Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Микропульсации: физика явления и экспериментальные данные, использование для оперативного контроля за состоянием магнитосферы

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Микропульсации: физика явления и экспериментальные данные, использование для оперативного контроля за состоянием магнитосферы"

Российская Академия наук Сибирское отделение Институт солнечно-земной физики

Р Г 6 ОД П1)аяах 11укпи"<;"

2 3 И ЕЙ'

Потапов Александр Сергеевич

МИКРОПУЛЬСАЦИИ: »ИЗИКА ЯВЛЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ МАГНИТОСФЕРЫ

04.00.22 - Геофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени док~ора физико-математических наук

Иркутск 1994

Работа выполнена в Институте солнечно-земной физики СО РА]

Официальные оппоненты: доктор физико-математических нау

профессор Е.А.Пономарев

Ведущая организация: Объединенный институт физики Этап РАН им. О.Ю.Шмидта (г. Москва)

Защита диссертации состоится " 1994 г. в ч

сов на заседании диссертационного совета Д.003.24.01 Институ солнечно-земной физики СО РАН по адресу:

664033 Иркутск, ул.Лермонтова 126

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСЗФ С

\Н , 7

Автореферат разослан ' *>' " 1994 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук А.И.Галкин

доктор физико-математических нау В.Г.Власов

доктор физико-математических нау профессор К.Г.Иванов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Предметом диссертации является теоретическое и экспериментальное исследование ряда типов микропульсаций (геомагнитных пульсаций). Получению при этом результаты использованы дли разработки методой наземной диагностики и создания системы оперативного контроля околоземной плазмы. '

Актуальность проблемы. Практически все физические процессы взаимодействий солнечного ветра с магнитосферой сопровождаются генерацией волн в диапазоне геомагнитных -пульсаций (0,001 ... 5 Гц). К тому же во многих процессах микропульсации играют самостоятельную роль, например, они заметно влияют на процессы высыпания авроральных частиц по время суббурь, имеют значение для ускорения магнитосферных частиц, служат важным, если не решающим, элементом квазивязкого взаимодействия солнечного остра с геомагнитным полем на магнитопаузе, играют большую роль п диссипации частиц средних анергий, накапливающихся в области кольцевого тока после магритных бурь.

Независимо от того, являются ли полны элементом динамики магьитосфсри, или же они выступают п роли "побочного продукта" яплгния, геомагнитные пульсации, служащие отражением этих волн па поверхности Земли, цссу.т информацию.о всех деталях физических процессов, о структуре и параметрах областей, где эти процессы протекают. Остается расшифровать заложенную в них информацию.

Все это обусловливает.научную и практическую важность исследования геомагнитных пульсаций. С одноЧ стороны, изучение роли низкочастотных полц в процессах солнечно-магнитосферного взаимодействия, а также при накоплении и диссипации энергии п магнитосф'.-рс по время .возмущений позволяет более детально исследовать эти процессы.

С другой стороны, анализ механизмов генерации и распространения воли даст возможность разработать методы наземной диагностики параметров околоземной плазмы rio данным Наблюдения геомагнитных, пульсаций. Комплексное использование этих методов, особенно п совокупности с другими наземными спосоЬаМи получения информации об околоземной с роде, позволяет создать систему

оперативного контроля за состоянием магнитосферы и окружающего ее солнечного ветра, имеющую неоценимое значение для целого ряда задач. Среди нйх можно выделить такие, как обеспечение радиационного прогноза для космической навигации, мониторинг воз мущейности геомагнитного поля с целью выработки оперативных сообщений о неблагоприятных воздействиях на человека и электронную аппаратуру в полярных районах.

Цель работы состоит в исследовании физической природы Наиболее перспективных в информационном отношении Типов геомагнитных пульсаций, разработке на этой основе методов наземной диагностики и создания системы алгоритмов для оперативного контроля за состоянием магнитосферы.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

1. Разработка теоретических аспектов гипотезы о внемлгнито-сферной генерации дневных устойчивых геомагнитных пульсаций.

2. Анализ экспериментальных свидетельств внемагнитосферно-го происхождения пульсаций РсЗ-4. (

Зц Теоретическое рассмотрение (с целью получения практических оценок) возбуждения и распространения волн в плазменных маГнигосферных волноводах и анализ наблюдательного материала.

4. Выяснение роли геомагнитных пульсаций п процессах нако-цлеиия и диссипации анергии в кольцевом токе во время магнитных бурь.

б. Разработка комплекса методов наземной диагностики различных физических процессов о околоземном пространстве на осно-ис выявленных закономерностей свйзй геомагнитных пульсаций с Параметрами плазмы магнитосферы и солнечного ветра.

б. Создание самосогласованной системы алгоритмов для оперативного контроля состояния геомагнитного поля.

Как правило, при решении перечисленных задач использовался метод последовательного анализа, заключавшийся в том, что сначала рассматривались теоретические аспекты генерации и распространения определенного типа пульсаций, 'затек; е свете полученных физических представлений, анализировались дакзые наблгсде-

ний того же типа колебаний, результаты сопоставления теории и эксперимента использовались для разработки методов диагностики определенных плазменных параметров, наконец, разработанные методы применялись при составлении алгоритмов оперативного контроля.

Научная новизна. В работе впервые были получены следую-" щие новые результаты:

1. Разработана теория возбуждения геомагнитных пульсаций типа РсЗ—1 перед фронтом околоземной ударной волны за счет циклотронной неустойчивости потока отраженных протонов.

2. Проанализирована эволюция волнового пакета при его движении через область генерации до пересечения с ударным фронтом.

3. Прослежена Зависимость амплитуды пульсаций РсЗ 4 от скорости солнечного ветра, в цикле солнечной активности. Показано, что корреляция между днумя параметрами максимальна на фазе спада.

4 Па основе аналогии с задачей о падении электромагнитной волны на слой диэлектрика проанализирована проблема возбуждения альпеновских резоцансов геомагнитных силовых линий под действием проникающих извне магнитозвуконых волн. Сделана оценка оптимального значения азимутального волнового числа.

Г). Показано, что положение высокоширотного максимума амплитуды пульсаций РсЗ и его зависимость от периода определяются характером распределения плазмы за пределами плазмосферы. Высокоширотный максимум исчезает при ослаблении магнитной ноз-мущешюсти до крайне низких значений.

0. Выполнена экспериментальная оценка резонансной частоты и добротности среднеширогных альвеновских резонаторой и зависимости этих параметров от широты и местного времени.

