Ionospheric dynamo region
પૃથ્વી પર આશરે 85 અને 200 કિ. મી. ની ઉંચાઈ વચ્ચેના વિસ્તારમાં, આયનોસ્ફેરિક પ્લાઝ્મા વિદ્યુત સંચાલિત છે. વિભેદક સૌર ગરમીને કારણે અથવા ગુરુત્વાકર્ષણીય ચંદ્ર દબાણને કારણે વાતાવરણીય ભરતીના પવનો આયનોસ્ફેરિક પ્લાઝમાને ભૂ-ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સામે ખસેડે છે, આમ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ સામે ગતિશીલ ડાયનેમો કોઇલની જેમ વિદ્યુત ક્ષેત્રો અને પ્રવાહો ઉત્પન્ન કરે છે. તેથી તે પ્રદેશને આયનોસ્ફેરિક ડાયનેમો પ્રદેશ કહેવામાં આવે છે. જમીન પર આ વિદ્યુત પ્રવાહોનું ચુંબકીય સ્વરૂપ મેગ્નેટોસ્ફેરિક શાંત પરિસ્થિતિઓ દરમિયાન જોઇ શકાય છે. તેમને ભૂચુંબકીય ક્ષેત્રની ચોરસ-વિવિધતાઓ (S = સૌર; q = શાંત) અને L-વિવિધતાઓ (L = ચંદ્ર) કહેવામાં આવે છે. વધારાના વિદ્યુત પ્રવાહો વિવિધ મેગ્નેટોસ્ફેરિક વિદ્યુત સંવહન ક્ષેત્ર દ્વારા પેદા થાય છે. આ DP1-પ્રવાહો (ઓરોરલ ઇલેક્ટ્રોજેટ) અને ધ્રુવીય DP2-પ્રવાહો છે. છેવટે, આંતરગ્રહીય ચુંબકીય ક્ષેત્રની ધ્રુવીયતા પર આધારિત અવલોકનોમાંથી ધ્રુવીય-રિંગ પ્રવાહ મેળવવામાં આવ્યો છે. આ ભૂ-ચુંબકીય વિવિધતાઓ ભૂ-ચુંબકીય ક્ષેત્રના કહેવાતા બાહ્ય ભાગ સાથે સંબંધિત છે. તેમનું કંપનવિસ્તાર મુખ્ય આંતરિક ભૂચુંબકીય ક્ષેત્ર બી. ઓ. ના મહત્તમ 1 ટકા સુધી પહોંચે છે. વાતાવરણીય વિદ્યુત વાહકતા જમીન અને આકાશગંગાના કોસ્મિક કિરણોમાંથી કિરણોત્સર્ગી સામગ્રી નીચલા અને મધ્યમ વાતાવરણમાં વાતાવરણીય ગેસના નાના ભાગને આયનીકરણ કરે છે અને ગેસને વિદ્યુત સંચાલિત બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોન ઝડપથી નકારાત્મક આયનો બનાવતા તટસ્થ કણો સાથે જોડાય છે. હકારાત્મક આયનો મોટે ભાગે એકલા ચાર્જ થાય છે. વિદ્યુત વાહકતા આયનોની ગતિશીલતા પર આધાર રાખે છે. તે ગતિશીલતા પારસ્પરિક હવાની ઘનતાના પ્રમાણમાં હોય છે. આમ, વિદ્યુત વાહકતા ઊંચાઈ સાથે લગભગ ઝડપથી વધે છે. આયન તટસ્થ વાયુ સાથે આગળ વધે છે જે વાહકતાને આઇસોટ્રોપિક બનાવે છે. જો કે લગભગ 85 અને 200 કિમીની ઊંચાઈ પર-ડાયનેમો પ્રદેશ-, સૌર એક્સ-અને આત્યંતિક અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ (એક્સ. યુ. વી.) આયનોસ્ફેરિક ડી-, ઇ-અને એફ-સ્તરો ઉત્પન્ન કરીને લગભગ સંપૂર્ણપણે શોષાય છે. અહીં, ઇલેક્ટ્રોન પહેલેથી જ ભૂ-ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે બંધાયેલા હોય છે, જે ન્યુટ્રલ સાથે ટકરાતા પહેલા આ રેખાઓ વિશે ઘણી વખત ફરતા હોય છે, જ્યારે હકારાત્મક આયનો હજુ પણ અનિવાર્યપણે તટસ્થ વાયુ સાથે આગળ વધે છે. આમ, વિદ્યુત વાહકતા એનિસોટ્રોપિક બની જાય છે. વિદ્યુત ક્ષેત્ર E ની સમાંતર વાહકતાને પેડરસન વાહકતા કહેવામાં આવે છે. E માટે ઓર્થોગોનલ વાહકતા અને ભૂચુંબકીય ક્ષેત્ર BO એ હોલ વાહકતા છે. ઓહમિક લોસ અને આમ જ્યુલ હીટિંગ ત્યારે થાય છે જ્યારે પેડરસન પ્રવાહ વહે છે. બોની સમાંતર ઘટક હજુ પણ ઊંચાઈ સાથે વધે છે. ભૂ-ચુંબકીય ડીપ વિષુવવૃત્તની નજીક, પશ્ચિમ-પૂર્વ દિશા નિર્દેશિત વિદ્યુત ક્ષેત્ર ઊભી હોલ પ્રવાહો પેદા કરે છે જે બંધ કરી શકાતા નથી. તેથી, ઊભી ધ્રુવીકરણ ક્ષેત્ર આડી હોલ પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે જે પેડરસન પ્રવાહમાં વધારો કરે છે. આવી વૃદ્ધિ કાઉલિંગ વાહકતા દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. પેડરસન અને હોલ વાહકતાઓ સૂર્યપ્રકાશની સ્થિતિ દરમિયાન લગભગ 1 એમ. એસ./મીટરની સંખ્યા સાથે 120 થી 140 કિમીની ઊંચાઈની નજીક મહત્તમ મૂલ્યો સુધી પહોંચે છે. રાત દરમિયાન, આ સંખ્યામાં દસ કે તેથી વધુનો ઘટાડો થઈ શકે છે. આ વાહકતાઓના મૂલ્યો સ્થાનિક સમય, અક્ષાંશ, મોસમ અને સૌર 11-વર્ષના ચક્ર પર આધારિત છે. ઊંચાઈ સંકલિત વાહકતા 50 S ના ક્રમમાં બને છે, અથવા દિવસની પરિસ્થિતિઓ દરમિયાન લગભગ 1/50 = 0.02 ઓહ્મના ડાયનેમો પ્રદેશનો કુલ પ્રતિકાર બને છે. દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં આશરે 15° અને 20° ભૂ-ચુંબકીય સહ-અક્ષાંશ અને અનુરૂપ અક્ષાંશો વચ્ચે આવેલા ઓરોરલ પ્રદેશોમાં, મેગ્નેટોસ્ફિયરમાંથી ઉચ્ચ ઊર્જાના કણોને અવક્ષેપિત કરીને, ખાસ કરીને 110 થી 120 કિ. મી. ની ઊંચાઈએ, તટસ્થ વાયુને આયનીકરણ કરે છે અને વિદ્યુત વાહકતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. મેગ્નેટોસ્ફેરિક વિક્ષેપિત પરિસ્થિતિઓ દરમિયાન, આ વાહકતા વૃદ્ધિ ઘણી મોટી થઈ જાય છે, અને ઓરોરલ પ્રદેશો વિષુવવૃત્ત તરફ આગળ વધે છે. આશરે 200 કિ. મી. થી વધુની ઊંચાઈએ, ન્યુટ્રલ અને પ્લાઝ્મા વચ્ચે અથડામણ દુર્લભ બની જાય છે જેથી બંને આયનો અને ઇલેક્ટ્રોન માત્ર બળની ભૂ-ચુંબકીય રેખાઓ આસપાસ જ જઈ શકે છે, અથવા ઇ અને બો તરફ ઓર્થોગોનલ પ્રવાહ કરી શકે છે. સમાંતર વાહકતા એટલી મોટી છે કે બળની ભૂચુંબકીય રેખાઓ વિદ્યુત સંભવિત રેખાઓ બની જાય છે, અને માત્ર બો માટે ઓર્થોગોનલ વિદ્યુત ક્ષેત્રો અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે (મેગ્નેટોસ્ફિયર જુઓ). વાતાવરણીય ભરતી વાતાવરણીય ભરતી એ વૈશ્વિક સ્તરના મોજા છે જે નિયમિત સૌર વિભેદક ગરમી (થર્મલ ભરતી) અથવા ચંદ્રના ગુરુત્વાકર્ષણીય ભરતી બળ (ગુરુત્વાકર્ષણીય