О причинах и механизмах образования долговременных вариаций характеристик ГКЛ в гелиосфере Крайнев М.Б., ФИАН

Содержание

Слайд 2

Полоидальные и тороидальные магнитные поля на Солнце Ω-эффект: Bpol → Bφ

Полоидальные и тороидальные магнитные поля на Солнце

Ω-эффект:
Bpol → Bφ

α-эффект:
Bφ → Bpol

!

» Bpol

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 3

Образование и структура гелиосферы Rossi, Olbert, 1970 Baranov, Malama., 1993 18.02.2015 ИКИ-2015

Образование и структура гелиосферы

Rossi, Olbert, 1970

Baranov, Malama., 1993

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 4

Регулярное гелиосферное магнитное поле и гелиосферный токовый слой. A=sign(Br,N) = - sign(Bφ,N) 18.02.2015 ИКИ-2015

Регулярное гелиосферное магнитное поле и гелиосферный токовый слой.

A=sign(Br,N) = -

sign(Bφ,N)

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 5

Две ветви солнечной активности в гелиосфере в 1980-2000 гг. 18.02.2015 ИКИ-2015

Две ветви солнечной активности в гелиосфере в 1980-2000 гг.

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 6

Функция распределения, интенсивность и анизотропия ГКЛ f(p)=J(r,θ,T)/p2 Средне-месячные Средне- суточные Средне- часовые 18.02.2015 ИКИ-2015

Функция распределения, интенсивность и анизотропия ГКЛ

f(p)=J(r,θ,T)/p2

Средне-месячные

Средне-
суточные

Средне-
часовые

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 7

Две ветви активности на Солнце и 11- и 22-летние циклы в интенсивности ГКЛ 18.02.2015 ИКИ-2015

Две ветви активности на Солнце и 11- и 22-летние циклы в

интенсивности ГКЛ

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 8

Две ветви активности на Солнце и 11- и 22-летние циклы в анизотропии ГКЛ 18.02.2015 ИКИ-2015

Две ветви активности на Солнце и 11- и 22-летние циклы в

анизотропии ГКЛ

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 9

Широкоаспространенная точка зрения: причина образования 11-летнего цикла – пятенный цикл на

Широкоаспространенная точка зрения: причина образования 11-летнего цикла – пятенный цикл на

Солнце и в гелиосфере, а 22-летнего – цикл в полярности ГМП.
Причины:
Историческая: первые ~25 лет (1950-1975 гг.) считалось, что в гелиосфере есть только пятенный цикл, а в ГМП преимущественной полярности нет. После 1975 г. – вариация J22 есть, но она мала.
Методические (психологические?):
Нет необходимости искать другие факторы (т. к. сильная корреляция с W, Bhmf,…);
По мощности причины: чем мощнее вариация модулирующего фактора, тем сильнее эффект. Если меняется только направление поля слабой полоидальной ветви, вариация интенсивности ГКЛ должны быть слабее, чем от сильной вариации сильной тороидальной ветви. Но в гелиосфере - не так!;
По периоду вариации причины: 11-л и 22-л вариации характеритик ГКЛ должны вызываться изменением факторов с теми же периодами.

О причинах образования 11- и 22-летней вариаций в характеристиках ГКЛ. 1.

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 10

Альтернативная точка зрения: как 11-л, так и 22-л образуются при совместном

Альтернативная точка зрения: как 11-л, так и 22-л образуются при совместном

действии пятенного цикла в гелиосфере и цикла в полярности ГМП, причём роль последнего в образовании обеих вариаций характеристик ГКЛ может быть велика.
Возможные механизмы образования 11-л вариации как 2-ой гармоники от причины, изменяющейся с 22-л:
Последовательное действие двух механизмов, действующих с 22-л периодом (например, наружная модуляция, затем дрейф): J ~ sin2 (ω22t) = (1 – cos (ω11t))/2.
Одновременное изменение двух факторов в одном механизме, действующем с 22-л периодом (например, направление скорости и канал поступления частиц в механизме магнитного дрейфа).
Модуляция 22-л механизма 11-л циклом (например, дрейф зависит от полярности ГМП (22-л), его напряжённости и формы токового слоя (обе 11-л).

О причинах образования 11- и 22-летней вариаций в характеристиках ГКЛ. 2.

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 11

Моделирование интенсивности ГКЛ. 1. Транспортное уравнение и граничные условия. Стационарное ТУ

Моделирование интенсивности ГКЛ. 1.
Транспортное уравнение и граничные условия.

Стационарное ТУ
Parker, Крымский,

Jokipii
(1950s-1970s)

For 2D (r ,θ)

Граничные условия

«Начальное» условие

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 12

Моделирование интенсивности ГКЛ. 2. Коэффициенты транспортного уравнения. Только Vdr и KII

Моделирование интенсивности ГКЛ. 2.
Коэффициенты транспортного уравнения.

Только Vdr и KII зависят

от преимущественной полярности (A), которая может быть включена (A > 0, A < 0) и выключена (A = 0) при решении граничной задачи.

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 13

При выбранных параметрах модели в основном описываются J11 и J22. При

При выбранных параметрах модели в основном описываются J11 и J22. При

выключении преимущественной полярности ГМП (А = 0) расчётная интенсивность (чёрные линии) почти везде падает в 3-5 раз, т. е. вклад дрейфа составляет 70-80% от полной интенсивности как при A > 0 (красные), так и при A < 0 (синие линии), а значит и в J11 и J22!

Kalinin, Krainev, JoPCS, 2013

Krainev, Kalinin, JoPCS, 2013

Расчётная J(r,θ,T; t) для A>0, A<0, A=0

18.02.2015

ИКИ-2015

Слайд 14

Результаты других моделей Jokipii, Thomas, 1981 Крымский и др. (2007-2014) Только

Результаты других моделей

Jokipii, Thomas, 1981

Крымский и др. (2007-2014)

Только дрейф; изменяется только

наклон ГТС

Дрейфом определяются каналы доступа ГКЛ; наружная модуляция

18.02.2015

ИКИ-2015