Распространяясь в магнитосферу, гидромагнитная волна взаимодействует с частицами, заставляя их при некоторых условиях высыпаться. Можно предложить два варианта передачи этой энергии частицам. В первом варианте волна меняет магнитное поле в силовой трубке, модулируя поток энергичных частиц. Во втором – происходит ускорение «холодных» частиц в продольном электрическом поле волны.
Случаи «быстрой изотропизации», «модуляции инкремента нарастания силовой моды» и «модуляции потоков высокоэнергичных частиц» (все случаи описаны выше) способны вызвать только 10 –20 %-ную модуляцию потоков частиц. Следует отметить своеобразие случая «модуляции высокоэнергичных частиц». Несмотря на почти полное отсутствие взаимодействия колеблющейся трубки с высокоэнергичными частицами, высыпающийся поток испытывает довольно сильную модуляцию. Частицы больших энергий будут протекать через трубку, почти не реагируя на ее колебания. Можно считать, что магнитная силовая трубка колеблется на неподвижном фоне энергичных частиц. Колеблющаяся трубка, подобно зонду, будет проектировать в свое основание частицы из разных областей ионосферы.
Из рассмотренного видно, что более весомый вклад в ионизацию нижних слоев ионосферы дает корпускулярное взаимодействие, но и волновым взаимодействием не стоит пренебрегать; так как в первом случае частицы высыпаются из радиационного пояса под углом близким к 0* (давая максимальную ионизацию), а во втором – частицы модулируются из различных слоев ионосферы под различными углами (не имея яркой зависимости от угла вхождения в атмосферу).
(Самый большой вклад в ионизацию верхней атмосферы дают высокоэнергичные электроны, высыпающиеся вертикально, или близко к 0*.)
Рассмотрев некоторые из видов ионосферно-магнитосферных взаимодействий, можно сделать вывод, что взаимодействие происходит, по крайней мере, по двум каналам: волновому и корпускулярному. Оба вида взаимодействий достаточно подробно были рассмотрены.
Высыпание энергичных частиц в ионосферу на средних широтах требует особых условий. Таких как: высокая энергия, которой должна обладать частица, малый питч-угол, чтобы иметь возможность вырваться из магнитной силовой трубки, или необходимы сильные возмущения магнитных силовых линий, вдоль которых движутся частицы в магнитосфере. Такие высыпания редки
Чтобы вызвать такие высыпания искусственно, необходимо излучить в ионосферу радиоимпульс большой мощности.
Подобные высыпания дополнительно локально ионизируют верхние слои атмосферы, увеличивая степень неоднородности. Такие события не слишком благоприятно влияют на прохождение и отражение радиоволн, так как в ионосфере появляются дополнительные неоднородности, искажающие фазовый фронт волны.
В данной курсовой работе проведены исследования методов изучения взаимодействия энергичных частиц с нижними слоями ионосферы. Сделаны оценки взаимодействий различных частиц (отдельно электронов и протонов) с ионосферой; также рассмотрены причины их высыпаний и следствия в зависимости от параметров частицы и волны, которая взаимодействует с такой частицей. Это может быть глубина проникновения, степень ионизации от энергии частицы, ее питч-угла, или же от вида этой частицы (протон или электрон0
Представленные в данной работе методы исследования высыпаний энергичных частиц – далеко не большая часть из всех существующих. Здесь были рассмотрены только самые основные.
1. Либов Р. Введение в теорию кинетических уравнений. –М,: Мир, 1974. – 371 с.
2. Ляцкий В.Б., Мальцев Ю.П. Магнитосферно-ионосферное взаимодействие. –М.: Наука, 1988 – 192 с.
3. Полярная верхняя атмосфера. –М,: Мир, 1983 – 456 с.
4. Хир К. Статистическая механика, кинетическая теория и стохастические процессы. –М,: Наука 1988 – 600 с,
5. Космическая геофизика. –М,: Мир, 1976 – 544 с.