7. Получены удобные для практического применения формулы для времени группового запаздывания альвенопских и магнитозпу-ковых волн в плазменных волнонодах различного профиля.

8. Предложена интерпретация диспергированных сигналов диапазона геомагнитных пульсаций, наблюдающихся в полярных нитках..

9. Показано, что пространственное распределение и режим высокоширотных пульсаций Рс1~2 определяется распределением и составом плазмы в дневной высокоширотной магнитосфере.

10. Получены выражения инкрементов нарастания (в результате взаимодействия с быстрыми частицами) моды на запертых протонах и циклотронной неустойчивости быстрых магнитоэнуковых волн в продольно неоднородном геомагнитном поле.

11. Сделаны оценки баунс-эффектов при генерации жемчужин.

12. На основе численного эксперимента проанализирована динамика пакета альвеновских волн, движущегося по плазмопаузе.

13. Построен феноменологическая модель £)а{-варИации, где входными параметрами являются амплитуды геомагнитных пульсаций.

14. Показано, что наиболее оптимальной формой зависимости источника q образования кольцевого тока от межпланетного электрического поля Е является </ ~ </Ё, а не { ~ Е, как в модели Расселла-Бартона-МакФерр л ..

15. Разработаны методы наземной диагностики скорости солнечного ветра, интенсивности кольцевого тока, расстояния до импульсного источника гидромагнитных волн в хвосте магнитосферы. Намечены пути разработки методой диагностики характерара пре-деления плазмы за пределами плазмосферы, структуры межпланетных ударных волн.

16. Разработаны принципы построения, конструкция первичного преобразователя, обхцая структура, алгоритмы в рамках работы но созданию системы оперативного контроля состояния магнитосферы но данным о пульсациях.

Научная и практическая ценность работы. Научная ценность работы заключается в разработке теории внемагвитосфер ной генерации геомагнитных пульсаций РсЗ-4. Полученные прг этом результаты существенно дополняют картину солнечно-магнп тосфернрго взаимодействия, включал в нее такой важный элемент как волновой канал передачи энергии солнечного ветра в магнито сферу Земли. .

Существенное значение для понимания проблемы геомагнитны;

бурь имеет выполненный в работе феноменологический анализ Dst-париацик. Он прояснил роль пульсаций в процессах образовании и диссипации кольцевого тока, позволил уточнить форму запшпшо-сти источника кольцевого тока от межпланетного электрического поля.

Научную и методическую ценность имеет разработки методов учета продольной неоднородности геомагнитного поля при рассмотрении вопросов генерации и распространения пульсаций, численное моделирование эволюции "жемчужин" на плазмопауэе, вывод удобных для практического использовании формул для групповой скорости в плазменных волноводах.

Практическая ценность работы заключаете« в разработке целого комплекса методов наземной диагностики параметров околоземной среды на основе наблюдений геомагнитных пульсаций с привлечением дополнительной геофизической информации. Важно, что разработанные методы были опробованы в составе системы оперативного контроля за состоянием магнитосферы, также описанной в работе.

Сформулированные в работе научные выводы получили признание как отечественных, так и зарубежных исследователей, широко цитировались а статьях по геомагнетизму, различных авторов, были использованы в монографиях и обзорах: Гульельми A.D. "МГЛ-полны в околоземной плазме"; Михайловский А.Б. "Неустойчивости плазмы в магнитных ловушках"; Лихтер Я.И., Гульельми A.B., Ерухимов Л.М., Максимова Г.А. "Волновая диагностика приземной плазмы"; Гульельми A.B. "Геомагнитные пульсации внемагнитосфернбго происхождения"; Yun.uto К. "Generation and propagation mechanisms of low-latitude magnetic pulsations — A review"; Verö ,1. "Experimental aspects of low-latitude pulsations — A review" и ДР-

Достоверность и обоснованность полученных d работе результатов определяется сопоставлением теоретических выводов с наблюдательными данными, использованием больших массивов данных при статистической обработке материала, повторяемостью результатов на материалах разных станций, сравнение-' с выводами других авторов.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Разработана теория генерации геомагнитных пульсаций типа РсЗ-4 перед фронтом околоземной ударной волны вследствие циклотронной неустойчивости потока отраженных от фронта про тонов. Получены аналитические и численные оценки инкремента неустойчивости и несущей Частоты нарастающих колебаний в зависимости от параметров солнечного ветра; выполнен анализ эволюции спектра возбуждаемых волн в окрестности ударного фронта.

2. Выявлены особенности распределения поля дневных геомагнитных пульсаций РсЗ-4 внутри магнитосферы:

а) оптимально значение азимутального числа — т ~ 2-4, оценка выполнена на основе аналогии с задачей о наклонном падении электромагнитной волны на слой изотропного диэлектрика;

б) форма высокоширотной части меридионального профиля РсЗ определяется как периодом колебаний, так и распределением фоновой плазмы за пределами дневной плазмопаузы (экспериментальный результат);

в) получена экспериментальная оценка значений резонансных частот и добротности альвеновских резонаторов по трем средне-широтным станциям, выявлен суточный ход добротности.

3. Проанализированы эффекты продольной и поперечной неоднородности плазмы и геомагнитного поля в поведении разных мод колебаний в магнитосфере:

а) получены оценки инкремента нарастания моды на запертых ионах и быстрой магнитозвуковой моды в присутствии быстрых частиц В продольно неоднородном геомагнитном поле;

б) показано, что учет влияния продольной неоднородности (ба-унс-эффектов) на генерацию а,льпеновских волн (жемчужин) приводит к модификации выражения для анизотропии, когда баунс-частота много меньше гирочастоты прогонов, и дает возбуждение дополнительных гармоник, когда эти частоты сравнимы;

в) определены условия, при которых возможно нарастание пакетов жемчужин На плазмопауэе.

4 Предложена физическая интерпретация формы и морфоло-гическихособенностей различных сигналов в диапазоне геомг.^нит-

ных пульсаций Рс1-3 (0,05 ... 2 Гц), наблюдающихся в высокоширотных областях.

5. Построена феноменологическая модель ^¿-вариации, позволившая выявить роль геомагнитных пульсаций во время магниш-сферной бури и уточнить форму зависимости источника кольцевого тока от межпланетного электрического поля.

