Magnetospheric electric convection field
मैग्नेटोस्फेयर पर सौर हवा का प्रभाव आंतरिक मैग्नेटोस्फेयर (r <10 a; पृथ्वी की त्रिज्या के साथ)-संवहन क्षेत्र-के भीतर एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। इसकी सामान्य दिशा सुबह से शाम तक होती है। आंतरिक मैग्नेटोस्फेयर के भीतर सह-घूर्णन तापीय प्लाज्मा उस क्षेत्र और भू-चुंबकीय क्षेत्र बो में ऑर्थोगोनल हो जाता है। उत्पादन प्रक्रिया अभी तक पूरी तरह से समझ में नहीं आई है। एक संभावना सौर हवा और मैग्नेटोस्फेयर (मैग्नेटोपॉज़) की सीमा परत के बीच चिपचिपा अंतःक्रिया है। एक अन्य प्रक्रिया चुंबकीय पुनर्संयोजन हो सकती है। अंत में, आंतरिक मैग्नेटोस्फेयर के ध्रुवीय क्षेत्रों में एक जल चुम्बकीय डायनेमो प्रक्रिया संभव हो सकती है। उपग्रहों के माध्यम से प्रत्यक्ष माप ने उस क्षेत्र की संरचना की काफी अच्छी तस्वीर दी है। उस क्षेत्र के कई मॉडल मौजूद हैं। एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला मॉडल है वोलैंड-स्टर्न मॉडल विवरण यह दो सरल धारणाओं पर आधारित हैः पहला, एक समाक्षीय भू-चुंबकीय द्विध्रुव क्षेत्र बी पेश किया गया है। इसकी चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को पृथ्वी से दूरी r, पृथ्वी की त्रिज्या और सह-अक्षांश θ के साथ खोल पैरामीटर द्वारा दर्शाया जा सकता है। r = a के लिए, θ जमीन पर रेखा के पैर बिंदु का सह-अक्षांश है। L = स्थिरांक एक चुंबकीय क्षेत्र रेखा का समीकरण है, और r = a L भू-चुंबकीय भूमध्य रेखा (θ = 90°) पर रेखा की रेडियल दूरी है। दूसरा, यह माना जाता है कि विद्युत क्षेत्र एक स्थिरविद्युत विभव φc से प्राप्त किया जा सकता है। चूँकि चुंबकमंडल जैसे अत्यधिक संवाहक विद्युत प्लाज्मा में, विद्युत क्षेत्र चुंबकीय क्षेत्रों के लिए ऑर्थोगोनल होना चाहिए, विद्युत संभावित खोल चुंबकीय खोल के समानांतर होता है। संबंध उस शर्त को पूरा करता है। यहाँ ध्रुवीय मैग्नेटोस्फेयर से खुली चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं (पृथ्वी पर केवल एक पैर बिंदु होने के कारण) और स्थानीय समय τ के साथ बंद भू-चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ निम्न अक्षांश मैग्नेटोस्फेयर को अलग करने वाला पृथक्करण है। θm ~ 20° ऑरोरल ज़ोन की ध्रुवीय सीमा है। q, φco, और τco अनुभवजन्य मापदंड हैं, जिन्हें टिप्पणियों से निर्धारित किया जाना है। ईक्यू। () पृथ्वी के साथ सह-घूर्णन करने वाली एक निर्देशांक प्रणाली के लिए उपज, इसका भू-चुंबकीय भूमध्य रेखा भौगोलिक भूमध्य रेखा के समान है। चूँकि भूमध्य रेखा के संबंध में विद्युत विभव सममित है, इसलिए केवल उत्तरी गोलार्ध पर विचार करने की आवश्यकता है। विभव की सामान्य दिशा सुबह से शाम तक होती है, और φco कुल विभव अंतर है। एक घूर्णन चुंबकीय निर्देशांक प्रणाली से एक गैर-घूर्णन प्रणाली में परिवर्तन के लिए, τ को देशांतर-λ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। आंतरिक चुंबकमंडल संख्या q ~ 2 के साथ, और φco और τco भू-चुंबकीय गतिविधि के साथ बढ़ते हुए (जैसे, φco ~ 17 और 65 kVolt, और τco ~ 0 और 1h, क्रमशः भू-चुंबकीय रूप से शांत और थोड़ी परेशान स्थितियों के दौरान), eq। () निचले अक्षांशों पर मान्य है, (θ> θm) और आंतरिक चुंबकमंडल के भीतर (r ≤ 10 a) वोलैंड-स्टर्न मॉडल है (चित्र देखें। 