Závěrečná zpráva grantu 023/1997/B-FYZ/MFF

Název projektu:	Plazmové procesy v kaspu a na jeho hranicích
Hlavní řešitel:	Doc.,RNDr. Jana Šafránková, DrSc.
Spoluřešitelé:	Karla Nachtigalová; Doc.,RNDr. Zdeněk Němeček, DrSc.; Marcela Králíková; RNDr. Vojtěch Hanzal; RNDr. Lubomír Přech, Dr.; Mgr. Jiří Šimůnek; RNDr. Václav Hrabáň; RNDr. Ondřej Santolík, Dr.; Mgr. Vladimír Truhlík; Mgr. Peter Žilavý; Mgr. Jan Měrka; Mgr. Pavla Mitková; RNDr. Václav Hrabaň
Období řešení:	1997-1999
Celková dotace:	340 tis. Kč

Souhrn výsledků

Hlavním problémem fyziky vztahů Slunce-Země je transport nabitých částic ze slunečního větru do magnetosféry Země, hlavně pak jeho dynamické změny, vyvolané měnícími se podmínkami ve slunečním větru a změnami meziplanetárního magnetického pole. Z tohoto hlediska je možno oblast kaspu považovat za nejdůležitější část zemské magnetosféry. Na rozdíl od jiných oblastí se v kaspu mohou siločáry zemského magnetického pole relativně snadno propojovat s meziplanetárním magnetickým polem zamrzlým do plazmatu slunečního větru. Kromě vnějších parametrů jsou procesy v kaspu ovlivněny i parametry vnitřními (tj. okamžitým stavem magnetosféry), z nichž je nesporně nejvýznamější náklon magnetického dipólu Země. Výsledky řešení grantového projektu je možno shrnout do třech hlavních skupin:
a) Statistické zkoumání závislosti geometrie kaspu na vnějších a vnitřních podmínkách
Pro toto zkoumání byla využita měření české družice MAGION-4, která poskytovala vertikální profil kaspu ve výškách od 15,000 km až do přechodové oblasti. Soubor dat, získaný za dva roky jejího měření, je zcela unikátní, protože podobná měření nebyla v takovém rozsahu doposud realizována. Statistickými metodami bylo zjištěno, že:
  1) dominantním faktorem, určujícím polohu kaspu v těchto vyškách, je náklon magnetického dipólu; tato závislost byla kvantifikována
  2) závislost polohy kaspu na Bz složce meziplanetárního magnetického pole odpovídá zhruba závislosti určené v nízkých výškách. V oblasti magnetopauzy je poloha kaspu ovlivněna stejně významě složkou Bx.
  3) parametry slunečního větru polohu kaspu ve vysokých šířkách prakticky neovlivňují.
b) Vícebodové studie hranice mezi kaspem a přechodovou oblastí
Během řešení projektu bylo prokázáno, že:
  1) hlavním faktorem, který určuje geometrii kaspu v blízkosti magnetopauzy, je lokální směr magnetického pole v přechodové oblasti
  2) disperzní plazmové struktury v kaspu jsou efektem prostorovým nikoli časovým, jak se dříve soudilo
  3) fluktuace intenzity plazmatických částic vysypávaných do ionosféry jsou způsobeny lokálními zvýšeními hustoty plazmatu v přechodové oblasti.
c) Studie dalších procesů souvisejících s vysypáváním nabitých částic do ionosféry
V této oblasti výzkumu byly dosaženy tyto nové poznatky:
  1) Za nejdůležitější výsledek je možno považovat důkaz, že k přepojování magnetických siločar na noční straně magnetopauzy dochází spontálně. Tento proces je řízen směrem magnetického pole v přechodové oblasti. Může k němu dojít v důsledku fluktuací směrů magnetického pole i v případech, kdy jsou vnitřní a vnější magnetická pole téměř paralelní.
  2) Bylo prokázáno, že k urychlení nabitých částic v aurorální oblasti dochází i ve výškách kolem 2,000 km, tedy podstatně níže než se dříve předpokládalo.
Výsledky získané při řešení grantu byly publikovány celkem ve 25 příspěvcích na mezinárodních konferencích, 6 článcích ve sbornících a 11 článcích v mezinárodních odborných časopisech. Mezi spoluautory těchto publikací je 32 zahraničních autorů z mnoha zemí celého světa.