6. Разработаны методы наземной оценки скорости солнечного ветра, интенсивности кольцевого тока, расстояния до места локализации импульсных процессов в хвосте магнитосферы; намечены пути наземного слежения за состоянием плазмы в дневной магнитосфере и за структурой межпланетных ударных волн.

7. Разработана система оперативного контроля за состоянием магнитосферы по данным о пульсациях.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертации докладыались на следующих международных и отечественных научных конференциях: Генеральные Ассамблеи МАГА в Киото, 1973, Грс юбле, 1975, Канберре, 1979, Москве, 1986, Вене, 1991 и Буэнос-Айресе, 1993; Международные симпозиумы КАПГ по солнечно-земной физике в Москве, 1974, Ашхабаде, 1979, Самарканде, 1989; Всесоюзная конференция по плазменной асторофизике, Иркутск, 1970; Симпозиум по физике геомагнитосферы, 1977; П-ая Зимняя школа-семинар по физике магнитосферной плазмы, Тихани (Венгрия), 1978; Всесоюзная конференция "Прогнозирование состояния магнитосферы-', Иркутск, 1980; Всесоюзное совещание по итогам выполнения программы МИМ, Ашхабад, 1981; Всесоюзный семинар "Перспективы исследования геомагнитных пульсаций", Иркутск, 1984.

По теме диссертации опубликованы 52 научные работы. Основные 35 из них приведены в автореферате.

Личный вкла,Автор принимал участие в разработке наблюдательных программ комплексных геофизических экспериментов, ирозодившихся п авроральных областях я рамках кампании "Международные исследования магнитосферы" в 1976, 1979 и 19821983 гг., осуществлял методическое и научное руководство наблюдениями геомагнитных пульсаций во время экспедици-. на Камчатке, в Якутии и п Монголии (принимал непосредственное участие в

некоторых из этих экспедиций), а также непрерывными измерениями пульсаций в обе. Монды и Узур, участвовал в разработке и изготовлении измерительной и калибровочной аппаратуры, которой оснащались временные и постоянные пункты наблюдений.

D теоретических работах автор, как правило, формулировал основные научные идеи и осуществлял решение проблемных задач, поставленных в диссертации. Им же ri основном выполнялись конкретные вычисления. Он является равноправным соавтором всех основных выводов и положений, сформулированных в совместных научных публикациях. В цикле экспериментальных работ автору принадлежит постановка задачи, составление программы измерений, научное руководство организацией наблюдений, контроль за метрологическим обеспечением, разработка методик и паритетное участие в обработке и анализе материала.

Общая структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Объем основного текста составляет 188 страниц, 51 рисунок, 11 таблиц, библиография — 213 наименований на 28 страницах. Общий объем — 263 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирован предмет работы, обоснована ее актуальность, дана характеристика работы, приведено ее краткое содержание.

В первой главе дано развернутое описание ¡модели генерации дневных устойчивых геомагнитных пульсаций типа РсЗ- 4 перед фронтом околоземной ударной волны.

Впервые гипотеза о внемагнитосферном происхождении РсЗ была выдвинута Гульельми в начале 70-х годов. Она основывалась на тесной корреляций пульсаций с параметрами ММП и солнечного ветра и заключалась в предположении, что дневные устойчивые микропульсации типа РсЗ (наиболее распространенный вид пульсаций) имеют своим источником волны, генерируемые в результате ионно-циклотронной неустойчивости потока отраженных от фронта протонов. Вклад автора в развитие этой гипотезы заключался в рассмотрении механизма генерации волн перед ударным фронтом.

Для анализа использовалась система координат, движущаяся

со скоростью небегающего яа магнитосферу солнечного ветра с осью z вдоль межпланетного магнитного поля. Плазма в этой системе моделировалась в виде неподвижного фона (протоны и электроны солнечного ветра) и продольного пучка (отраженные протоны). Рассмотрены случаи строго продольного (kj_ — 0) и квазипродольного (Л-х ¿ц) распространения.

Соответствующие дисперсионные уравнения имеют следующий

вид:

п2 = ехх Т i£iy к± = 0,

1 Ö2

пг = 2^£ix + * 'W1 + у) kW > kl--

Здесь п - показатель преломления, еаа ~ компоненты тензора диэлектрической проницаемости, в -- угол между магнитным полем В и волновым вектором к. Показано, что в реальных условиях перед ударным фронтом неустойчивыми в результате циклотронного резонанса оказываются правосторонне поляризованные волны {11-волны), соответствующие нижнему знаку в приведенных уравнениях. Их волновой вектор направлен от Земли навстречу потоку солнечного ветра. Но групповая скорость воли почти на порядок меньше скорости потока поэтому они сносятся солнечным ветром на поверхность ударного фронта. При переходе в неподвижную относительно Земли систему координат поляризация оказывается левосторонней, а частота испытывает допплеровский сдвиг: и>' ~ ш + kViU1, где Vsw - скорость солнечного ветра.

Аналитические оценки для случая квазипродольного распространения показали, что в зависимости от плотности пучка и теплового разброса в нем могут реализовываться различные ситуации — от слабой кинетической неустойчивости до сильной гидродинамической, когда инкремент пропорционален корню третьей степени из относительной концентрации пу.чка. Интересно, что последующие детальные спутниковые наблюдения подтвердили это разнообразие ситуаций: в разных частях "предударной" области параметры и пучка и воли меняются очень заметно.

Выли проделаны также подробные численные расчеты зависимости частоты и инкремента нарастающих воли от плотности пучка, теплового разброса, наличия в пучке а-частиц и т.д.

Для анализа формирования спектра излучения была прослежена эволюция волнового пакета с произвольной вначале спектральной плотностью в процессе сноса возмущения через активную предударную область. Она определяется в первую очередь видо. функции 7[кг,0), т.е. частотной и угловой зависимостью инкремента. Оказалось, что благодаря достаточно острому пику атой функции при кг ~ Пp/u (и - скорость пучка. Пг, - гирочастота протонов) и 0 — 0 спектр сужается. Показано, что степень монохроматизации пропорциональна корню квадратному из длины пути усиления.

Для приложения полученных результатов к проблеме внемаг-нитосферноЙ генерации РсЗ необходимо перейти в неподвижную систему координат. i3 резонансе (к ~ Üp/u) частота колебаний в системе "магнитосфера1' равна

ш - Т?—Г~ПР'

где и иц - проекции скорости солнечного ветра и пучка (в системе "магнитосфера") на направление межпланетного магнитного поля.