ભરતી) દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે. વાતાવરણ એક વિશાળ વેવગાઇડની જેમ વર્તે છે જે તળિયે (પૃથ્વીની સપાટી) બંધ હોય છે અને ટોચ પર અવકાશ માટે ખુલ્લું હોય છે. આવા વેવગાઇડમાં અનંત સંખ્યામાં વાતાવરણીય તરંગ સ્થિતિઓ ઉત્તેજિત થઈ શકે છે. કારણ કે વેવગાઇડ અપૂર્ણ છે, જો કે, મોટા આડી અને ઊભી ભીંગડા સાથે માત્ર સૌથી નીચી ડિગ્રીના પ્રકારો પૂરતા પ્રમાણમાં સારી રીતે વિકસિત થઈ શકે છે જેથી તેમને હવામાનના ઘોંઘાટમાંથી ફિલ્ટર કરી શકાય. તેઓ લાપ્લાસ સમીકરણના ઉકેલો છે અને તેમને હોફ વિધેયો કહેવામાં આવે છે. આને ગોળાકાર હાર્મોનિક્સના સરવાળા દ્વારા અંદાજિત કરી શકાય છે. બે પ્રકારની તરંગ સ્થિતિઓ અસ્તિત્વમાં છેઃ વર્ગ 1 તરંગો (કેટલીકવાર ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો તરીકે ઓળખાય છે), અને વર્ગ 2 તરંગો (પરિભ્રમણ તરંગો). વર્ગ 2 તરંગો તેમના અસ્તિત્વ માટે કોરિઓલિસ અસરને આભારી છે અને માત્ર 12 કલાકથી મોટા સમયગાળા માટે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ભરતીના તરંગો સકારાત્મક આઈગન મૂલ્યો (અથવા સમકક્ષ ઊંડાઈ) સાથે આંતરિક (મુસાફરી કરતા તરંગો) હોઈ શકે છે, જે મર્યાદિત ઊભી તરંગલંબાઇ ધરાવે છે અને તરંગ ઊર્જાને ઉપરની તરફ પરિવહન કરી શકે છે, અથવા નકારાત્મક આઈગન મૂલ્યો અને અનંત મોટી ઊભી તરંગલંબાઇ સાથે બાહ્ય (અવિકસિત તરંગો) હોઈ શકે છે, જેનો અર્થ છે કે તેમના તબક્કાઓ ઊંચાઈ સાથે સ્થિર રહે છે. આ બાહ્ય તરંગ સ્થિતિઓ તરંગ ઊર્જાનું પરિવહન કરી શકતી નથી, અને તેમના સ્ત્રોત પ્રદેશોની બહાર ઊંચાઈ સાથે તેમનું કંપનવિસ્તાર ઝડપથી ઘટે છે. દરેક સ્થિતિને ચાર સંખ્યાઓ દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છેઃ ઝોનલ તરંગ સંખ્યા n, વર્ગ 1 તરંગો માટે હકારાત્મક અને વર્ગ 2 તરંગો માટે નકારાત્મક (તેમની મેરિડિયનલ રચનાઓ વધતી સંખ્યા n સાથે વધુને વધુ જટિલ બની રહી છે), મેરિડિયનલ તરંગ સંખ્યા m, આઈગન વેલ્યુ અને સમયગાળો, આપણા કિસ્સામાં અનુક્રમે એક સૌર અથવા ચંદ્ર દિવસ. સ્થિતિઓને (m, n) તરીકે લેબલ કરવામાં આવે છે. n ની સમ સંખ્યાઓ વિષુવવૃત્તના સંદર્ભમાં સપ્રમાણ તરંગોને અને અસમપ્રમાણ તરંગોને અનુરૂપ વિષમ સંખ્યાઓને અનુરૂપ હોય છે. ઉષ્ણકટિબંધીય ઊંચાઈઓ પર, વાતાવરણીય તરંગોનું વિસર્જન નોંધપાત્ર બને છે જેથી લગભગ 150 કિમીની ઊંચાઈએ, તમામ તરંગ સ્થિતિઓ ધીમે ધીમે બાહ્ય તરંગો બની જાય છે, અને હોફ કાર્યો ગોળાકાર હાર્મોનિક્સમાં અધોગતિ પામે છે; દા. ત., સ્થિતિ (1,-2) ગોળાકાર હાર્મોનિક P11 (θ) માં વિકસે છે, સ્થિતિ (2,2) P22 (θ) બને