Комбинированная неустойчивость Рэлея-Тейлора-Кельвина-Гельмгольца на магнитопаузе
Автор: Гульельми А.В., Потапов А.С., Клайн Б.И.
Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika
Статья в выпуске: 15, 2010 года.
Бесплатный доступ
Магнитопауза отделяет геомагнитное поле от межпланетной плазмы и совершает финитные перемещения под воздействием переменного во времени напора солнечного ветра. Возникающие при этом ускорения приводят к тому, что на вполне определенной фазе движения возникает необходимое условие для развития неустойчивости Рэлея-Тейлора. Можно ожидать, что неустойчивость разовьется на фазе сжатия магнитосферы. Необходимо учитывать, что магнитопауза является тангенциальным разрывом. С одной стороны, течение плазмы вдоль магнитопаузы приводит к понижению порога неустойчивости Рэлея-Тейлора. С другой стороны, порог неустойчивости Кельвина-Гельмгольца, типичной для тангенциального разрыва, также понижается на фазе сжатия магнитосферы. Таким образом, если говорить о магнитопаузе, то естественно и необходимо рассматривать оба типа неустойчивости совместно. В статье приведены основные сведения о комбинированной неустойчивости Рэлея-Тейлора-Кельвина-Гельмгольца, рассмотрено дисперсионное уравнение, определяющее эволюцию малых возмущений, и указаны возможные геофизические приложения теории (проникновение солнечной плазмы в магнитосферу, возбуждение глобальных колебаний Рс5 и т. п.).
Короткий адрес: https://sciup.org/142103391
IDR: 142103391 | УДК: 550.385.37
Rayleigh-Taylor-Kelvin-Helmholtz combined instability at the magnetopause
The magnetopause separates the geomagnetic field from the interplanetary plasma and makes finite motions under the action of solar wind pressure varying in time. The resulting accelerations provide the necessary condition for developing Rayleigh-Taylor instability at well defined phase of motion. The instability would be expected to develop at the magnetosphere compression phase. It should be taken into account that the magnetopause is a tangential discontinuity. On the one hand, a plasma flow along the magnetopause causes a decrease in Rayleigh-Taylor instability threshold. On the other hand, the threshold of Kelvin-Helmholtz instability which is typical of the tangential discontinuity also decreases at the magnetosphere compression phase. Thus, we should jointly take into account both types of instabilities where the magnetosphere is concerned. The study presents basic information on combined Rayleigh-Taylor-Kelvin-Helmholtz instability. The dispersion equation determining the evolution of small perturbations is given, and possible geophysical applications of the theory are pointed out (solar plasma penetration into the magnetosphere, excitation of Pc5 global oscillations, etc.).
