Сравнительный анализ энерговыделения в магнитосфере Земли, Юпитера и Сатурна Алексеев И. И. 1, Беленькая Е.С. 1, Ходаченко М.Л. 2 1 Научно-исследовательский. - презентация

1 Сравнительный анализ энерговыделения в магнитосфере Земли, Юпитера и Сатурна Алексеев И. И. 1, Беленькая Е.С. 1, Ходаченко М.Л. 2 1 Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына, МГУ им М.В. Ломоносова, Москва, Россия 2 Институт Космических Исследований, Грац, Австрия

2 Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля 2012 Что может дать сопоставление магнитосфер различных планет? Параболоидная модель магнитосферы «универсальной» планеты. Соотношение параметров магнитосферы Земли, Юпитера и Сатурна. Вклад магнитосферных источников энергии в энернетический баланс термосферы (атмосферы ). Содержание 2

3 Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля 2012 Универсальная модель магнитосферы R ss, 10 3 km R sm / R p γ Меркурий Земля Сатурн Юпитер Солнечный ветер M A ~ 10 V sw = 400 km/s B ss, нТ r 0 Меркурий Земля Сатурн Юпитер Масштаб: Мекурий: 1=.14 R M ; Земля: 1= 1 R E ; Сатурн: 1= 2.2 R S ; Юпитер: 1= 10 R J 3

4 Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля 2012 Диаметр полярного ова ла R ss M eff /M pl θ oval Земля 10 R Е о Юпитер 70 R j о Сатурн 22 R s о R ss – это расстояние до подсолнечной точки в R pl 4

5 Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля 2012 Параметры магнитосферы R o au м sw сек -1 Диск Вт R ss 10 6 km I cf MA θ pc degs Earth 1.06 кг Jupiter т10· Saturn 9.53 т7·

6 Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля 2012 ММП и униполярный генератор Поток открытых силовых линий ММП Φ Spc = 500 TWb Полный поток Φ Sun = 4000 TWb R o au B IMF nT Ω p rad/s T orbit hours ΔΦ rot MB θ pc degs

7 Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля 2012 R o au B IMF nT ΔΦ rot MB ΔΦ sw kB θ ov degs ΔΦ rpc kB sin 2 θ ov Вращение и МГД генератор солнечного ветра

8 Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля 2012 Ио, 5.9 Ганимед, 14.9 Европа, Nov 1998, HST, Clarke, BU, USA. 8

9 Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля 2012 Параболоидная модель 9

10 Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля 2012 Токовая система хвоста 10

11 Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля 2012 Токи на магнитопаузе и токи хвоста Силовые линии выстилающиеся вдоль магнитопаузы (тонкие линии) Линии тока на магнитопаузе (жирные линии) и линии тока в плазменном слое(прерывистые линии) 11

12 Планетарный энергетический бал анс Параметр (ед. изм.) Земля Юпитер Сатурн Сферическое альбедо Плотность потока от Солнца (Вт/м 2 ) Поток солнечной энергии (10 17 Вт) Проводимость Педерсена (Ом -1 ) Продольный ток (МА) Напряжение (МВ) Джоулев разогрев (10 17 Вт) Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля

13 Энергетический баланс полярных областей атмосферы Параметр (ед. изм.) Земля Юпитер Сатурн Радиус полярного овала (гр.) Доля площади полярного овала (10 -3 от пл. круга) Энергия ЕУФ в пш (10 12 Вт) Джоулев нагрев пш (10 12 Вт) Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля

14 Атмосферная циркуляция Земля Юпитер Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля

15 Сатурн Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля

16 З аключение Относительная роль магнитосферных источников энергии (Джоулева разогрева в полярной ионосфере) возрастает при увеличении размеров магнитосферы. Для Юпитера продольные токи в полярную атмосферу меняют широтный профиль температуры и создают слоистую структуру атмосферной циркуляции. Джоулев разогрев меняет тепловой баланс Юпитера Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля

17 Спасибо за внимание! Физика плазмы в солнечной системе, ИКИ, 8 февраля