ДВУМЕРНАЯ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ КОЛЬЦЕВОГО ТОКА В МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ

Abstract

Исследована динамика протонов кольцевого тока с переменными граничными условиями во внутренней магнитосфере во время магнитной бури. Рассчитана временная и пространственная эволюция плотностей фазового пространства (дифференциальных потоков) протонов в дипольном магнитном поле. Расчеты выполнены с помощью предлагаемой автором двумерной феноменологической модели кольцевого тока PheMRC 2-D (two-dimensional Phenomenological Model of the Ring Current 2-D), рассматривающей радиальную и питч-угловую диффузии с учетом потерь при обмене зарядами между частицами и из-за взаимодействий «волна-частица». Моделирование начинается с распределения магнитоспокойного времени. Модель тестируется сравнением вычисленных потоков протонов с измерениями на спутнике Polar/MICS во время магнитной бури 21 – 22 октября 1999 г. Получено хорошее согласие расчетного питч-углового распределения и экспериментальных данных. Проведено сравнение с другой моделью кольцевого тока ECRCM (Extended Comprehensive Ring Current Model) [Ebihara et al., 2008]. Модель PheMRC 2-D точнее модели ECRCM описывает экспериментальные данные. Используя соответствующие экспериментальные данные, предложенная модель может быть использована для моделирования динамики заряженных частиц в магнитосферах Юпитера и Сатурна.