophys. Res. Lett. 1999. Vol. 26. P. 2343-2346.

[271] Grinsted A., Moore J. C., Jevrejeva S. Application of the cross wavelet transform and wavelet coherence to geophysical time series // Nonlinear Processes in Geophysics. 2004. Vol. 11. P. 561—566.

[272] Carpenter D. L., Anderson R. R. An ISEE/Whistler model of equatorial electron density in the magnetosphere// J. Geophys. Res. 1992. Vol.97. P. 1097-1108.

[273] Angelopoulos V. The THEMIS Mission // Space Science Reviews. 2008. Vol. 141. P. 5-34.

[274] Iyemori T., Araki T., Kamei T., Takeda M. Mid-Latitude Geomagnetic Indices ASY and SYM, Data Analysis Center for Geomagnetism and Space Magnetism: Tech. rep.: 1999.

[275] Chappell C. R. Detached plasma regions in the magnetosphere // J. Geophys. Res. 1974. Vol. 79. P. 1861.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.