"Проект 6.1 "Низкочастотные электромагнитные волны и структуры в околоземной плазме" в рамках программы Президиума РАН 1.7П "Экспериментальные и теоретические исследования объектов Солнечной системы и планетных систем звезд. Переходные и взрывные процессы в астрофизике""

Объект исследования: низкочастотные электромагнитные волны и структуры в околоземной плазме. Обнаружены и теоретически исследованы новые типы электромагнитных структур в космической плазме, и изучено их нелинейное взаимодействие. Исследовано влияние дневных полярных суббурь, т.е. магнитных бухтообразных возмущений, развивающихся в полярных широтах при северном направлении межпланетного магнитного поля (Bz ММП >0), на вариации вертикального градиента потенциала атмосферного электрического поля (Ez) по данным наблюдений в польской обсерватории Хорнзунд (арх. Шпицберген). Исследованы нелинейные структуры бездисперсионных альвеновских волн в плазме произвольного давления. Показано, что они представляют собой вихревые нити, вытянутые вдоль внешнего магнитного поля и имеющие вид монопольных, дипольных или мультипольных вихрей. Структуры могут быть идентифицированы в существующих наблюдениях как следы быстро вращающихся вихрей магнитного поля в солнечной атмосфере. Исследована распадная неустойчивость Фарли -Бунемана (Farley - Buneman) (ФБ) волн конечной амплитуды. Показано, что этот процесс приводит к насыщению неустойчивости. Полученные результаты используются для интерпретации численного моделирования нелинейных структур и наблюдений в земной ионосфере и магнитосфере. В рамках гидродинамической модели исследована генерация вихревых структур в конвективно неустойчивой атмосфере. Показано, что в атмосфере с зародышевым медленным крупномасштабным движением (вращением вдоль вертикальной оси) из конвективных ячеек генерируются мелкомасштабные вихри с интенсивным тороидальным вращением. Проведено численное моделирование динамики сложных трехмерных нестационарных вихревых структур в атмосфере Земли с учетом подхваченных вихрем частиц пыли, а также с учетом эффектов вязкости и теплопроводности. Разработанные численные методы могут быть использованы при построении моделей общей циркуляции в запыленной атмосфере.