1 год назад
Нету коментариев

Геомагнитные наблюдения по­казали, что, двигаясь по своей ор­бите, Земля попадает в секторы межпланетного магнитного поля (ММП). В ММП вектор магнитной индукции имеет составляющую, направленную либо от Солнца (+ММП), либо к Солнцу (—ММП). Соответственно поля называются положительными или отрицатель­ными.

Чаще всего в околоземном кос­мосе бывает 4 сектора, и за время одного оборота Солнца Земля на­ходится в одном секторе около 7 дней.

Наблюдения с космических ле­тательных аппаратов позволили составить представление о сектор­ной структуре магнитных полей. Схема ее представлена на рис. 8. Вокруг Солнца существует гофри­рованная волнообразная поверх­ность, вдоль которой циркулирует ток. По закону Био — Савара — Лапласа в произвольной точке во­круг каждого элемента тока созда­ется перпендикулярный к нему элементарный вектор магнитной индукции, подчиняющийся прави­лу правого винта. Поэтому над по­верхностью токового слоя возни­кает + ААМП, а под поверхностью —ММП. Земля, двигаясь по своей орбите, пересекает эту волнооб­разную поверхность и оказывается в области то положительного, то отрицательного ММП.

Схема секторной структуры межпланетного магнитного поля...

Схема секторной структуры межпланетного магнитного поля…

Исходя из наличия быстрой сме­ны знака ММП, можно предполо­жить, что в проводящей ионизиро­ванной верхней атмосфере Земли, по правилу Фарадея, должны воз­никать токи, стремящиеся препят­ствовать изменениям ММП. Эти токи будут осуществляться главным образом в виде перемещения положительных ионов, которые при соударении с нейтральными частицами приведут к резкой сме­не направления ветра в ионосфе­ре (Дмитриев А. А. К теории влияния солнечной активности на бере­говой эффект в ионосфере. — ДАН СССР. — Сер. Геофизика. — 1973. — Т. 212. — № 3. — С. 600—602).

Значит, при изучении динамики атмосферы надо учитывать и ука­занную скорость ветра, которая на больших высотах может дости­гать сотни метров в секунду. Вы­свободившаяся энергия неустой­чивости атмосферы может играть роль «триггерного», или «курково­го», механизма, о котором часто говорят без уточнения его физиче­ских основ. В результате падения давления, передаваемого таким путем в верхнюю атмосферу, там возникает соответствующее из­менение циркуляции: начинается приток воздуха из соседних зон, компенсирующий падение давле­ния наверху.

В соответствии с нашей гипоте­зой смена знака ММП с плюса на минус вызывает в стратосфере уси­ление западно-восточного переноса, а смена знака с минуса на плюс приводит к его ослаблению. В тро­посфере реакция индекса циркуля­ции противоположная. Это нагляд­но показано на рис. 9, где пред­ставлено изменение зональной циркуляции атмосферы после из­менений магнитной индукции с плюса на минус и с минуса на плюс. Эти изменения были рассчи­таны на ЭВМ В. А. Малинниковым по материалам 1971—1973 гг. За этот период было отмечено 40 пе­реходов плюс — минус и 45 пере­ходов минус — плюс. Из рисунка видно, что характер изменения западно-восточного переноса за­висит от того, какое изменение происходит с ММП — с положи­тельного на отрицательное или наоборот. В верхней атмосфере смена положительного ММП на отрицательнее дает рост скорости западного переноса. В тропосфере происходит смена знака связи ана­логично тому, как часто над тропо­сферным циклоном в стратосфере может наблюдаться антициклон. Если вектор магнитной индукции ММП при его смене будет иметь направление, близкое к экваториальной плоскости, следует ожи­дать появления соответствующих меридиональных процессов. Они должны возникать предпочтитель­но на периферии поверхности, за­нятой индуцированной завихрен­ностью. Направление меридио­нальных процессов определяется знаком индуцированной завихрен­ности (рис. 9).

Изменение знака зональной циркуляции атмосферы после смены секторов межпланетного магнитного поля...

Изменение знака зональной циркуляции атмосферы после смены секторов межпланетного магнитного поля…

Такова схема объяснения места появления ультраполярных про­цессов в прогностических моде­лях Б. П. Мультановского и С. Т. Пагавы. Вместе с тем на диаметраль­но противоположной периферии завихренной области следует ожи­дать мощного затока теплого воз­духа. Таким образом описывается модель образования крупномас­штабных сопряженных колебаний атмосферы.

Изложенное выше показывает, что индукционная гипотеза при эм­пирической проверке получает подтверждение.

Экстраполяция указанного выше индекса циркуляции к уровню, на котором давление воздуха стре­мится к нулю, показывает, что и там зональная циркуляция и ее скорость изменения с высотой (производная по давлению) обна­руживают эффект согласованности с характером изменения ММП (Новое в солнечно-земных связях / Под ред. А. А. Дмитриева. — М.: Наука, 1980). Интересно отметить, что с пози­ций индукционной теории одина­ковое изменение ММП, например с положительного на отрицатель­ное, должно приводить к разным изменениям зональной циркуля­ции зимой и летом. Это связано с изменением склонения Солнца и с различием потоков вектора магнитной индукции через эква­ториальное сечение Земли.

В период высокой солнечной активности нагревание верхней атмосферы возрастает в связи с ростом интенсивности коротковол­новой части солнечного спектра и корпускулярной радиации. На­гретые верхние слои как бы вспу­чиваются, и воздух там начинает растекаться в стороны менее на­гретых слоев, насколько это позво­ляют силы Кориолиса и Лоренца. Последняя существенна для дви­жения верхних ионизированных слоев атмосферы в магнитном по­ле. Предложен ряд схем, которые объясняют возможность переда­чи возмущения из верхних слоев в нижние.

Физические механизмы могут объяснить качественные связи между солнечной активностью и состоянием атмосферы. И хотя остается еще много неясного, так или иначе, видимо, нельзя не счи­таться с тем фактом, что Солнце воздействует на Землю по многим каналам.