Разработанная модель дает три основных следствия дл'. наблюдения пульсаций:

1. Спектр частот генерируемых колебаний для типичных параметров среды достаточно узок и лежит в середине диапазона РсЗ (А/// ~ 0.2-0.3 и / ~ ЗОмГц), а значение частоты пропорционально напряженности межпланетного магнитного поля: / = дВ, где д 6, если поле измерять в нанотеслах, а частоту — в миллигерцах.

2. Интенсивность колебаний розрастает с уменьшением угла между направлением На Солнце и векторо.л ММП, поскольку в системе "магнитосфера" длина пути усиления составляет i <

где R- размер магнитосферы. В связи с этим амплитуда колебаний увеличивается при уменьшении ф, пока I не достигнет критического значения 1*, при котором наступает нелинейное ограничение интенсивности.

3. Амплитуда колебаний растет с увеличением скорости сол-лечного ветра. Это следствие того, что во-первых, затравочные

возмущения для раскачки неустойчивости имеют наивысшую амплитуду внутри высокоскоростных потоков солнечного ветра. Во-вторых, высокая скорость солнечного ветра создаст лучшие условия для прохождения волн из предударной области внутрь магнитосферы.

Все три следствия отчетливо проявляются в наблюдениях пульсаций. Приведено две группы экспериментальных свидетельств пне-магнитосферного происхождения РсЗ: по данным, полученным п двух разных средиеширотных обсерваториях Надьценк (Венгрия) и Узур, и по многолетним записям пульсаций, охватывающим полный цикл солнечной активности. Основные выводы сводятся к следующему. Несмотря на различие методов обработки, по данным обеих обсерваторий прослеживается уперенный контроль частоты пульсаций напряженностью ММП, а амплитуды ~ скоростью солнечного ветра. Зависимость интенсивности колебаний от ориентации ММП менее выражена, поскольку маскируется влиянием скорости СВ, но и она статистически вполне достоверна. Связь пульсаций с параметрами солнечного ветра сохраняется во все фазы цикла активности, но корреляция наиболее высока в годы спада, когда имеются хорошо выраженные высокоскоростные потоки солнечного ветра.

Во второй гла е приведены некоторые результаты исследований структуры поля РсЗ-4 внутри магнитосферы. Теория возбуждения альиеновских резонансов сторонним источником была развита в работах Чена, Хасегавы, Саусвуда, Федорова, Мазура и Леонови-ча. В данной работе основной упор сделан на экспериментальных исследованиях, иллюстрирующих распределение поля геомагнитных пульсаций внутри магнитосферы. Лишь в лачале главы проблема возбуждения альвеновских резонансов ейловых линий под действием проникающих извне мйгнитозвуковых волн проанализирована на основе аналогии с задачей о наклонном Падении электромагнитной волны на слой изотропного диэлектрика. При атом сделана оценка оптимального значения азимутального ролнового числа, га ~ 2- 4.

Далее было исследовано поведение высокоширотной части меридионального профиля РсЗ в зависимости от внешних условий на основе наблюдений пульсаций на цепочке аврораЛьных станций.

Характер профиля отражает распределение поля пульсаций в дневной магнитосфере за пределами плазмопаузы. Проведенный анализ показал, что из всех рассмотренных 40 случаев лишь и пяти интервалах РсЗ высокоширотный максимум отсутствовал, т.е. амплитуд спадала монотонно с уменьшением широты. Dee эти интервалы соответствовали очень низкой магнитной активности (Кр = 0о или 0+). Во всех остальных случаях высокоширотный максимум располагался в довольно узкой зоне геомагнитных широт — от 07° до 70". В координатах широта максимума — период пульсаций события в зависимости от магнитной возмущенноети распадаются на дсе полосы точек, одна из которых (1\р > 3) соответствует низкой плотности плазмы за пределами плазмосферы и достаточно плавному ее спаду с увеличением широты (хорошо выраженная плазмопауза). Другая полоса точек (Ii'p < 2) включает В себя события, наблюдавшиеся на фоне размытой плазмопаузы с более высокими экваториальными значениями плотности плазмы в зоне высокоширотного максимума.

Если учесть, что наблюдаемые на поверхности Земли пульсации являются резонансными альвеиовскими колебаниями магнитной оболочки, сопряженной с широтой максимума меридионального профиля амплитуды пульсаций, то становится очевидным, что характер зависимости резонансных частот от L (т.е. и от широты) определяется видом распределения плотности плазмы поперек .магнитных оболочек. Если принять это распределение в виде п ~ L"s, то для грубой оценки зависимости периода от L пригодна формула Т — const. В интересующей нас области высокоширотной дневной, магнитосферы типичными значениями в являютс я s - 3- 4, но в спокойное время, когда плазмопауза разбухает и край се может захватывать оболочки с I = 6-8, « может достигать гораздо больших значений. Таким образом, в зависимости от магнитной возмущенноети будет меняться распределение плазмы вне плазмопаузы, а с ним й зависимость периода резонансных колебаний от широты. , .

С этой точки зрения случаи отсутствия высокоширотного максимума при очень низких К,, получают вполне естественное объяснение'. Действительно, по данным прямых измерений, в магнитцо спокойное время ¿-координата дневной плазмопаузы может дости-ать значений L — 6-8. Видимо, при I(v = 0() или 0+ плазмосфера за

крывает область высокоширотного максимума, и в меридиональном распределении амплитуды РсЗ остается один максимум — средне-широтный.

Кроме этого, в конче главы исследовалась и среднеширотнаи часть профиля амплитуды РсЗ по данным российских и монгольских станций. Использовались методы статистической теории колебаний, включающие в себя расчет динамических параметров пульсаций. Получены экспериментальные оценки резонансных частот и добротности среднеширотных альвеновских резонаторов и проанализирована зависимость этих параметров от широты и местного времени.

Третья глава «освящена учету влияния волокнистой структур!,1 магнитосферной плазмы на распространение геомагнитных пульсаций более коротковолнового, чем РсЗ, диапазона.

С целью получения удобных для практического применения выражений использовались приближенные методы. Одним из них является метод геометрической оптики, он применен для анализа распространения волн в так называемых рефракционных волновода х, т.е. таких, где профиль параметров плазмы меняется плавно поперек оси волновода. Еще один метод заключается в расчете полноводных характеристик плоскослоистой системы, исходя из предположения о резких границах слоев, т.е. в случае отражательного волновода, когда параметры плазмы внутри каждого слоя постоянны. Этот метод использован для описания волновода, формируемого нлоекослоистой структурой хвоста магниюсферы. В каждом случае получены формулы для группового запаздывания, которые удобны для интерпретации частотно-временных спектров наблюдаемых сигна лов. В качестве иллюстрации дай подход к интерпретации экспериментальных наблюдений диспергированных сигналов в полярной шапке.

