10.2.6. Солнечно-земные связи
Корреляция таких земных событий, как появление ярких полярных сияний и магнитные бури, с солнечной активностью указывает на тесную связь между интенсивностью электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца и изменениями плотности земной атмосферы, магнитного поля и электрической активности в атмосфере. Радиационные пояса, окружающие Землю за пределами атмосферы, также обязаны своим существованием солнечной активности и магнитному полю Земли.
Помимо флуктуаций плотности атмосферы, вызванных солнечным излучением, в земную атмосферу вторгаются потоки заряженных частиц (особенно во время солнечных вспышек), вызывающие сильные магнитные бури, резкие изменения плотности атмосферы и всплески полярных сияний. Такие потоки приводят также к увеличению количества заряженных частиц в радиационных поясах. Частицы (протоны и электроны) захватываются магнитным полем Земли и движутся по спиралям вдоль магнитных силовых линий. Витки спирали становятся все более тесными по мере приближения к Земле, и в конце концов частица меняет направление своего движения на обратное. Происходит также дрейф частиц по долготе, так что пучок частиц, инжектированный в какой-либо точке верхней части атмосферы, быстро растекается в кольцо вокруг Земли. Радиационные пояса и процесс захвата схематично показаны на рис. 10.3 и 10.4.
Существуют два радиационных пояса с максимальной концентрацией частиц: один на высоте ~4000 км от земной поверхности, другой на высоте ~16 000 км. Эти области максимальной концентрации на рис. 10.3 заштрихованы. Орбиты частиц квазиустойчивы; нерегулярности земного поля и столкновения с молекулами воздуха постоянно уменьшают число частиц в поясах; однако вспышки и выбросы частиц Солнцем обеспечивают непрерывное пополнение поясов. Происходящие в поясах процессы сложны и до конца не поняты даже к настоящему времени. За пределами этих поясов, на расстоянии ~56 000 км, Землю окружает кольцевой поток электронов.
Наконец, магнитное поле Земли постоянно взаимодействует с солнечным ветром (потоком протонов и электронов, непрерывно испускаемых Солнцем), который сжимает поле на стороне планеты, обращенной к Солнцу, и вытягивает его в направлении от Земли на противоположной стороне. Область каплевидной формы, окружающая Землю, в которой земное магнитное поле играет доминирующую роль, называется магнитосферой.
