ГОСТ 25645.135-86
Группа Т27
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ПОЛЕ МАГНИТНОЕ МЕЖПЛАНЕТНОЕ
Пространственная модель регулярного поля
Interplanetary Magnetic Field.
Spatial model of regular field
ОКСТУ 0080
Дата введения 1987-07-01
ИСПОЛНИТЕЛИ:
С.И.Авдюшин, д-р техн. наук; А.Е.Антонова, канд. физ.-мат. наук; Ю.А.Винтенко, канд. техн. наук; Е.В.Горчаков, д-р физ.-мат. наук; В.И.Домрин, канд. физ.-мат. наук; Е.Г.Ерошенко, канд. физ.-мат. наук; Г.А.Жеребцов, д-р физ.-мат. наук; И.П.Иваненко, д-р физ.-мат. наук; В.А.Коваленко, канд. физ.-мат. наук; Н.П.Коржов; Е.Н.Лесновский, канд. техн. наук; В.В.Мигулин, чл.-кор. АН СССР; И.Я.Ремизов, канд. техн. наук; Н.М.Руднева, канд. физ.-мат. наук; П.М.Свидский, канд. физ.-мат. наук; Л.Н.Степанова; И.Б.Теплов, д-р физ.-мат. наук; М.В.Терновская, канд. физ.-мат. наук
СОГЛАСОВАНО с Государственной службой стандартных справочных данных (протокол от 11 ноября 1985 г. N 22)
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 марта 1986 г. N 715
1. Настоящий стандарт устанавливает пространственную модель регулярного межпланетного магнитного поля (ММП) в плоскости эклиптики на гелиоцентрических расстояниях от 0,3 до 10 астрономических единиц (а.е.).
Стандарт предназначен для использования в расчетах при определении условий функционирования технических устройств в космическом пространстве.
2. Пространственная модель регулярного ММП построена в гелиоцентрической системе координат в предположении радиального сферически симметричного истечения солнечного ветра с постоянной скоростью.
3. Магнитную индукцию регулярного межпланетного магнитного поля в сферической гелиоцентрической системе координат представляют в виде вектора , разложенного на радиальную
, меридиональную
и азимутальную
составляющие.
4. Магнитную индукцию регулярного ММП оценивают вектором магнитной индукции межпланетного поля (
,
), усредненным по времени за одни сутки.
Изменение вектора индукции ММП за один оборот Солнца вблизи максимума солнечной активности, в ходе 11-летнего цикла солнечной активности, а также относительная частота появления среднесуточных значений индукции в минимуме и максимуме солнечной активности приведены в справочном приложении 1.
5. В модели меридиональную составляющую принимают равной нулю, а радиальную составляющую
и азимутальную составляющую
считают не зависящими от времени и вычисляют по формулам
, (1)
, (2)
где - гелиоцентрическое расстояние, равное 1 а.е. (расстояние от Солнца до Земли);
- гелиоцентрическое расстояние, а.е.;
- среднее значение радиальной составляющей
на орбите Земли, равное 3,54 нТл в минимуме солнечной активности и 4,95 нТл в максимуме;
- полярный угол, отсчитываемый от оси вращения Солнца, рад.;
- угловая скорость вращения Солнца, равная 2,7·10
рад/с;
- средняя скорость солнечного ветра, м/с, - по ГОСТ 25645.136-8
6.
6. Модуль вектора индукции регулярного ММП , нТл, вычисляют по формуле
. (3)
Значения средней индукции регулярного ММП на различных расстояниях от Солнца в минимуме и максимуме солнечной активности приведены в справочном приложении 2.
7. Силовые линии ММП имеют вид спиралей Архимеда, закрученных против вращения Солнца. Угол наклона спирали относительно радиального направления на орбите Земли в среднем равен 45°.
8. Направление регулярного ММП определяется вращающейся вместе с Солнцем секторной структурой. Вблизи плоскости эклиптики наблюдается четное число секторов (обычно два или четыре), в которых магнитное поле направлено к Солнцу или от Солнца.
Вид силовых линий регулярного ММП и секторная структура ММП приведены в справочном приложении 3.
9. Сравнение пространственной модели регулярного ММП с результатами измерений на различных космических аппаратах на гелиоцентрических расстояниях от 0,3 до 5 а.е. приведено в справочном приложении 4.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
ИЗМЕНЕНИЕ ВЕКТОРА ИНДУКЦИИ ММП
Пример изменения вектора индукции ММП на орбите Земли за один обоpот Солнца приведен на черт.1 в геоцентрической солнечно-эклиптической системе координат.
- среднечасовое значение индукции ММП, нТл;
- угол между вектором ММП и плоскостью эклиптики, град;
- угол между проекциями на плоскость эклиптики вектора ММП и направления из точки наблюдения на Солнце, град;
- среднечасовая
-составляющая индукции ММП в геоцентрической магнитосферной системе координат.
Черт.1
2. Изменение среднего значения индукции ММП и модуля составляющей
на орбите Земли в зависимости от фазы солнечной активности в ходе 11-летнего цикла солнечной активности приведено на черт.2.
1 - среднегодовая индукция ММП , нТл; 2 - среднегодовое значение модуля
-составляющей ММП
, нТл; 3 - среднегодовое число
Вольфа - по ГОСТ 25645.302-83
Черт.2
3. Гистограммы распределения вероятности наблюдения среднесуточных значений модуля и составляющих индукции ММП в минимуме и максимуме солнечной активности приведены на черт.3-6.
