Show simple item record

Ray tracing simulations of wave propagation in planetary magnetospheres
dc.contributor.advisorSantolík, Ondřej
dc.creatorHanzelka, Miroslav
dc.date.accessioned2021-03-25T18:52:08Z
dc.date.available2021-03-25T18:52:08Z
dc.date.issued2018
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.11956/101029
dc.description.abstractElektromagnetické (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...cs_CZ
dc.description.abstractElectromagnetic (EM) waves in plasma influence the dynamics of plane- tary magnetospheres and affect the cosmic environment in orbital regions of man-made satellites. In this thesis, we present space physics applications of the ray tracing method as a tool for studying the propagation of plasma waves in the approximation of geometrical optics. Based on a simulation in cold plasma approximation we explain observed and unexpected changes in the wave vector direction of quasiperiodic waves measured by the low-orbit satellite DEMETER. We also studied, with the use of a hot plasma ray tra- cing code developed as a part of this thesis, the behavior of chorus emissions in the Earth's outer magnetosphere, focusing on the possible ducting of these whistler mode waves and the evolution of wave magnetic energy. We show that large portion of chorus emissions observed by the Cluster spacecraft must be ducted and conclude that while the linear theory cannot fully ex- plain observed wave growth, it can make up a large portion of the observed increase in energy in the low and mid-latitudinal regions. Lastly, we present propagation characteristics of EM proton cyclotron waves in the water-ion rich magnetosphere of Saturn and we show that in contrast to observations in the Earth's magnetosphere, a direct observation of...en_US
dc.languageČeštinacs_CZ
dc.language.isocs_CZ
dc.publisherUniverzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultacs_CZ
dc.titleSimulace šíření vln v planetárních magnetosféráchcs_CZ
dc.typediplomová prácecs_CZ
dcterms.created2018
dcterms.dateAccepted2018-09-05
dc.description.departmentKatedra fyziky povrchů a plazmatucs_CZ
dc.description.departmentDepartment of Surface and Plasma Scienceen_US
dc.description.facultyMatematicko-fyzikální fakultacs_CZ
dc.description.facultyFaculty of Mathematics and Physicsen_US
dc.identifier.repId185878
dc.title.translatedRay tracing simulations of wave propagation in planetary magnetospheresen_US
dc.contributor.refereeChum, Jaroslav
dc.identifier.aleph002200365
thesis.degree.nameMgr.
thesis.degree.levelnavazující magisterskécs_CZ
thesis.degree.disciplineTheoretical Physicsen_US
thesis.degree.disciplineTeoretická fyzikacs_CZ
thesis.degree.programFyzikacs_CZ
thesis.degree.programPhysicsen_US
uk.thesis.typediplomová prácecs_CZ
uk.taxonomy.organization-csMatematicko-fyzikální fakulta::Katedra fyziky povrchů a plazmatucs_CZ
uk.taxonomy.organization-enFaculty of Mathematics and Physics::Department of Surface and Plasma Scienceen_US
uk.faculty-name.csMatematicko-fyzikální fakultacs_CZ
uk.faculty-name.enFaculty of Mathematics and Physicsen_US
uk.faculty-abbr.csMFFcs_CZ
uk.degree-discipline.csTeoretická fyzikacs_CZ
uk.degree-discipline.enTheoretical Physicsen_US
uk.degree-program.csFyzikacs_CZ
uk.degree-program.enPhysicsen_US
thesis.grade.csVýborněcs_CZ
thesis.grade.enExcellenten_US
uk.abstract.csElektromagnetické (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...cs_CZ
uk.abstract.enElectromagnetic (EM) waves in plasma influence the dynamics of plane- tary magnetospheres and affect the cosmic environment in orbital regions of man-made satellites. In this thesis, we present space physics applications of the ray tracing method as a tool for studying the propagation of plasma waves in the approximation of geometrical optics. Based on a simulation in cold plasma approximation we explain observed and unexpected changes in the wave vector direction of quasiperiodic waves measured by the low-orbit satellite DEMETER. We also studied, with the use of a hot plasma ray tra- cing code developed as a part of this thesis, the behavior of chorus emissions in the Earth's outer magnetosphere, focusing on the possible ducting of these whistler mode waves and the evolution of wave magnetic energy. We show that large portion of chorus emissions observed by the Cluster spacecraft must be ducted and conclude that while the linear theory cannot fully ex- plain observed wave growth, it can make up a large portion of the observed increase in energy in the low and mid-latitudinal regions. Lastly, we present propagation characteristics of EM proton cyclotron waves in the water-ion rich magnetosphere of Saturn and we show that in contrast to observations in the Earth's magnetosphere, a direct observation of...en_US
uk.file-availabilityV
uk.grantorUniverzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakulta, Katedra fyziky povrchů a plazmatucs_CZ
thesis.grade.code1
dc.contributor.consultantKolmašová, Ivana
uk.publication-placePrahacs_CZ
uk.thesis.defenceStatusO
dc.identifier.lisID990022003650106986


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record


© 2017 Univerzita Karlova, Ústřední knihovna, Ovocný trh 560/5, 116 36 Praha 1; email: admin-repozitar [at] cuni.cz

Za dodržení všech ustanovení autorského zákona jsou zodpovědné jednotlivé složky Univerzity Karlovy. / Each constituent part of Charles University is responsible for adherence to all provisions of the copyright law.

Upozornění / Notice: Získané informace nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora. / Any retrieved information shall not be used for any commercial purposes or claimed as results of studying, scientific or any other creative activities of any person other than the author.

DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
Theme by 
@mire NV