CC BY
1
Секция
«КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
УДК 550.338
ОПАСНОСТИ ПОЛЯРНЫХ КАСПОВ
А. В. Аникин Научный руководитель - А. А. Снежко
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31
E-mail: golenkova.aleksa@mail.ru
В работе рассмотрено влияние солнечного ветра на атмосферу Земли. Наиболее уязвимыми являются особые зоны - каспы, в которые частицы солнечного ветра могут беспрепятственно проникать в полярную ионосферу и представлять опасность для летательных аппаратов и спутникового оборудования.
Ключевые слова: полярные каспы, солнечный ветер, магнитосфера.
HAZARDS OF THE POLAR CASPES
A.V. Anikin Scientific supervisor - A. A. Snezhko
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: golenkova.aleksa@mail.ru
The influence of the solar wind on the Earth's atmosphere is considered. The most vulnerable are special zones - cusps, in which solar wind particles can freely penetrate into the polar ionosphere and pose a danger to aircraft and satellite equipment.
Key words: polar cusps, solar wind, magnetosphere.
Полярные каспы - воронкообразные области в лобовой части магнитопаузы на геомагнитных широтах ~ 75°, возникающие в результате взаимодействия солнечного ветра и магнитного поля Земли [1]. Через каспы частицы солнечного ветра могут беспрепятственно проникать в полярную ионосферу и представлять опасность для летательных аппаратов и спутникового оборудования. Солнечный ветер формируется при расширении солнечной короны в виде непрерывного потока плазмы, состоящего из заряженных частиц (в основном, протонов и электронов) и распространяется радиально от Солнца в межпланетное пространство. Магнитосфера Земли является своеобразным зонтиком от радиации солнечного ветра.
Солнечный ветер, взаимодействуя с собственным магнитным полем планеты, теряет основную массу заряжённых частиц, обладающих высокой кинетической энергией. Однако потоки солнечного ветра формируют магнитосферу, подобную полости кометы. Силовые линии магнитного поля планеты уплотнены давлением солнечного ветра на дневной стороне
Секция «Концепции современного естествознания»
и замкнуты, магнитосфера здесь имеет толщину всего 8^14 радиусов Земли. На ночной стороне силовые линии магнитного поля вытягиваются в антисолнечном направлении, образуя хвост длиной в несколько сотен земных радиусов. Именно в пространстве между замкнутыми и разомкнутыми силовыми линиями области особенно часто наблюдаются полярные сияния.
На обращенной к Солнцу части планеты существуют две похожие на воронки области -каспы, разделяющие силовые линии, замкнутые на дневной стороне и уходящие в хвост магнитосферы. Каспы образуются в магнитных широтах порядка 70^80 градусов и являются дверями для солнечного ветра. Положение и форма каспов определяются параметрами солнечного ветра и общим уровнем возмущённости магнитосферы. В высоких широтах, где силовые линии почти перпендикулярны к поверхности Земли, проявляются эффекты втекания заряжённых частиц из магнитосферы. Глубина проникновения и процессы торможения зависят, в первую очередь, от энергии частиц. Электроны помимо ионизации верхних слоёв атмосферы возбуждают поток тормозного рентгеновского излучения. Потоки электронов с определенными кинетическими энергиями вызывают ионизацию на высотах, больших 100 км, и сопровождается оптическим излучением возбуждённых атомов и молекул атмосферных газов (полярные сияния). Выделяют внутренние и внешние радиационные пояса. Внутренний имеет максимальную плотность частиц (преимущественно протонов) и расположен над экватором на высоте 3^4 тыс. км, внешний радиационный пояс (электронный) находится на высоте около 22 тыс. км. Радиационные пояса являются источником радиационной опасности при космических полётах. Кроме Земли мощными радиационными поясами обладают планеты Юпитер и Сатурн [2].
Актуальной задачей солнечно-земной физики становится прогнозирование «космической погоды» [3], то есть, осуществление наблюдений за условиями на Солнце, параметрами солнечного ветра, магнитосферой, ионосферой, которые могут влиять на космические и наземные технологические системы, и представлять опасность для жизни и здоровья людей. Космическая погода может вызвать неполадки в работе спутников, коммуникационных и навигационных систем, сетей электроснабжения, вычислительных систем. Повышение потоков заряжённых частиц во внутренних областях магнитосферы несёт опасность радиационного облучения для экипажей обитаемых космических аппаратов и пассажиров высотных самолётов.
Взаимодействие науки, индустрии и правительств разных стран мира в программе по прогнозированию космической погоды послужит гарантом безопасности нашей планеты.
Библиографические ссылки
1. Полярные каспы [Электронный ресурс]. URL: https://uamod.wordpress.com /keywords/magnetosphere/polar-cusp/ (дата обращения: 27.05.2020).
2. Полярные каспы и радиационные пояса Земли [Электронный ресурс]. URL: https://findout.su/5x19246.html (дата обращения: 27.05.2020).
3. Панасюк М. П. Космофизический практикум/ М. П. Панасюк, В. В. Радченко // М.: Издательство УНЦ ДО, 2005 - 181 с.
© Аникин А. В., 2020