છે, θ સહ-અક્ષાંશ વગેરે સાથે. વાતાવરણીય ભરતીનું થર્મોસ્ફિયરમાં આયનોસ્ફેરિક ડાયનેમો પ્રદેશની અંદર અને ઉપર રડાર દ્વારા નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે, અને સામાન્ય પરિભ્રમણ નમૂનાઓ દ્વારા તેનું અનુકરણ કરી શકાય છે, જોકે આ ભરતીની ઉત્તેજના પદ્ધતિઓ હાલમાં ચર્ચા હેઠળ છે. સ્થળાંતર કરતી સૌર ભરતી મૂળભૂત સૌર દૈનિક ભરતી સ્થિતિ જે સૌર ઉષ્મા ઇનપુટ રૂપરેખાંકન સાથે શ્રેષ્ઠ રીતે મેળ ખાય છે અને આમ સૌથી વધુ ઉત્તેજિત હોય છે તે (1,-2)-સ્થિતિ છે. તે સ્થાનિક સમય પર આધાર રાખે છે અને સૂર્ય સાથે પશ્ચિમ તરફ પ્રવાસ કરે છે. તે વર્ગ 2 નો બાહ્ય પ્રકાર છે. જમીન પર તેનું મહત્તમ દબાણનું કંપનવિસ્તાર લગભગ 60 એચપીએ છે. થર્મોસ્ફિયરની અંદર, જો કે, તે મુખ્ય સ્થિતિ બની જાય છે, જે ઓછામાં ઓછા 140 કેલ્વિનના એક્સોસ્ફિયર પર તાપમાનના કંપનવિસ્તાર અને 100 મીટર/સેકન્ડના ક્રમના આડા પવન સુધી પહોંચે છે અને ભૂ-ચુંબકીય પ્રવૃત્તિ સાથે વધુ વધે છે. સૌથી મોટું સૌર અર્ધ-દૈનિક તરંગ મોડ (2,2) છે, જે 120 એચ. પી. એ. ની જમીનની નજીક મહત્તમ દબાણ કંપનવિસ્તાર ધરાવે છે. તે આંતરિક વર્ગ 1 તરંગ છે. તેનું કંપનવિસ્તાર ઊંચાઈ સાથે વધે છે. તેમ છતાં તેની સૌર ઉત્તેજના સ્થિતિ (1,-2) ની અડધી છે, જમીન પર તેનું કંપનવિસ્તાર બે પરિબળથી મોટું છે. આ બાહ્ય તરંગોના દમનની અસર સૂચવે છે, આ કિસ્સામાં ચારના પરિબળ દ્વારા. અર્ધ-દૈનિક ચંદ્ર ભરતી ચંદ્ર સ્થાનિક સમયના આધારે પ્રબળ સ્થળાંતર ચંદ્ર ભરતી (2,2) સ્થિતિ છે. જમીનની નજીક તેનું મહત્તમ દબાણનું કંપનવિસ્તાર 6 પે છે, જે હવામાનના ઘોંઘાટથી ઘણું ઓછું છે. તેથી, આવા નાના સંકેતને શોધવાનું સરળ નથી. કારણ કે તે આંતરિક તરંગો છે, તેનું કંપનવિસ્તાર ઊંચાઈ સાથે વધે છે, 100 કિમીની ઊંચાઈએ મૂલ્યો સુધી પહોંચે છે, જે જમીન કરતાં બે ક્રમમાં વધારે છે. વિશ્વભરની 100 થી વધુ ભૂ-ચુંબકીય વેધશાળાઓ પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રની વિવિધતાને નિયમિતપણે માપે છે. શાંત ભૂચુંબકીય પ્રવૃત્તિના પસંદ કરેલા દિવસો દરમિયાન દૈનિક વિવિધતાઓનો ઉપયોગ માસિક સરેરાશ નક્કી કરવા માટે થાય છે. આવી માહિતીના આડા ઘટક αH પરથી, જે = 2 αH/μ = 1.6 αH અને જે સાથે (મિલી એમ્પીયર/મીટરમાં) વિદ્યુત ઓવરહેડ શીટ કરંટ, αH (નેનોટેસ્લામાં) ભૂચુંબકીય ભિન્નતાનો અવલોકન કરાયેલ આડો ઘટક અને મુક્ત જગ્યાની વિદ્યુત પારગમ્યતા સાથે અનુરૂપ ઓવરહેડ સમકક્ષ વિદ્યુત શીટ કરંટ સિસ્ટમ મેળવી શકાય છે. અંગૂઠાના સરળ નિયમ દ્વારા પ્રવાહના સંદર્ભમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા નક્કી કરી શકાય છેઃ જો જમણા હાથનો અંગૂઠો પ્રવાહની દિશામાં નિર્દેશ કરે છે, તો વક્ર આંગળીઓ સંકળાયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા આપે છે. કોઈએ ધ્યાનમાં લેવું પડશે કે આ સંબંધ અનન્ય નથી. સામાન્ય રીતે, આયનોસ્ફિયર અને મેગ્નેટોસ્ફિયરની અંદર વિદ્યુત પ્રવાહો ત્રિ-પરિમાણીય હોય છે, અને અનંત સંખ્યામાં વર્તમાન રૂપરેખાંકનો જમીન પર જોવા મળતી ભૂ-ચુંબકીય વિવિધતાઓને બંધબેસે છે. વાસ્તવિક ચિત્ર મેળવવા માટે અવકાશમાં ચુંબકીય માપન જરૂરી છે. આકૃતિ 1a બપોરના સમયે સૂર્યમાંથી દેખાતા સમકક્ષ ચોરસ પ્રવાહની વર્તમાન પ્રવાહરેખા દર્શાવે છે. આ વર્તમાન રૂપરેખાંકન સૂર્ય સાથે નિશ્ચિત છે, જ્યારે પૃથ્વી તેની નીચે ફરે છે. એક દિવસના વમળમાં લગભગ 140 કે. એ. નો કુલ પ્રવાહ વહે છે. ફરતો ચોરસ પ્રવાહ અને વિદ્યુત સંચાલિત પૃથ્વીનું આંતરિક ભાગ એક વિશાળ ટ્રાન્સફોર્મરની જેમ વર્તે છે, જેમાં ડાયનેમો ક્ષેત્ર પ્રાથમિક વળાંક તરીકે અને પૃથ્વી ગૌણ વળાંક તરીકે હોય છે. ચોરસ પ્રવાહ એક દિવસના મૂળભૂત સમયગાળા સાથે બદલાતો હોવાથી, પૃથ્વીના આંતરિક ભાગમાં વિદ્યુત પ્રવાહો પ્રેરિત થાય છે. આ ગૌણ પ્રવાહનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રાથમિક ચોરસ પ્રવાહના ચુંબકીય ક્ષેત્ર પર લાદવામાં આવે છે. બંને ઘટકોને અલગ કરવાની પદ્ધતિઓ ગૌસ પર પાછા જાય છે. ગૌણ પ્રવાહનું કંપનવિસ્તાર પ્રાથમિક પ્રવાહના લગભગ 1/3 છે અને તબક્કામાં સહેજ બદલાઈ જાય છે. આકૃતિ 1b એ ગૌણ ઘટક દર્શાવે છે. ઉપર આપેલા શીટ કરંટ અને ચુંબકીય ઘટક વચ્ચેનો ગુણોત્તર હવે ફક્ત એક મૂલ્ય ધરાવે છે. ચોરસ પ્રવાહ મોસમ પર આધાર રાખે છે. શિયાળાની વમળની સરખામણીમાં ઉનાળાનું વમળ વધુ તીવ્ર બને છે અને શિયાળાના ગોળાર્ધમાં પહોંચે છે. સ્ક્વેર પ્રવાહની સમાંતર અવલંબન અસ્તિત્વમાં છે જે આંતરિક ચુંબકીય ક્ષેત્રના વળાંકવાળા દ્વિધ્રુવ ઘટક સાથે સંબંધિત છે, પરંતુ કદાચ નીચેથી આવતા બિન-સ્થળાંતર ભરતી તરંગો સાથે પણ સંબંધિત છે. 11 વર્ષના સૌર ચક્ર દરમિયાન, સ્ક્વેરનું કંપનવિસ્તાર સનસ્પોટ લઘુત્તમથી સનસ્પોટ મહત્તમ સુધી બે કરતાં વધુ પરિબળ દ્વારા વધે છે. આ વધારાનો બે તૃતિયાંશ ભાગ સૌર પ્રવૃત્તિ સાથે વિદ્યુત વાહકતામાં વધારો થવાથી પરિણમી શકે છે. બાકીનું કદાચ વધતી સૌર પ્રવૃત્તિ સાથે તાપમાનમાં વધારાને કારણે પવનની ગતિમાં વધારો થવાને કારણે છે. રાત દરમિયાન, આયનોસ્ફેરિક ઇ-સ્તરની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા એફ-સ્તરની તુલનામાં વધુ મજબૂત રીતે ઘટે છે. તેથી, ડાયનેમો ક્ષેત્રનું