Очевидна физическая связь полярных шапок с геомагнитным хвостом. Поэтому естественно ожидать, что по крайней мерс часть регистрируемых в полярных шапках сигналов имеет хвостовое происхождение. Если предположить, что источник испускает короткий импульс гидромагнитных волн в широком интерпр *е частот, то часто то-премспная форма сигнала полностью будет объясняться

дисперсией. Дисперсионные характеристики сигналов (наклон и форма структурных элементов, протяженность) определяются параметрами среды на пути распространения и удаленностью источника.

Как и во всяком волноводе, дискретный сигнал расплывается вследствие характерной дисперсии. При этом существенно наличие низкочастотной отсечки волновода а>о, а, также разделение сигнала на отдельные волнонодные моды с нижними граничными частотами = пшо (п - целое число). Для сигналов, частота которых сравнима с фундаментальной, разделение на гармоники особенно заметно.

На более высоких частотах (а > 10, и > Пр) волноводные свойства геомагнитного хвоста таковы, что распространение становится невозможным из-за поглощения Во всем диапазоне углов в, кроме углов, близких к в = 0. Таким образом, магнитозвукопые волны с частотой и> ~ Пр распространяются в хвосте почти вдоль < иловых линий, это Я-волны.

АльвеновскИе волны (£-гт:ны) канализируются внешним магнитным полем. Поэтому границы раздела в хвосте, не пересекающие магнитных силовых линий, почти не влияют на спектр ¿-волн. Групповая скорость как £-, так и Л-волн зависит от частоты (гиро-частотная дисперсия).

Итак, в геомагнитном хвосте возможны три типа дисперсии: (1) полноводная дисперсия низкочастотных (и> <С магнитозвуковых волн; (2) гирочастотная дисперсия Я-волн (а* ~ Г?р). распространяющихся под малыми углами к магнитному полю; (3) гирочастгтная дисперсия Ь-волн.

Форма динамического спектра сигнала определяется частотной зависимостью времени группового запаздывания

где т - время группового запаздывания, пд = с/Уд - групповой показатель преломления, ¿1 - элемент траектории сигнала. Конкретный вид пд зависит от типа дисперсии.

Анализ зависимости т(и>) с учетом полученных в работе формул для п дает характерные признаки динамического спектра каждого

(О

сигнала. Эхо позволяет классифицировать наблюдающиеся сигналы по типу их дисперсии и извлекать определенную информацию о характеристиках среды и удаленности импульсного источника по измерению структурных элементов.сигналов па сонограммах.

В конце главы путем сопоставления результатов наблюдений в аороральных районах пульсаций диапазона Рс1~2 со статистическими спутниковыми данными по плазменным волокнам за пределами нлазмосферы продемонстрировано, что пространственное распределение и режим высокоширотных пульсаций Рс1-2 определяется распределением и составом плазмы в дневной высокоширотной магнитосфере. В частности, показано, что широкий разброс наблюдаемых периодов высокоширотных полноводных пульсаций может быть объяснен их генерацией за счет циклотронной неустойчивости кпк протонов, так и более тяжелых ионов.

В четвертой главе рассмотрены некоторые эффекты продольной и поперечной неоднородности геомагнитного поля и находящейся в нем плазмы.

Наиболее существенную роль в процессах возбуждения колебаний п криволинейных магнитных полях играет продольная неоднородность магнитного поля и, следов" тельно, наличие частиц, запертых между магнитными пробками.

В продольно неоднородной плазме резонансное условие однородной плазмы из — пП = 0 преобразуется к виду

из — Изо — пПр — тизь = О,

где шр - частота магнитного дрейфа, щ - баунс-частота (частота колебаний частиц между пробками магнитного поля), черта сверху означает усреднение по замкнутой траектории частиц между зеркальными точками, »г и т - целые числа. Поэтому, резонансное взаимодействие волна-частица возможно не только на гармониках гирочастоты <Л, но и на гармониках баунс-частоты иь, а также на частоте магнитного дрейфа изц. При этом вещественная часть частоты определяется дисперсионным уравнением для данной волновой моды. В работе дана сводка результатов по анализу возбуждения двух мод: моды на запертых ионах и желобковой модг (БМЗ-волна с А-1 Агц). Первая существует только в продольно неоднородном поле, вторая лишь модифицируется продольной неоднородностью.

Частота моды на запертых ионах по порядку величины равна ш ~ (^»Уо!)1/2, где а;» - частота ларморовского дрейфа. Резонансное условие для моды на запертых ионах имеет вид шц — О, где индекс "А" означает горячие частицы. При этом инкремент нарастания колебаний по порядку величины равен

.ад / ,я\2

где И - радиус кривизны, а - масштаб неоднородности.

Для желобковой моды наибольший вклад дают члены с резонансным знаменателем и> — нПр — 2ри>ь, Р ~ целое. Учет баунс-эффектов приводит к увеличению инкремента. В реальных условиях приходится учитывать много членов как но п, так и по р. По порядку величины

1 ~ ^ /^У'3

и N v и.% ) г 'л2'

В случае длинных волн основную роль играют баунс-эффекты, то есть раскачка волн с частотами, сдвинутыми относительно циклотронной частоты на величину, кратную удвоенной баунс-час-тоте Шь.

" Далее в этой главе изложены результаты работы автора над проблемой учета баунс-эффектов при генерации "жемчужин". Показано, чю в удаленных областях магнитосферы, где шь « Пр, за счет баунс-эффектов могут возбуждаться дополните ль ные гармоники, сдвинутые относительно основной частоты на ±гтл,.

Кроме этого, приведен анализ динамики пакетов вльпеновских волн В условиях одновременного влияния продольной и поперечной неоднородности среды. Определены условия, при которых возможно нарастание пакетов жемчужин на плаэмопаузе. По отношению к диффузионному расплыванию наиболее благоприятные условия складывается в поздние утренние и предш туденпые часы и районе перехода от очень тонкой и резкой утренней границы плнзмосферы к р ,зь..*1той и изрезанной днепной плазмопаузе.