1 ए)। विद्युतस्थैतिक क्षेत्र के उपयोग का अर्थ है कि यह मॉडल केवल धीमी अस्थायी भिन्नताओं (एक दिन या उससे बड़े क्रम के) के लिए मान्य है। एक समाक्षीय चुंबकीय द्विध्रुव क्षेत्र की धारणा का तात्पर्य है कि केवल वैश्विक स्तर की संरचनाओं का अनुकरण किया जा सकता है। विद्युत क्षेत्र के घटकों को इस प्रकार से प्राप्त किया जाता है भू-चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में लॉरेंट्ज़ बल की भरपाई करने के लिए संदर्भ के ढांचे पर एक घूर्णन में एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है। यह तथाकथित विद्युत सह-घूर्णन क्षेत्र है जिसे पृथ्वी के साथ घूमने वाले पर्यवेक्षक द्वारा मापा जाता है। ऊपर दी गई सरल शर्तों के साथ इसकी क्षमता φro = 90 kVolt के साथ है। आंतरिक मैग्नेटोस्फेयर के भीतर थर्मल प्लाज्मा पृथ्वी के साथ सह-घूमता है। संदर्भ के गैर-घूर्णन ढांचे में, यह eq में दोनों क्षेत्रों के योग पर प्रतिक्रिया करता है। () और ()। चूँकि φr पृथ्वी से दूरी के साथ घटता है जबकि φc बढ़ता है, दोनों विभवों के योग के विन्यास में बंद समतुल्य कोशों का एक टोरस जैसा आंतरिक क्षेत्र होता है, जिसे प्लाज्मास्फीयर कहा जाता है, जिसमें तापीय ऊर्जा के आयनित कण फंस जाते हैं (जैसे,)। वास्तव में, सीटी बजाने वाली टिप्पणियों से पता चला है कि प्लाज्मा स्फीयर के भीतर प्लाज्मा घनत्व कई क्रम में प्लाज्मापॉज़ के बाहर की तुलना में बड़ा है, जो कि अंतिम बंद समतुल्य खोल है (चित्र देखें। 1बी))। प्रेक्षित प्लाज्मापॉज़ विन्यास के आकार से, घातांक q = 2 eq में। () निर्धारित किया गया है, जबकि भू-चुंबकीय गतिविधि के साथ कम होने वाले प्लाज्मापॉज़ की सीमा को संवहन क्षेत्र की उत्पत्ति के आयाम द्वारा अनुकरण किया जाता है विद्युत संवहन क्षेत्र की उत्पत्ति सौर पवन प्लाज्मा और भू-चुंबकीय क्षेत्र के बीच बातचीत से होती है। खुली चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं वाले ध्रुवीय क्षेत्रों में (जहां भू-चुंबकीय क्षेत्र अंतरग्रहीय चुंबकीय क्षेत्र के साथ मिल जाता है), ध्रुवीय चुंबकमंडल से बहने वाली सौर हवा सुबह से शाम तक एक विद्युत क्षेत्र को प्रेरित करती है। चुंबकत्व में आवेश का पृथक्करण होता है। यह क्षेत्र अंतिम बंद खोल पैरामीटर एल. एम. के माध्यम से आयनोस्फेरिक डायनेमो क्षेत्र से जुड़ा हुआ है। इस प्रकार, निर्वहन धाराएँ आयनोस्फेरिक डायनेमो क्षेत्र के भीतर एल. एम. के साथ विद्युत क्षेत्र-संरेखित धाराओं (बर्कलैंड धाराओं) के माध्यम से प्रवाहित होती हैं। क्षेत्र-संरेखित धाराएँ सुबह की ओर आयनमंडल में और शाम की ओर आयनमंडल से बाहर बहती हैं। सौर पवन प्रवाह की परिवर्तनशीलता मैग्नेटोस्फेरिक