ઊંચાઈ કેન્દ્ર ઉપરની તરફ સ્થળાંતર કરે છે. સ્ક્વેર પ્રવાહનો મુખ્ય ચાલક બાહ્ય (1,-2) ભરતી તરંગ સ્થિતિ છે. ઊંચાઈ સાથે તેના સતત તબક્કાને કારણે, તે ડાયનેમો સ્તરની ઊંચાઈએ સુસંગત પવનને ચલાવવા માટે સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ છે, જ્યારે આંતરિક સ્થિતિઓ દ્વારા પેદા થતા પ્રવાહો વિવિધ ઊંચાઈઓ પર વિનાશક રીતે દખલ કરે છે. ફોરિયર વિશ્લેષણ અર્ધ-દૈનિક ઘટકને દૈનિક ઘટકના અડધા કંપનવિસ્તાર સાથે દર્શાવે છે, જે 180° દ્વારા તબક્કાને સ્થાનાંતરિત કરે છે. આ દૈનિક રીતે બદલાતા પવનના ઉત્પાદન અને દૈનિક રીતે બદલાતી વાહકતા વચ્ચેના બિનરેખીય જોડાણનું પરિણામ હોવાનું જણાય છે. દિવસના વોર્ટિસના કેન્દ્રો દૈનિક પરિવર્તનશીલતા દર્શાવે છે. આને આંતરિક ભરતીની સ્થિતિઓને આભારી ગણી શકાય જે નીચલા અને મધ્ય વાતાવરણમાં વિવિધ હવામાન પરિસ્થિતિઓ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે, અંશતઃ સૌર પ્રવૃત્તિ માટે પણ. ડીપ વિષુવવૃત્તની નજીક (જ્યાં ભૂચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ આડી હોય છે), વિષુવવૃત્તથી લગભગ 150 કિમીની રેન્જમાં પૂર્વ તરફ વહેતા પ્રવાહોનો મજબૂત પટ્ટો જોઇ શકાય છે. લગભગ ચારના પરિબળ દ્વારા ચોરસ પ્રવાહમાં આવી વૃદ્ધિ કાઉલિંગ વાહકતાને કારણે છે. સૌર જ્વાળા દરમિયાન, સક્રિય સનસ્પોટના વાતાવરણમાંથી સૌર કિરણોત્સર્ગના વિસ્ફોટો ઉચ્ચ વાતાવરણ સુધી પહોંચે છે, મુખ્યત્વે ઇ-અને ડી-સ્તરની ઊંચાઈએ, જે મહત્તમ એક કલાક સુધી ચાલે છે. વિદ્યુત વાહકતા વધે છે, અને દિવસના ગોળાર્ધમાં ચોરસ પ્રવાહ વધે છે. એક નાનો વધારો થાય છે, જેને જિયોમેગ્નેટિક સોલર ફ્લેર ઇફેક્ટ અથવા ક્રોકેટ કહેવાય છે. સૂર્યગ્રહણ દરમિયાન, છાયા પ્રદેશમાં વિદ્યુત વાહકતા ઘટે છે, અને ચોરસ પ્રવાહ અને આમ તે વિસ્તારમાં ચોરસ તફાવત થોડા એન. ટી. દ્વારા ઘટે છે. તેને ભૂ-ચુંબકીય સૂર્યગ્રહણ અસર કહેવામાં આવે છે. બંને ઘટનાઓ માત્ર શાંત ભૂ-ચુંબકીય પ્રવૃત્તિ દરમિયાન જોઇ શકાય છે. મજબૂત મેગ્નેટોસ્ફેરિક વિક્ષેપોના પરિણામે, વર્તમાન પ્રણાલી અર્ધ વિરોધી ચોરસ-પ્રવાહમાં વિકસિત થાય છે. તે ધ્રુવીય થર્મોસ્ફિયરમાં જુલ ગરમી દ્વારા પેદા થાય છે. આ વર્તમાન પ્રણાલીને Ddyn કહેવામાં આવે છે. સિદ્ધાંત તટસ્થ પવન U ની ડાયનેમો ક્રિયાને માત્રાત્મક રીતે નક્કી કરવા માટે, પવનના વિચલન માટેના સમીકરણ સાથે પવનના આડા વેગના સમીકરણથી શરૂઆત થાય છે. વેગ સમીકરણ જડતા બળ, કોરિઓલિસ બળ અને દબાણ p ના આડી ઢાળને સંતુલિત કરે છે. વધુમાં, એમ્પીયર બળ Jx BO વિદ્યુત પ્રવાહની ઘનતા j ને પવન અને