Питая глава посвящена феноменологическому моделированию процессов формирования и распада кольиецого тока во время геомагнитной бури. Предложена модель Ditпариации, основанная па признании роли геомагнитных пульсаций и процессах накопления и диссипации эа ргии в кольцевом токе во время бури, уточнена форма зависимости источника кольцевого тока от межпланетного электрического поля, обсуждены вопросы, связанные с учетом фл"кту-ационных эффектов.

Цепочка причинно-временных связей во время геомагнитной бури такова. Поворот Вг к югу приводит к возникновению положительной азимутальной составляющей межпланетного электрического поля Ev — —ViwDz. Величина Еу определяет скорость инжекции заряженных частиц в магнитосферу.

Таким образом, скорость нарастания кольцевого тока оказывается зависящей от скорости солнечного ветра и связанной с суббу-рейой активностью. Индикатором скорости солнечного ветра может быть амплитуда РсЗ. Индикатором магнйтосферных суббурь являются геомагнитные пульсации Pi2. Это определяет попытку использования информации об амплитуде этих пульсаций для оценки скорости закачки энергии в кольцевой ток.

Другим процессом, определяющим интенсивность кольцевого тока, является его распад. Основным механизмом распада служит процесс перезарядки ионов, образующих кольцевой ток. Скорость потери инжектированных ионов при этог,. пропорциональна интенсивности кольцевого тока. Но есть И второй важный механизм распада кольцевого тока — ийтч-угловай диффузия частиц, возникающая за счет взаимодействуя ионов кольцевого тока с плазмосферой. При этом возбуждаются иойно-циклотронные волны с частотами менее 5 Гц, что укладывается в диапазон геомагнитных пульсаций Pel, РИС, Ipdp.

Описанная выше картина приводит к следующей модели

Aíc - -[/Лгс'лАги -h hA),rl - jJ,ír/tce + г.

Здесь D„,c - оценка D„i-индекса; Apa, A¡>¡2 и Apcí~ амплитуда пульсаций РсЗ, Pi2 и Pel соответственно* tct - время распада кольцевого тока за. счет механизма перезарядки, постоянные.параметры у, h, i

и г могут быть определены по экспериментальным данным. Первый член в праной части описывает источник Д,гвариации, он аналогичен члену, содержащему межпланетное электрическое поле, в модели Расселла-Вартона-Макферрона. Второй член моделирует распад кольцевого тока за счет иоино-циклотрониой неустойчивости. Третий описывает процесс диссипации кольцевого тока вследствие перезарядки. Четвертый член введен в уравнение для облегчения согласования с экспериментальными данными методом наименьших квадратов.

Формула может рассматриваться как основа метода оперативной оценки изменения интенсивности кольцевого тока в ходе геомагнитной бури по данным о геомагнитных пульсациях. Опробование метода описано в следующей глаце.

В шестой глаио рассмотрен ряд методов гидромагнитной диа-. гностики, разработанных автором с участием других исследователей.

1. Описан Индекс ис, который строится по данным об интенсивности дневных пульсаций на одной среднеширотной обсерватории и позволяет оценивать скорость солнечного ветра. Для повышения олравдываемости используются дополнительные данные о геомагнитной активности либо данные сопряженной обсерватории. Точность оценки составляет ± 75 км/с при надежности 84%. Приведены результаты апробации По независимым данном О-индекса напряженности ММП, намечены Возможности диагностики секторной структуры солйечного ветра.

2. Приведены результаты оценки интенсивности кольцевого тока, полученные во наземным данным о геомагнитных пульсациях на основе использования феноменологической модели Д,<-Ьариагчи, описанной а предыдущей глайе. Средний модуль отклонений оценок

от истинных часовых значений составил 30 нТл, а средняя эффектйвноств оценка - 0,82.

3. Описан метод определения расстояния до импульсного источника в геомагнитном хвосте по наблюдениям дискретных диспергированных сигналой в полярных Шапках. Получены удобные для практического применения формулы оценок расстояния до Источника для сигналов Ь- и Я-типа, а также для полноводных (!У).

В качестве иллюстрации приведены результаты обработки десятка сонограмм таких сигналов.

4. Намечены пути оценки распределения плотности плазмы и динамики плазменных волокон за пределами плазмосферы. Возможности диагносшки основаны на зависимости положения высокоширотного максимума РсЗ от распределения тепловой плазмы и на связи высокоширотных Pel с плазменными волокнами.

5. На основе сопоставления спутниковых наблюдений вспышеч-ного потока на орбите Земли с наземным режимом геомагнитных пульсаций обсуждены возможности наземной диагностики структуры межпланетной ударной волны, набегающей па магнитосферу.

В седьмой главе описывается внедрение полученных научных результатов и разработанных методов в Риде создания системы оперативного контроля за состоянием магнитосферы. Составные части такой системы (отдельные блоки аппаратурного обеспечения, алгоритмы предварительной обработки и первичного анализа данных, алгоритмы научного анализа) были разработаны в 1986-1988 гг. в соответствии с Техническим заданием НИР "Алгоритм" (в рамках НТП "Атмосфера"), научным руководителем которой являлся автор.

В начале главы дана общая схема системы сбора и обработки данных о геомагнитных пульсациях. Описаны основные характеристики индукционного магнитометра, сформулированы требования к эналогово-цифровому преобразователю и средствам хранения и обработки данных.

Описаны принципы подхода к предварительной обработке и первичному анализу данных. Эти операции включают в себя редактирование, удаление тренда и частотную фильтрацию. Указаны рекомендуемые алгоритмы предварительной обработки и анализа.

Описан один из вариантов системы оперативного контроля. Перечислены выполняемые задачи И пути их решения, приведена блок-схема программной части системы. . - ■

Проведена npoBt рка составленного пакета программ на;модель-ных примерах и на реальном материале наблюдения пульсаций. Испытания показали работоспособность предложенных методов автоматической обработки пульсаций. Полученные/результаты вполне

удовлетворительно согласуются с результатами визуального анализа осциллограмм. В ряде случаев они дают более точную количественную оценку режима пульсаций.

В заключении приведены основные новые результаты, полученные в работе, они сформулированы ниже.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

I. Итоги теоретического и экспериментального изучения различных типов геомагнитных пульсаций можно сформулировать в виде таких пунктов:

1. Разработаны теоретические аспекты гипотезы о внемагнито-сферном происхождении дневных устойчивых геомагнитных пульсаций РсЗ--4. Получены теоретические и новые экспериментальные доказательства того, что дневные устойчивые геомагнитные пульсации РсЗ-4 возбуждаются в виде правополяризованных ионно-циклотронных воЛн перед фронтом околоземной ударной волны а результате неустойчивости пучка отраженных от фронта протонов.