गतिविधि को निर्धारित करती है, जिसे आम तौर पर जमीन पर देखी गई भू-चुंबकीय गतिविधि की डिग्री द्वारा व्यक्त किया जाता है। ध्रुवीय चुम्बकमण्डल निकट पृथ्वी ध्रुवीय क्षेत्र में विद्युत संवहन क्षेत्र का अनुकरण eq द्वारा किया जा सकता है। () घातांक q =-1/2 के साथ। Lm पर विभाजक पर, φc निरंतर है। हालांकि, एक क्षेत्र उलटना क्षेत्र-संरेखित धाराओं के साथ होता है, दोनों टिप्पणियों के साथ सहमति में। एल. एम. पर विद्युत क्षेत्र का उलटना स्पष्ट रूप से आंतरिक और ध्रुवीय चुंबकमंडल के भीतर प्लाज्मा प्रवाह के उलटने का संकेत देता है। एक अधिक परिष्कृत मॉडल में, लगभग 15° और 20° अक्षांशक के बीच के ऑरोरल अंडाकार (फिर से एक समाक्षीय ऑरोरल ज़ोन द्वारा अनुकरण किया गया) को क्षेत्र उलटने के बीच एक संक्रमण क्षेत्र के रूप में ध्यान में रखा गया है। आयनोस्फेरिक डायनेमो क्षेत्र लगभग 100 से 200 कि. मी. की ऊँचाई के बीच एक ऐसा क्षेत्र है जहाँ आयनों और इलेक्ट्रॉनों की अलग-अलग गतिशीलता होती है। इस प्रकार प्लाज्मा विद्युत प्रवाहित हो जाता है। भू-चुंबकीय क्षेत्र के कारण, दो प्रकार की विद्युत धाराएँ मौजूद हैंः ई के समानांतर पेडरसन धाराएँ और ई और बी के लिए ऑर्थोगोनल हॉल धाराएँ। इसके अलावा, भू-चुंबकीय गतिविधि के आधार पर ऑरोरा क्षेत्र के भीतर विद्युत चालकता में एक महत्वपूर्ण वृद्धि मौजूद है जो eq में पैरामीटर τco को प्रभावित करती है। () विद्युत संवहन क्षेत्र ध्रुवीय डायनेमो क्षेत्रों के भीतर मजबूत विद्युत धाराओं को चलाता है (जैसे। DP1 और DP2) जिसे मॉडल द्वारा अनुकरण किया जा सकता है। ऊपरी वायुमंडलीय विद्युत धाराओं के प्रकटीकरण जमीन पर संबंधित चुंबकीय भिन्नताएं हैं। दुर्भाग्य से, यह कनेक्शन केवल क्षैतिज रूप से बहने वाली धारा प्रणालियों के लिए अद्वितीय है। उदाहरण के लिए, ऊर्ध्वाधर रूप से बहने वाली क्षेत्र-संरेखित धाराओं का जमीन पर लगभग कोई चुंबकीय प्रभाव नहीं होता है। मॉडल दोनों प्रकार की विद्युत धाराओं के योगदान को अलग करने की अनुमति देता है। ध्रुवीय चुंबकीय गड़बड़ी DP2 मुख्य रूप से हॉल धाराएँ हैं। अरोरा क्षेत्रों के भीतर बहने वाले कई सैकड़ों के. ए. के परिमाण के साथ ऑरोरल इलेक्ट्रोजेट (डी. पी. 1) में हॉल धाराएँ और पेडरसन धाराएँ होती हैं। पेडरसन धाराओं के अपव्यय से जूल हीटिंग उत्पन्न होती है जिसे थर्मॉस्फियर की तटस्थ गैस में स्थानांतरित किया जाता है और इस प्रकार थर्मॉस्फेरिक और आयनोस्फेरिक गड़बड़ी पैदा होती है। कई घंटों से लेकर दिनों के क्रम में लंबे समय तक चलने वाली मैग्नेटोस्फेरिक गड़बड़ी वैश्विक स्तर के थर्मॉस्फेरिक और आयनोस्फेरिक तूफानों (जैसे,) में विकसित हो सकती है। प्रमुख मैग्नेटोस्फेरिक गड़बड़ी के दौरान, बड़ी मात्रा में आयनोस्फेरिक प्लाज्मा को विद्युत संवहन क्षेत्रों द्वारा ध्रुवीय आयनोस्फेयर में ले जाया जाता है, जिससे गंभीर आयनोस्फेरिक विसंगतियां होती हैं और अंतरिक्ष मौसम प्रभावित होता है। कोरोटेशन विद्युत क्षेत्र साहित्य भू-चुंबकत्व भी देखें।