|
| |
|
| |
|
|
Nonlinear processes in space plasmas and their effects on the generation and propagation of electromagnetic waves
Hanzelka, Miroslav ; Santolík, Ondřej (vedoucí práce) ; Hellinger, Petr (oponent) ; Rycroft, Michael J. (oponent)
Nelineární interakce nabitých částic a vln s vysokou amplitudou se významně proje- vují v dynamice magnetosfér. Zde se zaměřujeme na cyklotronovou rezonanční interakci mezi energetickými elektrony a diskrétními emisemi hvizdového módu zvanými chorus, jež se vyskytují ve vnějším radiačním pásu Země. Téma je uvedeno detailním rozborem disperzních vlastností hvizdových vln, trajektorií částic a přehledem teorií nelineárního růstu vln. V hlavní části prezentujeme nový semi-empirický model vlnových balíků choru s rostoucí frekvencí, které v sobě zahrnují jemné modulace amplitudy. Tento model je po- užit pro simulace testovacích částic, pomocí nichž studujeme nelineární perturbace v roz- dělení horkých elektronů. Na základě pozorovaných změn v toku elektronů jsme odhadli rozlišení částicových přístrojů potřebné k detekci předpovězených perturbací. Částicové simulace jsou dále využity ke zkoumání vysypávání elektronů do atmosféry v důsledku interakce s balíky choru. Výsledky jsou dány do souvislosti s pozorováním mikroburstů a pulzujících polárních září. Zároveň jsme v simulacích zaznamenali překročení difúzního limitu způsobené cyklotronovou interakcí, jež se projevilo přeplněním ztrátového kuželu. 1
|
|
|
Simulace družicových měření elektromagnetických vln v magnetosféře Země
Hanzelka, Miroslav ; Santolík, Ondřej (vedoucí práce) ; Kolmašová, Ivana (oponent)
Simulace šíření elektromagnetických (EM) vln již více než padesát let slouží ke studiu magnetosféry Země a k rozboru elektromagnetických emisí pozorova- ných na družicích. V této práci se zaobíráme šířením EM vln především v oboru nízkých frekvencí 100 Hz - 10 000 Hz ve studeném plazmatu vnitřní magneto- sféry. K výpočtům používáme numerický postup, který na základě metody sle- dování trajektorie paprsků zvané ray tracing simuluje šíření EM vln spolu s vý- počtem dalších veličin popisujících vlnu. S využitím simulací ukazujeme mož- nosti šíření EM emise typu rovníkový šum. Druhou aplikací je navržení propa- gačního schématu konjugovaného pozorování kvaziperiodických emisí na družici Van Allen Probes A (VAP-A) a na pozemním přijímači v Athabasce. Využíváme přitom model vytvořený na základě měření elektronové hustoty v plazmasféře z přístroje EMFISIS na VAP-A. 1
|
|
|
Simulace šíření vln v planetárních magnetosférách
Hanzelka, Miroslav ; Santolík, Ondřej (vedoucí práce) ; Chum, Jaroslav (oponent)
Elektromagnetické (EM) vlny v plazmatu se podílejí na dynamice mag- netosféry Země a dalších planet Sluneční soustavy a významně tak ovlivňují kosmické prostředí v oblastech, kterými procházejí orbity umělých družic. V této práci na několika příkladech ukazujeme možnosti využití metody zva- né ray tracing, která nám umožňuje studovat šíření vln v plazmatu na zákla- dě paprskové aproximace geometrické optiky. Pomocí numerických simulací v přiblížení studeného plazmatu vysvětlujeme prudké změny v orientaci vl- nového vektoru kvaziperiodických emisí pozorovaných nízkoorbitální družicí DEMETER. S využitím programu pro výpočet trajektorií paprsků v disperz- ním prostředí horkého plazmatu, který jsme pro tuto práci vyvinuli, bylo dále studováno šíření EM emisí typu chorus v oblasti vnější magnetosféry Země se zaměřením na vývoj energie vlny podél magnetických siločar a vyhodnocení rozdílů mezi vedeným a nevedeným šířením. Ukazujeme, že chorus pozoro- vaný družicemi Cluster musí být převážně vedený a že ačkoli růst energie nelze zcela vysvětlit pomocí zde aplikované lineární teorie, mají i lineární efekty na růstech nezanedbatelný podíl. Nakonec prezentujeme propagační charakteristiky EM protonových cyklotronových vln v magnetosféře Saturnu bohaté na vodní ionty a ukazujeme, že na rozdíl od zemské magnetosféry je...
|
|
|
Simulace družicových měření elektromagnetických vln v magnetosféře Země
Hanzelka, Miroslav ; Santolík, Ondřej (vedoucí práce) ; Kolmašová, Ivana (oponent)
Simulace šíření elektromagnetických (EM) vln již více než padesát let slouží ke studiu magnetosféry Země a k rozboru elektromagnetických emisí pozorova- ných na družicích. V této práci se zaobíráme šířením EM vln především v oboru nízkých frekvencí 100 Hz - 10 000 Hz ve studeném plazmatu vnitřní magneto- sféry. K výpočtům používáme numerický postup, který na základě metody sle- dování trajektorie paprsků zvané ray tracing simuluje šíření EM vln spolu s vý- počtem dalších veličin popisujících vlnu. S využitím simulací ukazujeme mož- nosti šíření EM emise typu rovníkový šum. Druhou aplikací je navržení propa- gačního schématu konjugovaného pozorování kvaziperiodických emisí na družici Van Allen Probes A (VAP-A) a na pozemním přijímači v Athabasce. Využíváme přitom model vytvořený na základě měření elektronové hustoty v plazmasféře z přístroje EMFISIS na VAP-A. 1
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.