На основе анализа дисперсионных соотношений для квазипродольною.распростпанения показано, что спектр нарастающих волн сужается как за счет наличия пика инкремента по частоте, так и вследствие того, что инкремент максимален при распространении волй точно вдоль внешнего магнитного поля. Сделаны оценки характерной степени монохромат-изации.

Описаны механизмы формирования трех основных форм наблюдаемых связей характеристик геомагнитных пульсаций с параметрами солнечного ветра: зависимость частоты колебаний от модуля ММП, зависимость амйлитуды колебаний от угла между вектором ММП и направлением Солнце-Земля и зависимость интенсииности пульсаций от скорости солнечного Петра.

Приведены экспериментальные данные, подтверждающие контроль свойств РсЗ вНемаГнйтосферными условиями, на основе данных двух среднеШИроТных обсерваторий Уэур и IIадьценк (Венгрия) и но многолетним записям пульсаций, охватывающим полный цикл солнечной активности.

2. Исследованы некоторые особенности распределения-поля дневных геомагнитных пульсаций РсЗ-4 внутри магнитосферы.

На основе аналогии с задачей о падегли электромагнитной волны на слой диэлектрика проанализирована проблема возбуждения альвеновских резонансов геомагнитных силовых линий Под действием проникающих извне мапштозвуковых волн. Оценка оптимального значения азимутального волнового числа показывает, что наиболее благоприятны для резонанса небольшие значения азимутального числа т - 2-4.

Показано, что зависимость положения высокоширотного максимума амплитуды пульсаций РсЗ от их периода определяется характером распределения плазмы за пределами плазмосферы. Высокоширотный максимум исчезает при очень слабой магнитной возму-щенности.

Получены оценки резонансных частот и добротности среднеши-ротных альвеновских резонаторов.

3. Дана физическая интерпретация формы и морфологических особенностей различных сигналов в диапазоне геомагнитных пульсаций Рс1-3 (0,05 ... 2 Гц), наблюдающихся в высокоширотных областях, в частности:

Проанализировано распространение магнитозвукопых и альче-новских волн как в рефракционных (с параболическим профилем плотности), так и в отражательных плазменных волноводах. Получены удобные для практического применения формулы оценки времени группового запаздывания альвеновских и магнитозвуковых волн в таких волноводах.

Дана интерпретация диспергированных сигналов диапазона геомагнитных пульсаций, наблюдающихся в полярных шапках.

Проанализированы данные, свидетельствующие о полноводном распространении короткопериодиых геомагнитных пульсаций в дневной высокоширотной магнитосфере. Продемонстрировано влияние тяжелых ионов на спектр канализируемых плазменными волокнами пульсаций.

4. Выявлены эффекты продольной и ^перечной неоднородности плазмы и геомагнитного поля на поведение разных мод колеба,-ний в магнитосфере:

Получены выражения инкрементов нарастания (в результате взаимодействия с быстрыми частицами) моды на запертых про-

тонах и циклотронной неустойчивости быстрых магнитозвуковых волн в продольно неоднородном геомагнитном поле.

Показано, что учет влияния продольной неоднородности (ба-унс-эффектов) на генерацию алызеновских волн (жемчужин) приводит к модификации выражения для анизотропии, когда баунс-частота много меньше гирочастоты протонов, и дает возбуждение дополнительных гармоник, когда эти частоты сравнимы.

Определены условия, при которых возможно нарастание пакетов жемчужин на плазмопаузе.

5. Построена феноменологическая модель £>^(-вариации, позио-лившая выявить роль геомагнитных пульсаций во время магнито-сферной бури.

Эта же модель позволила уточнить форму зависимости источника кольцевого тока q от межпланетного электрического поля Е.

II. Разработка методов наземной диагностики параметров солнечного ветра и магнитосферной плазмы дала следующие результат:

а) О-4 данным об амплитуде РсЗ построен индекс скорости солнечного ветра Ucj

б) предложен метод оценки (в реальном премени) интенсивности кольцевого тока по наблюдениям геомагнитных пульсаций;

в) разработана методика обработки сонограмм наблюдаемых в полярных шапках сигналов с целью оценки расстояния до импульсного источника в хвосте Магнитосферы;

г) показана возможность получения информации о структуре плазмы за пределами плазмосферы по данным о дневных высокоширотных пульсациях;

д) продемонстрированы возможности наземной диагностики структуры межпланетной ударной волны, набегающей на магнитосферу.

III. В рамках внедрения полученных результатов предложена система оперативного контроля за состоянием магнитосферы по данным о пульсациях, а именно:

1. Приведена блок-схема и указаны технические характеристики аппаратурной части системы сбора и обработки геомагнитных

данных. Описаны принципы подхода к предварительной обработке И первичному анализу данных.

2. Предложен один из вариантов сш темы оперативного контроля. Разработаны методы, предложены алгоритмы и составлены программы анализа геомагнитных пульсаций.

3. Составленный пакет программ проверен на модельных примерах и на реальном материале наблюдения пульсаций. Испытания показали работоспособность предложенных методов автоматической обработки пульсаций.

Основное содержание диссертации опубликовано в 52 печатных работах. 35 наиболее значимых из них указаны ниже.

1. Потапов А. С. Поглощение гидромагнитных волн в плазменном слое хвоста магнитосферы // Геомахнетизм и агрономия. 1973. Т. 13. С. 377-379.

2. Guglielmi А. V., Klaine В. I., Potapov A. S. Excitation of magnetosonic waves wjfch discrete spectrum in the equatorial vicinity of the plasmapause // Planet. Space Sei. 1975. V.23. P. 279-286.

3. Потапов A.C. Возбуждение геоматнитшых пульсаций РсЗ перед фронтом околоземной ударной волны пучком отраженгых протонов // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Иркутск: Наука, 1974. Вып.34. С. 3-12.

4. Ловбнл Б. В., Потапов А. С. Интерпретация и анализ диспергированных сигналов в диапазоне 0,1'",0 Гц в полярных шапках //' Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Иркутск: Наука, 1974. Вып.34. С. 13-19.

