Modellrechnungen für das Ringstrommagnetfeld. Vergleich mit dem beobachteten D_st — Feld

Zusammenfassung

Das Magnetfeld des Ringstromes an der Erdoberfläche ist nach (3.13) und (3.15) zu bestimmen. Zur Berechnung der vorkommenden Integrale wird die Stromdichte j_φ nach (2.39) benötigt. Sie ist abhängig von der Energiedichteverteilung des Plasmas in der Äquatorebene und von der Verteilung der Neigungswinkel des Geschwindigkeitsvektors der Teilchen gegen das Magnetfeld. Aus Messungen mit Satelliten sind einige Einzelheiten über die Verteilung energiereicher Protonen und Elektronen in der Magnetosphäre bekannt. Mit Explorer 12 wurde zum Beispiel ein Protonengürtel entdeckt, dessen einzelne Teilchen Energien zwischen 150 keV und 4, 5 MeV haben. Das Maximum der Energiedichte von etwa 500 keV/cm³ liegt bei diesem Gürtel zwischen 3, 5 und 4 Erdradien geozentrischer Entfernung. Der Gürtel existiert auch zu magnetisch ruhigen Zeiten. Nach Rechnungen von AKASOFU, CAIN und CHAPMAN [1962] verursachen die Bewegungen der Protonen ein Magnetfeld, das an der Erdoberfläche am Äquator einen Betrag von 38 γ hat, und dem magnetischen Hauptfeld entgegengerichtet ist. In 3, 5 bis 4, 5 Erdradien Entfernung verursacht der Protonengürtel ein Magnetfeld von etwa −70γ und bei 7 bis 8 Erdradien von etwa +20γ .