Космические исследования, 2020, T. 58, № 4, стр. 261-267

Радиационные пояса в процессе инверсии магнитного поля Земли

О. О. Царева 1*, Л. М. Зеленый 1, Х. В. Малова 12, В. Ю. Попов 134

1 Институт космических исследований РАН
г. Москва, Россия

2 Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова
г. Москва, Россия

3 Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
г. Москва, Россия

4 Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
г. Москва, Россия

* E-mail: olga8.92@mail.ru

Поступила в редакцию 05.10.2018
После доработки 06.09.2019
Принята к публикации 23.10.2019

Аннотация

В рамках осесимметричной модели исследованы изменения формы радиационных поясов Земли и энергетических спектров заряженных частиц в них во время инверсии геомагнитного поля. Области устойчивого существования радиационных поясов получены аналитически обобщением теории Штермера на случай осесимметричного квадруполя. Предложен сценарий инверсии, в котором показано, что может происходить постепенное сокращение радиационных поясов при уменьшении дипольной составляющей современного геомагнитного поля. Получены пространственно-энергетические распределения плотности потоков протонов и электронов, позволившие определить максимальную мощность доз радиации на различных магнитных оболочках в процессе инверсии.

DOI: 10.31857/S002342062004010X

Список литературы

  1. Царева О.О., Зелёный Л.М., Малова Х.В. и др. Что ожидает человечество при инверсии магнитного поля Земли: угрозы мнимы и подлинные // УФН. 2018. Т. 188. С. 208–220.

  2. Stormer C. The polar aurora. Oxford: Clarendon Press, 1955.

  3. Лонгейр М. Астрофизика высоких энергий. М.: Мир, 1983.

  4. Дорман Л.И., Смирнов В.С., Тясто М.И. Космические лучи в магнитном поле Земли. М.: Наука, 1971.

  5. Thébault E., Finlay C.C., Toh H. International Geomagnetic Reference Field: the 12th generation // Earth, Planets and Space. 2015. V. 67. P. 158.

  6. Vogt J., Glassmeier K.H. On the location of trapped particle populations in quadrupole magnetospheres // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. № A6. P. 13,063. https://doi.org/10.1029/2006JA012224

  7. Popova E. Dynamical systems for modeling the evolution of the magnetic field of stars and Earth // J. Phys.: Conf. Series. 2016. V. 681 P. 12.

  8. Попова Е.П. Cовременные результаты асимптотических исследований моделей динамо // УФН. 2016. Т. 186. № 6. С. 577–596.

  9. Urban E.W. Critical Störmer Conditions in Quadrupole and Double Ring-Current Fields // J. Math. Phys. 1965. V. 6.

  10. Тверской Б.А. Динамика радиационных поясов Земли. М.: Наука, 1968.

  11. Sawyer D.M., Vette J.I. AP-8 Trapped proton environment for solar maximum and solar minimum. NASA Report NSSDC/WDC-A-R&S 76-06. 1979.

  12. Vette J.I. AE-8 Trapped electron environment. NASA Report NSSDC/WDC-A-R&S 1-24. 1991.

  13. Антонов Р.А. Модель космоса / Под ред. Панасюка М.И., Новикова Л.С. М.: КДУ. 2007. Т. 1

  14. Гецелев И.В., Зубарев А.И., Пудовкин О.Л. Радиационная обстановка на борту космических аппаратов. ЦИПК, 2001.

  15. Tsareva O.O. Generalization of Störmer theory for an axisymmetric superposition of dipole and quadrupole fields // J. Geophysical Research: Space Physics. 2019. N. 124, P. 2844–2853.

Дополнительные материалы отсутствуют.