દબાણ પ્રણાલી સાથે જોડે છે. સમકક્ષ ઊંડાઈ એચ (ભરતી મોડનું આઈગન વેલ્યુ) પવનનું વિચલન નક્કી કરે છે. વિદ્યુત પ્રવાહને ઓહ્મના કાયદાનું પાલન કરવું આવશ્યક છે. વિદ્યુત ધ્રુવીકરણ ક્ષેત્ર E ચાર્જ વિભાજન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે જેથી કોઈ સ્રોત ન હોય અને પ્રવાહ ડૂબી જાય તેવી સ્થિતિ લાગુ પડે. પવન અને વિદ્યુત પ્રવાહ વચ્ચે પ્રતિક્રિયા લોરેન્ટ્ઝ બળ યુએક્સ બી દ્વારા થાય છે. સામાન્ય રીતે, વિદ્યુત વાહકતા ટેન્સર σ ને આપેલ ડેટા સમૂહ તરીકે ગણવામાં આવે છે, અને ઊંચાઈ સંકલિત વાહકતા ટેન્સર σ અને ઊંચાઈ સંકલિત શીટ કરંટ J લાગુ કરવામાં આવે છે. પરંપરાગત નમૂનાઓમાં, એમ્પીયર બળની અવગણના કરવામાં આવે છે. આનો અર્થ એ છે કે આકૃતિ 2 માં દ્વાર B ખુલ્લો છે. આને કાઇનેમેટિક ડાયનેમો કહેવામાં આવે છે. બંધ દ્વાર બી ધરાવતા નમૂનાઓને હાઇડ્રોમેગ્નેટિક ડાયનેમોસ કહેવામાં આવે છે. જો કોઈ અનંત મોટી વિદ્યુત વાહકતા σ ને ધ્યાનમાં લે તો પવન અને પ્રવાહ વચ્ચેના પરસ્પર જોડાણનો પ્રભાવ તરત જ જોઈ શકાય છે. કાઇનેમેટિક મોડેલમાં, વિદ્યુત પ્રવાહ અનંત રીતે મોટો થઈ જશે, જ્યારે પવનનું કંપનવિસ્તાર સ્થિર રહે છે. હાઇડ્રોમેગ્નેટિક મોડેલમાં, પ્રવાહ ઉપલી મર્યાદા સુધી પહોંચે છે, જે શોર્ટ સર્કિટ દરમિયાન તકનીકી ડાયનેમોની જેમ જ હોય છે, જ્યારે પવનનું કંપનવિસ્તાર તેના મૂળ મૂલ્યના અપૂર્ણાંક સુધી તૂટી જાય છે. ચાર્જનું વિભાજન સ્વ-અવરોધની જેમ કાર્ય કરે છે જે પ્રવાહને અનંત રીતે મોટો થતો અટકાવે છે. એલ-વર્તમાન ચંદ્ર (એલ) પ્રવાહો ચોરસ પ્રવાહો કરતાં લગભગ 20ના પરિબળથી નબળા છે. આ પ્રવાહોને ચલાવવા માટેનો પ્રબળ પવન ઘટક (2,2) ભરતીની સ્થિતિ છે. એલ પ્રવાહનો આકાર સ્ક્વેર પ્રવાહ જેવો જ હોય છે, જેમાં બે બહાર નીકળવાને બદલે ચાર વર્ટિસનો તફાવત હોય છે. દરેક વમળમાં લગભગ 4 કેએનો કુલ પ્રવાહ વહે છે. L ની મોસમી વિવિધતા Sq જેવી જ છે. સૂર્યપ્રકાશના કલાકો દરમિયાન, એલ મજબૂત રીતે ઉન્નત થાય છે, જ્યારે તે રાત દરમિયાન શૂન્યની નજીક પહોંચે છે. આમ, એલ પ્રવાહ ચંદ્ર તબક્કાના આધારે મોડ્યુલેશન પણ દર્શાવે છે. એલ-પ્રવાહની ભૂ-ચુંબકીય અસર ડીપ વિષુવવૃત્તની નજીક શ્રેષ્ઠ રીતે જોઈ શકાય છે જ્યાં કાઉલિંગ વાહકતા તે પ્રવાહને મજબૂત રીતે વધારે છે. સૌર પવન પ્લાઝ્મા અને ધ્રુવીય ભૂચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેની DP1-વર્તમાન ક્રિયાપ્રતિક્રિયા શાંત મેગ્નેટોસ્ફેરિક પરિસ્થિતિઓ દરમિયાન લગભગ 15 kV ના સંભવિત તફાવત સાથે સવારથી સાંજ સુધી નિર્દેશિત વૈશ્વિક સ્તરનું મેગ્નેટોસ્ફેરિક