Magnetospheric electric convection field
مقناطیسی کرہ پر شمسی ہوا کا اثر اندرونی مقناطیسی کرہ کے اندر ایک برقی میدان پیدا کرتا ہے (r <10 a ؛ زمین کے رداس کے ساتھ)-संवहन میدان -۔ اس کی عمومی سمت صبح سے شام تک ہوتی ہے۔ اندرونی مقناطیسی میدان کے اندر شریک گھومنے والا تھرمل پلازما اس میدان اور جیومیگنیٹک فیلڈ بو کی طرف آرتھوگنل بہتا ہے۔ نسل سازی کا عمل ابھی مکمل طور پر سمجھ میں نہیں آیا ہے۔ ایک امکان شمسی ہوا اور مقناطیسی کرہ کی باؤنڈری پرت (میگنیٹوپاز) کے درمیان چپچپا تعامل ہے۔ ایک اور عمل مقناطیسی دوبارہ رابطہ ہو سکتا ہے۔ آخر میں، اندرونی مقناطیسی میدان کے قطبی علاقوں میں ایک ہائیڈرو میگنیٹک ڈائنامو عمل ممکن ہو سکتا ہے۔ مصنوعی سیاروں کے ذریعے براہ راست پیمائش نے اس میدان کی ساخت کی کافی اچھی تصویر پیش کی ہے۔ اس شعبے کے کئی ماڈل موجود ہیں۔ وولینڈ سٹرن ماڈل تفصیل ایک وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا ماڈل ہے۔ یہ دو آسان مفروضوں پر مبنی ہے: سب سے پہلے، ایک کویکسیل جیومیگنیٹک ڈائپول فیلڈ B متعارف کرایا گیا ہے۔ اس کی مقناطیسی میدان کی لکیروں کی نمائندگی شیل پیرامیٹر کے ذریعے کی جا سکتی ہے جس میں r زمین سے فاصلہ، زمین کا رداس، اور θ شریک عرض البلد ہے۔ r = a کے لیے، θ زمین پر موجود لکیر کے فٹ پوائنٹ کا شریک عرض البلد ہے۔ ایل = کانسٹ مقناطیسی میدان کی لکیر کی مساوات ہے، اور آر = اے ایل جیومیگنیٹک اکویٹر (θ = 90°) پر لکیر کا شعاعی فاصلہ ہے۔ دوسرا، یہ فرض کیا جاتا ہے کہ برقی میدان الیکٹروسٹیٹک پوٹینشل سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ مقناطیسی میدان جیسے انتہائی چلنے والے برقی پلازما میں، برقی میدانوں کو مقناطیسی شعبوں کے لیے آرتھوگنل ہونا چاہیے، برقی ممکنہ خول مقناطیسی خول کے متوازی ہوتا ہے۔ رشتہ اس شرط کو پورا کرتا ہے۔ یہاں وہ علیحدگی ہے جو کم عرض البلد کے مقناطیسی میدان کو قطبی مقناطیسی میدان سے کھلی مقناطیسی میدان کی لکیروں (زمین پر صرف ایک فٹ پوائنٹ رکھنے والی)، اور مقامی وقت τ کے ساتھ بند جیومیگنیٹک فیلڈ لائنوں سے الگ کرتی ہے۔ θm ~ 20° آرورل زون کی قطبی سرحد ہے۔ q، φco، اور τco تجرباتی پیرامیٹرز ہیں، جن کا تعین مشاہدات سے کیا جاتا ہے۔ Eq. () زمین کے ساتھ مل کر گھومنے والے مربوط نظام کے لیے پیداوار، اس کا جیومیگنیٹک خط استوا جغرافیائی خط استوا سے ملتا جلتا ہے۔ چونکہ برقی صلاحیت خط استوا کے حوالے سے ہم آہنگ ہے، اس لیے صرف شمالی نصف کرہ پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ پوٹینشل کی عمومی سمت طلوع آفتاب سے شام تک ہوتی ہے، اور φco کل پوٹینشل فرق ہے۔ گھومنے والے مقناطیسی کوآرڈینیٹ سسٹم سے غیر گھومنے والے نظام میں تبدیلی کے لیے، τ کو طول بلد-λ سے تبدیل کیا جانا چاہیے۔ اندرونی مقناطیسی میدان اعداد کے ساتھ q ~ 2، اور φco اور τco جیومیگنیٹک سرگرمی کے ساتھ بڑھتے ہوئے (مثال کے طور پر، φco ~ 17 اور 65 kVolt، اور τco ~ 0 اور 1h، جیومیگنیٹک طور پر خاموش اور قدرے پریشان کن حالات کے دوران، بالترتیب)، eq۔ () نچلے عرض البلد پر درست ہے، (θ> θm) اور اندرونی مقناطیسی میدان کے اندر (r ≤ 10 a) وولینڈ سٹرن ماڈل ہے (شکل دیکھیں۔ 1 اے)۔ الیکٹروسٹیٹک فیلڈ کے استعمال کا مطلب یہ ہے کہ یہ ماڈل صرف سست عارضی تغیرات (ایک دن یا اس سے بڑے کی ترتیب کے) کے لیے درست ہے۔ کوایکسیل مقناطیسی دو قطبی میدان کے مفروضے سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ صرف عالمی پیمانے کے ڈھانچوں کی تقلید کی جا سکتی ہے۔ برقی میدان کے اجزاء اس طرح سے اخذ کیے جاتے ہیں کہ جیومیگنیٹک فیلڈ کی موجودگی میں لورینٹز فورس کی تلافی کے لیے فریم آف ریفرنس پر گھومتے ہوئے ایک برقی میدان پیدا ہوتا ہے۔ یہ نام نہاد برقی گردش کا میدان ہے جس کی پیمائش زمین کے ساتھ گھومنے والے مبصر کے ذریعہ کی جاتی ہے۔ اس کی صلاحیت سے اوپر دی گئی آسان شرائط کے ساتھ φro = 90 kVolt کے ساتھ ہے۔ اندرونی مقناطیسی میدان کے اندر تھرمل پلازما زمین کے ساتھ مل کر گھومتا ہے۔ حوالہ کے غیر گھومنے والے فریم میں، یہ eq میں دونوں فیلڈز کے مجموعے پر رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ () اور ()۔ چونکہ φr زمین سے فاصلے کے ساتھ کم ہوتا ہے جبکہ φc بڑھتا ہے، دونوں پوٹینشلز کے مجموعے کی ترتیب میں بند مساوی خولوں کا ٹورس جیسا اندرونی خطہ ہوتا ہے، جسے پلازما سپیئر کہا جاتا ہے، جس میں تھرمل توانائی کے آئنائزڈ ذرات پھنسے رہتے ہیں (مثال کے طور پر،)۔ درحقیقت، سیٹی والے مشاہدات نے پلازما کے دائرے کے اندر پلازما کی کثافت کا انکشاف کیا ہے جس کی شدت پلازماپاز کے باہر سے بڑی ہے، جو کہ آخری بند مساوی خول ہے (شکل دیکھیں۔ 1b))۔ مشاہدہ شدہ پلازماپاز ترتیب کی شکل سے، ایکسپونینٹ q = 2 in eq. () کا تعین کیا گیا ہے، جبکہ جیومیگنیٹک سرگرمی کے ساتھ کم ہونے والے پلازماپاز کی حد طول و عرض φco کنویکشن فیلڈ کی ابتدا کے ذریعے نقل کی جاتی ہے۔ برقی کنویکشن فیلڈ کی ابتدا شمسی ہوا کے پلازما اور جیومیگنیٹک فیلڈ کے درمیان تعامل کے نتیجے میں ہوتی ہے۔ کھلے مقناطیسی میدان کی لکیروں والے قطبی علاقوں میں (جہاں جیومیگنیٹک فیلڈ بین الکلیاتی مقناطیسی میدان کے ساتھ ضم ہو جاتا ہے)، قطبی مقناطیسی میدان سے گزرنے والی شمسی ہوا طلوع آفتاب سے شام تک برقی میدان کو جنم دیتی ہے۔ چارج کی علیحدگی میگنیٹوپاز پر ہوتی ہے۔ یہ علاقہ آخری بند شیل پیرامیٹر ایل ایم کے ذریعے آئناسفیئرک ڈائنامو ریجن سے جڑا ہوا ہے۔ اس طرح، خارج ہونے والے دھارے آئناسفیئرک ڈائنامو خطے کے اندر ایل ایم کے ساتھ برقی میدان سے منسلک دھاروں (برک لینڈ دھاروں) کے ذریعے بہتے ہیں۔ میدان سے منسلک دھارے صبح کی طرف آئناسفیئر میں اور شام کی طرف آئناسفیئر سے باہر بہتے ہیں۔ شمسی ہوا کے بہاؤ کی تغیر میگیٹاسفیئرک سرگرمی کا تعین کرتی ہے، جس کا اظہار عام طور پر زمین پر مشاہدہ کردہ جیومیگنیٹک سرگرمی کی ڈگری سے ہوتا ہے۔ قطبی مقناطیسی میدان قریب زمین کے قطبی علاقے میں برقی ترسیل کے میدان کو eq کے ذریعے نقل کیا جا سکتا ہے۔ () ایکسپوینٹ q =-1/2 کے ساتھ۔ Lm پر علیحدگی پر، φc مسلسل ہوتا ہے۔ تاہم، ایک فیلڈ ریورسل فیلڈ سے منسلک کرنٹس کے ساتھ ہوتا ہے، دونوں مشاہدات کے مطابق ہوتے ہیں۔ ایل ایم پر برقی میدان کا الٹ جانا واضح طور پر اندرونی اور قطبی مقناطیسی میدان کے اندر پلازما کے بہاؤ کے الٹ جانے کی نشاندہی کرتا ہے۔ ایک زیادہ نفیس ماڈل میں، تقریبا 15° اور 20° کولاٹیچوڈ کے درمیان آرورل اوول (دوبارہ ایک کویکسیل آرورل زون کے ذریعے نقل کیا جاتا ہے) کو فیلڈ ریورسل کے درمیان ایک منتقلی زون کے طور پر مدنظر رکھا گیا ہے۔ تقریبا 100 سے 200 کلومیٹر اونچائی کے درمیان آئناسفیئرک ڈائنامو خطہ ایک ایسا خطہ ہے جہاں آئنوں اور الیکٹرانوں کی نقل و حرکت مختلف ہوتی ہے۔ اس طرح پلازما برقی طور پر موصل ہو جاتا ہے۔ جیومیگنیٹک فیلڈ کی وجہ سے، دو قسم کے برقی دھارے موجود ہیں: پیڈرسن دھارے E کے متوازی، اور ہال دھارے E اور B کے آرتھوگنل۔ مزید برآں، جیومیگنیٹک سرگرمی کے لحاظ سے اورورا کے علاقے کے اندر برقی چالکتا میں نمایاں اضافہ موجود ہے جو eq میں پیرامیٹر τco کو متاثر کرتا ہے۔ () برقی کنویکشن فیلڈ قطبی ڈائنامو علاقوں میں مضبوط برقی دھاروں کو چلاتا ہے (مثال کے طور پر۔ DP1 اور DP2) جسے ماڈل کے ذریعے نقل کیا جا سکتا ہے۔ اوپری ماحولیاتی برقی دھاروں کے مظاہر زمین پر متعلقہ مقناطیسی تغیرات ہیں۔ بدقسمتی سے، یہ کنکشن صرف افقی طور پر بہتے ہوئے موجودہ نظاموں کے لیے منفرد ہے۔ مثال کے طور پر، عمودی طور پر بہتے ہوئے میدان سے منسلک دھاروں کا زمین پر تقریبا کوئی مقناطیسی اثر نہیں ہوتا ہے۔ ماڈل دونوں قسم کے برقی دھاروں کی شراکت کو الگ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ قطبی مقناطیسی خلل DP2 بنیادی طور پر ہال کرنٹ ہیں۔ اورورا زونوں کے اندر بہتے ہوئے کئی سینکڑوں کے اے کی ترتیب کے طول و عرض کے ساتھ اورورل الیکٹروجیٹ (ڈی پی 1) ہال کرنٹس اور پیڈرسن کرنٹس پر مشتمل ہوتے ہیں۔ پیڈرسن دھاروں کا پھیلاؤ جول ہیٹنگ پیدا کرتا ہے جو تھرموسفیر کی غیر جانبدار گیس میں منتقل ہوتا ہے اس طرح تھرموسفیرک اور آئناسفیئرک خلل پیدا ہوتا ہے۔ کئی گھنٹوں سے لے کر دنوں کی ترتیب کی طویل مدتی مقناطیسی خلل عالمی پیمانے پر تھرموسفیرک اور آئناسفیئرک طوفانوں میں تبدیل ہو سکتے ہیں (مثال کے طور پر،)۔ بڑے مقناطیسی خلل کے دوران، آئناسفیئرک پلازما کی بڑی مقدار برقی کنویکشن فیلڈز کے ذریعے قطبی آئناسفیئر میں منتقل کی جاتی ہے، جس سے شدید آئناسفیئرک بے ضابطگیاں پیدا ہوتی ہیں اور خلائی موسم متاثر ہوتا ہے۔ کروٹیشن الیکٹرک فیلڈ لٹریچر جیومیگنیٹزم بھی دیکھیں