Черт.3
Черт.4
Черт.5
Черт.6
где тонкая линия - вероятность наблюдения в минимуме солнечной активности, а толстая - в максимуме солнечной активности;
- отношение времени наблюдения данного значения ко всему интервалу измерений ММП, %;
- среднесуточное значение модуля индукции ММП, нТл;
,
,
- среднесуточные значения составляющих вектора индукции ММП в солнечно-магнитосферной системе координат, нТл.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное
СРЕДНЯЯ ИНДУКЦИЯ РЕГУЛЯРНОГО ММП
НА РАЗЛИЧНЫХ РАССТОЯНИЯХ ОТ СОЛНЦА
В таблице приведены вычисленные по формуле (3) настоящего стандарта средние значения индукции регулярного ММП в минимуме и максимуме
солнечной активности на различных гелиоцентрических расстояниях.
Расстояние, а.е. |
|
|
0,3 | 41,01 | 57,42 |
1,0 | 5,00 | 7,00 |
3,0 | 1,24 | 1,74 |
5,0 | 0,72 | 1,01 |
7,0 | 0,51 | 0,71 |
10,0 | 0,36 | 0,50 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
СТРУКТУРА РЕГУЛЯРНОГО ММП В МОДЕЛИ
В модели регулярного ММП полагают, что основания силовых линий ММП жестко связаны с вращающимся Солнцем.
Условие совместного вращения магнитного поля с Солнцем задается уравнением
,
где - угол между радиальным направлением и касательной к силовой линии магнитного поля в данной точке.
Вид силовой линии ММП представлен на черт.1.
Черт.1
При постоянных скоростях и
магнитные силовые линии определяются уравнениями:
,
.
При 90° силовые линии ММП располагаются в плоскости гелиоэкватора.
При других значениях полярного угла нитки спирали располагаются на поверхности конуса
const.
Наклон спирали относительно радиального направления вычисляют по формуле
.
На орбите Земли при скорости солнечного ветра , равной 4·10
м/с, и
, равной 1, абсолютное значение
равно 45°.
2. Секторная структура ММП вращается вместе с Солнцем со средним периодом обращения, равным 27 сут.
Индукция ММП достигает максимума при пересечении границы сектора и уменьшается внутри сектора.
Схематическое представление секторной структуры ММП показано на черт.2.
где знак "+" соответствует направлению ММП от Солнца;
знак "-" соответствует направлению ММП к Солнцу;
направление ММП показано внутри каждого сектора стрелкой;
граница секторов показана сплошной линией.
Черт.2
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Справочное
СРАВНЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ МОДЕЛИ РЕГУЛЯРНОГО ММП
С РЕЗУЛЬТАТАМИ ИЗМЕРЕНИЙ
1. Результаты обработки измерений радиальной составляющей и азимутальной составляющей
приведены в таблице. Зависимость составляющих ММП от гелиоцентрического расстояния определяется формулами:
, (1)
, (2)
где и
- коэффициенты для радиальной азимутальной составляющих, нТл;
и
- показатели степени радиальной зависимости составляющих
и
; в модели регулярного ММП
-2,
-1.
Год |
|
|
|
| ||||||
Среднее значение | Дис- пер- | Среднее значение | Дис- пер- | Сред- | Дис- пер- | Среднее значение | Дис- пер- | |||
1965 | Весь диапазон изменения | 0,81-1,00 | - | - | -2,00 | 0,20 | - | - | -2,50 | 0,20 |
1967 | 0,66-1,00 | 3,50 | 0,31 | -1,78 | 0,02 | 3,23 | 0,26 | -1,85 | 0,02 | |
1973 | 0,46-1,00 | 3,12 | 0,62 | -1,96 | 0,31 | 2,49 | 0,51 | -1,29 | 0,36 | |
1964 | 1,00-1,50 | 2,39 | 0,17 | -1,46 | 0,02 | 2,50 | 0,52 | -1,25 | 0,02 | |
1972 | 1,00-5,00 | 2,11 | 0,55 | -2,10 | 0,30 | 3,93 | 0,29 | -1,29 | 0,06 | |
1975 | 0,30-1,00 | 2,65 | 0,17 | -2,00 | 0,09 | 2,62 | 0,18 | -1,09 | 0,10 | |
1975 | <5·10 | 2,35 | 0,17 | -1,94 | 0,10 | 2,28 | 0,22 | -1,27 | 0,14 | |
1975 | >6·10 | 2,78 | 0,16 | -1,92 | 0,11 | 2,26 | 0,22 | -1,08 | 0,13 | |
1976 | Весь диапазон изменения | 2,77 | 0,16 | -1,97 | 0,06 | 2,43 | 0,11 | -1,14 | 0,08 | |
1976 | >5·10 | 2,77 | 0,10 | -1,97 | 0,05 | 2,96 | 0,34 | -1,07 | 0,20 | |
1976 | <4,5·10 | 2,47 | 0,23 | -2,02 | 0,16 | 2,19 | 0,10 | -1,13 | 0,07 | |
1977-1979 | Весь диапазон изменения | 1,00-5,00 | - | - | -1,52 | 0,05 | - | - | -0,56 | - |
Электронный текст документа
и сверен по:
М.: Издательство стандартов, 1986