МГД-МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗА ОКОЛОЗЕМНОЙ ГОЛОВНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ ПРИ РЕЗКИХ ИЗМЕНЕНИЯХ ДИНАМИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ В СОЛНЕЧНОМ ВЕТРЕ

摘要

Распределения гидродинамических параметров (плотности, давления и скорости) и магнитного поля за околоземной головной ударной волной (на внешней границе магнитослоя), возникающие под воздействием резких изменений динамического давления в солнечном ветре, находятся в трехмерной неплоскополяризованной постановке с учетом межпланетного магнитного поля в рамках модели магнитной гидродинамики с помощью решения МГД-задачи Римана о распаде произвольного разрыва. Такой разрыв, зависящий от наклона элемента поверхности головной ударной волны, возникает, когда движущийся вместе с солнечным ветром контактный разрыв, на котором плотность среды и, следовательно, динамическое давление, скачкообразно возрастают или убывают, падает на околоземную головную ударную волну и распространяется вдоль нее, инициируя в каждой точке возникновение шести волн или разрывов. Общая картина взаимодействия на всей поверхности головной ударной волны формируется как мозаика точных решений МГД-задачи Римана, полученных на компьютере с помощью оригинального пакета программ (MHD Riemann solver) и являющихся функциями угловых координат поверхности (широты и долготы). Расчеты проведены для различных значений скачка плотности на контактном разрыве и характерных параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля на орбите Земли. Установлено, что на головной ударной волне существуют подковообразные зоны, в которых рост плотности и напряженности магнитного поля в быстрых ударных волнах или их пониженное уменьшение в быстрых волнах разрежения, проникающих в магнитослой и возникших в результате резкого изменения динамического давления в солнечном ветре, накладывается на существенное падение плотности и рост напряженности магнитного поля в медленных волнах разрежения. Найденные распределения гидродинамических параметров и магнитного поля могут быть использованы для интерпретации измерений, проводимых на космических аппаратах в солнечном ветре в точке либрации и вблизи магнитосферы Земли.