5. Потапов А. С., Похотелов О. А. Взаимодействие моды на запертых ионах с быстрыми протонами в магнитосфере // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М: Наука, 1976. Вып.39. С. 12-20.

6. Каладзе Т. Л., Михайловский А. В., Потапов А. С., Похотелов О. А. Роль продольной неоднородности магнитного поля а теории циклотронной неустойчивости плаэмосфсры // Физика плазмы. 1976. Т.2. С. 672-678.

7. Каладзе Т. Д., Михайловский А. В., Потап< i А. С., Похотелов О. А. Неустойчивость магнитозвуковых волн на запертых

d геомагнитном поле протонах // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнна. М: Наука, 1976. Вып.39. С. 21-26.

8. Гульельми А. В., Потапов А. С., Д'Коста А. К теории возбуждения геомагнитных пульсаций РсЗ // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1976. Вып.39. С. 27-32.

9. Вузеьич А. В., Потапов А. С. О связи между структурой межпланетных потоков от хромосферных вспышек и режимом геомагнитных пульсаций // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физ. Солнца. М.: Наука, 1976. Вып.39. С. 59-63.

10. Потапов А. С. Алгоритм и программа "Пролонг" для численного анализа дисперсионного уравнения циркулярно поляризованных волн в однородной плазме // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1976. Вып.39. С. 180-185.

11. Потапов А. С. О влиянии продольной неоднородности геомагнитного поля на генерацию жемчужин // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М: Наука, 1979. Вып.46. С. 100-103.

12. Потапов А. С., Полюшкина Т. Н. Суточный индекс скорости солнечного ветра Uc и анализ индекса В по данным Иркутска // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца- М.: Наука, 1979. Вып.46. С. 152-157.

ч 13. Потапов А.С., Полюшкина Т.Н., Бузевич А.В. Новые данные о связи дневных устойчивых геомагнитных пульсаций с параметрами солнечного Ветра // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М,: Наука, 1979. Вып.49. С. S4--8S.

14. Buzevich А. V., Potapov A. S. High-latitude Pel geomagn tic pulsations // Phys. Solaiitcrr. Potsdam, 1979. No.l. P. 23-32.

15. Потапов А. С., Поляков A. P. Исследование высокоширотного максимума амплитуды геомагнитных пульсаций типа РсЗ // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1981. Вып.5Э. С. 81-87.

16. Потапов А. С., Поляков А. Р. С зависимости высокоширотного максимума РсЗ от периода пульсаций // Геомагнетизм и

аэрономия. 1981. Т.21. N 23. С. 572-575.

17. Потапов А. С., Полюшкина Т. Н. Связь пульсаций геомагнитного поля и межпланетной среды // Прогнозы развития природных явлений. Новосибирск: Наука, 1982. С. 12-20.

18. Mazur V. A., Potapov A. S. The évolution of perla in the Earth's magnetosphere // Planet. Space Sci. 1983, V.31. No.8. P. 859-S63.

19. Полюшкина Т.Н., Потапов A.С. Связь амплитуды дневных геомагнитных пульсаций со скоростью солнечного ветра в цикле солнечной активности // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1983. Вып.66. С. 54-61.

20. Гульельми А. В., Клайн В. И., Потапов А. С., Поляков А. Р. Флуктуации амплитуды и фазы геомагнитных пульсаций РсЗ // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1983. Вып.66. С. 38-41,

21. Пархомои В. А., Потапов А. С., Луковникова В. И. Регулярные узколокализованные пульсации в диапазоне 10-25 с // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М: Наука, 1983. Вып.66. С. 69-75.

22. Гульельми А. В., Потапов А. С. Об особенности поля M^Д-волны в неоднородной плазме. // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1984. Вып.70. С. 149-157.

23. Д'Коста А., Потапов А. С. Диагностика скорости солнечного ветра по данным двух диаметрнль-о расположенных обсерваторий // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1984. Вып.70. С. 169-171.

24. Vero J., Hollo L., Potapov A. S., Polyushkraa Т. N. Analysis of the connections between solar wind parameters and day-side geomagnetic pulsations based on data frora the observatories Nagycenk (Hungary) and Uzur (USSR) // J. Atmos. Terr! Pliys. 1985. V. 47. P. 557-565.

25. Гульельми A. В., Потапов А. С. Распространение магнито-гидродинамичес.ких и циклотронных волн в параболическом волноводе // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1985. Вып.73. С. 172-177.

26. Потапов А. С. Геомагнитные пульсации кг инструмент диагностики околоземной плазмы // Исследования но геомагнетиз-

му, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1086. Выи.76. С. 137— 145.

27. Potapov A. S. Geomagnetic pulsations // Report on scientiiic activity in geomagnetism and aeronomy (1983-1986), presented to the XIX IUGG General Assembly. Moscow, 1986. P. 137-154.

28. Потапов А. С., Иванов С. Д., Золотухина Н. А. и др. НИР "Алгоритм". Разработка алгоритмов обработки и представления данных и диапазоне геомагнитных пульсаций с включением некоторых диагностических признаков. (Итоговый отчет) / СибИЗМИР. Иркутск, 1988. 42 с.

29. Потапов А. С., Полюшкина Т. Н. Геомагнитные пульсации как средство слежения за ¿¿¿(-вариацией // Геомагнетизм и аэрономия. 1989. Т.29. С. 394-398.

30. Гульельми А. В., Полюшкина Т. В., Потапов А. С. Поиск оптимальной формы источника в RBM-модели Д,/-вариации // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1989. Вып.85. С. 95-100."

31. Поляков А. Р., Потапов А. С. Динамические параметры геомагнитных пульсаций РсЗ // Геомагнетизм и аэрономия. 1989. Т. 29. N 6. С. 921-925.

32. Золотухина II. А., Иванов С. Д., Поляков А. Р., Потапов А. С., Рахматулин Р. А. Алгоритм выделения Pi2 из непрерывного ряда наблюдений на средних широтах // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1990. Вин.90. С. 144-152. '

33. Potapov A. S., Polyushkina Т. N. A phenomeuologicai study of the D&t storm variation // Plauet. Space Sei. 1992. V.40. P. 731-739.

34. Поляков A. P., Потапов А. С., Цэгмид В. Экспериментальная оценка резонансной частоты и добротности альвеновских резонаторов // Геомагнетизм и аэрономия. 1992.' Т. 32. N2. С. 156-159.

35. НечаевС. А., Потапов А. С. Индукционный нанотеслиметр. Патент РФ N 2003996. 1993.