Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2016. № 3(14). C. 23-28. ISSN 2079-6641

DOI: 10.18454/2079-6641-2016-14-3-23-28

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

УДК 537.84, 537.67

ИНВЕРСИИ В ШЕСТИСТРУЙНОЙ МОДЕЛИ ГЕОДИНАМО

Г. М. Водинчар¹², Л. К. Фещенко¹

¹Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, 684034, Камчатский край, п. Паратунка, ул. Мирная, 7
²Камчатский государственный университет имени Витуса Беринга, 683032, г. Петропавловск-Камчатский, ул. Пограничная, 4
E-mail: gvodinchar@ikir.ru

Описывается крупномасштабная модель геодинамо, основанная на гипотезе о 6-струйной конвекции в ядре Земли. В пользу такой гипотезы говорят косвенные данные о неоднородности плотности ядра Земли. Структура конвекции определяется сферической гармоникой Y24, которая задает основную полоидальную составляющую скорости. Модель учитывает эффект обратного влияния магнитного поля на конвекцию. В модели реализуются устойчивые режимы генерации поля с инверсиями. Скорость конвекции и величина дипольной составляющей магнитного поля согласуются с известными оценками и наблюдениями.

Ключевые слова: геодинамо, земное ядро, инверсии геомагнитного поля.

© Водинчар Г. М., Фещенко Л. К., 2016

MATHEMATICAL MODELING

MSC 76W05, 86A25

REVERSALS IN THE SIX-JET GEODYNAMO MODEL

G. M. Vodinchar¹², L. K. Feshchenko¹

¹Institute of Cosmophysics Research and Radio Wave Propagation FEB RAS, 684034, Paratunka, Kamchatka region, Mirnaya st., 7
²Vitus Bering Kamchatka State University, 683031, Petropavlovsk-Kamchatsky, Pogranichnaya st., 4
E-mail: gvodinchar@ikir.ru

We describe a large-scale geodynamo model based on hypothesis about 6-jet convection in the Earth’s core. This hypothesis suggests indirect data of inhomogeneities in the density of the Earth’s core. The convection pattern is associated with a spherical harmonic Y24 which defines the basic poloidal component of velocity. The model takes into account the feedback effect of the magnetic field on convection. It was ascertained that the model contains stable regimes of field generation with reversals. The velocity of convection and the dipole component of the magnetic field are similar to the observed ones.

Key words: geodynamo, Earth’s core, geomagnetic reversals.

© Vodinchar G. M., Feshchenko L. K. , 2016

Поступила в редакцию / Original article submitted: 16.04.2016

1

Список литературы

1. C. A. Jones, “Convection–driven geodynamo models”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 358:1768 (2000), 873–897.
2. M. Kono, P. H. Roberts, “Recent Geodynamo simulations and observations of the geomagnetic field”, Reviews of Geophysics, 40:4, (2002), 1013.
3. В. В. Кузнецов, “Анизотропия свойств внутреннего ядра Земли”, Успехи физических наук, 167:9 (1997), 1001–1012; англ. пер.:V. V. Kuznetsov, “The anisotropy of properties of the Earth’s inner core”, Physics-Uspekhi, 40:9 (1997), 951-961.
4. А. В. Гореликов, А. В. Ряховский, “Численное исследование некоторых нестационарных режимов естественной конвекции во вращающемся сферическом слое”, Вычислительная механика сплошной среды, 5:2 (2012), 184–192, [A. V. Gorelikov, A. S. Fokin, «Chislennoe issledovanie nekotorykh nestatsionarnykh rezhimov estestvennoy konvektsii vo vrashchayushchemsya sfericheskom sloe» , Vychislitel’naya mekhanika sploshnoy sredy I, 5:2 (2012), 184–196 (in Russian)].
5. G. M. Vodinchar, L. K. Feshchenko, “Model of Geodynamo driven by six-jet convection in the Earth’s core”, Magnetohydrodynamics, 52:1 (2016), 287–300.
6. Д. Д. Соколов, С.Н. Нефедов, “Маломодовое приближение в задаче звездного динамо”, Вычислительные методы и программирование, 8 (2007), 195–204, [D. D. Sokolov, S. N. Nefedov, «Malomodovoe priblizhenie v zadache zvezdnogo dinamo» , Vychislitel’nye metody i programmirovanie, 8, (2007), 195–204 (in Russian)].
7. М. Ю. Решетняк, Моделирование процессов динамо в геофизике, дисс. . . . докт. физ.-матем. наук, Москва, 2003, 302 с., [M. Yu. Reshetnyak, «Modelirovanie protsessov dinamo v geofizike» , diss. . . . dokt. fiz.-matem. nauk, Moskva, 2003, 302].
8. А. П. Ануфриев, М. Ю. Решетняк, Д. Д. Соколов, “Оценка динамо-числа в модели турбулентного a-эффекта для жидкого ядра Земли”, Геомагнетизм и аэрономия, 37 (1997), 141–146., [A. P. Anufriev, M. Yu. Reshetnyak, D. D. Sokolov, «Otsenka dinamochisla v modeli turbulentnogo a-effekta dlya zhidkogo yadra Zemli» , Geomagnetizm i aeronomiya, 37, (1997), 141–146 (in Russian)].
9. R. T. Merril, M. W. McElhinny, P. L. McFadden, The Magnetic Field of the Earth: Paleomagnetism, the Core, and the Deep Mantle, Academic Press, London, 1996.


Vod  Водинчар Глеб Михайлович — кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией моделирования физических процессов Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, доцент, доцент кафедры математики и физики Камчатского государственного университета им. Витуса Беринга.
    Vodinchar Gleb Mikhailovich – Ph.D. (Phys. Math.), Head of Lab. Modeling of physical processes, Institute of Cosmophysical Researches and Radio Wave Propagation FEB RAS, Associate Professor, Dept. Mathematics & Physics, Vitus Bering Kamchatka
State University.

43

re

re

re


Feshenko   Фещенко Любовь Константиновна – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории моделирования физических процессов Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН.

  Feshenko Lubov Konstantinovna – Ph.D. (Phys. & Math.), Research Scientist of Lab. Modeling of physical processes, Institute of Cosmophysical Researches and Radio Wave Propagation FEB RAS.

1

1


Скачать статью Vodinchar G.M., Feshchenko L.K.