વિદ્યુત સંવહન ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે, જે વિક્ષેપિત પરિસ્થિતિઓ દરમિયાન નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. મેગ્નેટોપોઝ પર ચાર્જનું વિભાજન થાય છે. આ વિસ્તાર આયનોસ્ફેરિક ડાયનેમો પ્રદેશ સાથે પ્રથમ ખુલ્લી ભૂચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓ દ્વારા ઓરોરલ પ્રદેશોમાં એક ફૂટપોઇન્ટ સાથે જોડાયેલ છે. આમ, વિદ્યુત વિસર્જિત પ્રવાહો ક્ષેત્ર-સંરેખિત પ્રવાહો દ્વારા ઓરોરલ ઝોન ડાયનેમો સ્તરની અંદર બે નાના પટ્ટાઓ તરીકે, દિવસના તેમજ રાત્રિના ગોળાર્ધમાં વહે છે. આ પ્રવાહોને DP1 કરંટ અથવા ઓરોરલ ઇલેક્ટ્રોજેટ કહેવામાં આવે છે. તેમની તીવ્રતા મેગા એમ્પીયરના ક્રમની છે. ઓહમિક નુકસાન અને આમ આ પ્રવાહોની જુલ ગરમી તેની સાથે તુલનાત્મક છે કારણ કે શાંત પરિસ્થિતિઓ દરમિયાન મધ્ય અને નીચલા અક્ષાંશોમાં સૌર XUV ઉષ્મા ઇનપુટ અને અશાંત પરિસ્થિતિઓ દરમિયાન ઘણું મોટું હોય છે. તેથી, તે આયનોસ્ફેરિક અને થર્મોસ્ફેરિક ગતિશીલતા પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે અને આયનોસ્ફેરિક અને થર્મોસ્ફેરિક તોફાનોનું કારણ બને છે DP2-વર્તમાન મેગ્નેટોસ્ફેરિક વિદ્યુત સંવહન ક્ષેત્ર ધ્રુવીય કપની અંદર બે કોષ પ્રવાહ ચલાવે છે, જેમાં તેમના વોર્ટીસ સવારે અને સાંજે સ્થિત હોય છે. તેને DP2 પ્રવાહ કહેવામાં આવે છે. તે પ્રવાહ શાંત પરિસ્થિતિઓ (એસ. ક્યુ. પી.) દરમિયાન પહેલેથી જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને અશાંત પરિસ્થિતિઓ દરમિયાન વધે છે. તે મુખ્યત્વે વિદ્યુત હોલ પ્રવાહોથી બનેલો છે. ધ્રુવીય-રિંગ પ્રવાહ જો આંતરગ્રહીય ચુંબકીય ક્ષેત્ર (આઇએમએફ) ના અઝીમુથલ ઘટકને સાંજ તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે, તો મેગ્નેટોસ્ફેરિક પ્લાઝ્મા ઉત્તરીય ધ્રુવીય કેપમાં ધીમું થાય છે અને દક્ષિણ ધ્રુવીય કેપમાં પ્રવેગે છે. જો આઇએમએફના અઝીમુથલ ઘટકને સવાર તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે, તો પરિસ્થિતિ ઉલટાવી દેવામાં આવે છે. સહ-પરિભ્રમણમાંથી આ વિચલન નીચલા અક્ષાંશો પર અદૃશ્ય થઈ જાય છે. ધ્રુવીય પ્રદેશોની અંદર જમીન પરની ચુંબકીય અસર ઘડિયાળની દિશામાં ચુંબકીય ધ્રુવોને ઘેરી લેતા લગભગ 10 ડિગ્રી ધ્રુવીય અંતર પર આયનોસ્ફેરિક હોલ પ્રવાહને અનુરૂપ છે, જે આંતરગ્રહીય ક્ષેત્રો દરમિયાન જમીન પર ઊભેલા નિરીક્ષક દ્વારા જોવામાં આવે છે, જેમાં ક્ષેત્રો સૂર્યથી દૂર નિર્દેશ કરે છે, અને ક્ષેત્ર ધ્રુવીયતા દરમિયાન ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે.