МГД-волновод во внешней магнитосфере и механизмы его возбуждения

Неоднородность геомагнитного поля и плазмы во внешней приэкваториальной части магнитосферы обеспечивает существование канала низких значений скорости Альфвена, протянувшегося от лобовой области до далеких флангов магнитосферы как в утреннем, так и в вечернем секторах. Этот канал играет роль волновода для быстрых магнитозвуковых волн. При распространении вдоль волновода (т. е. в азимутальном направлении) собственная мода претерпевает определенную эволюцию. Меняются свойства волновода, под которые «подстраивается» собственная мода. В силу изменения сдвиговой скорости солнечного ветра вдоль магнитопаузы меняются условия развития неустойчивости Кельвина-Гельмгольца. По той же причине меняются условия проникновения гидромагнитных волн из солнечного ветра в магнитосферу. В частности, на флангах процесс проникновения переходит в режим сверхотражения, что резко увеличивает мощность накачки магнитосферного волновода. Распространению БМЗ-моды вдоль волновода сопутствует наличие связанного с ней альфвеновского резонанса в глубине магнитосферы, в окрестности которого происходит диссипация энергии колебания. Вдоль силовых линий альфвеновский резонанс представляет собой стоячую альфвеновскую волну и поэтому достигает ионосферы и земной поверхности, в то время как БМЗ-моды волновода, запертые в канале низких значений скорости Альфвена, не могут наблюдаться на Земле. В работе аналитически и численно исследуется эволюция колебаний в волноводе при их распространении от лобовой области до дальнего хвоста магнитосферы с учетом всех вышеуказанных факторов. Определяются спектральный состав колебаний и их пространственная структура. Теория позволяет описать свойства колебаний Pc3 и Pc5 - важнейших гидромагнитных колебаний магнитосферы. В частности, из нее следует, что колебания Рс3 локализованы в дневной части магнитосферы, а колебания Рс5 - на флангах, что полностью соответствует наблюдаемой картине.