Earth – Atmosphere – Geospace as an Open Nonlinear Dynamical System

Abstract

The concept of the Earth-atmosphere-ionosphere-magnetosphere (EAIM) system as a complex open dissipative nonlinear dynamical system whose most important property is trigger mechanisms for energy releases has been validated, the basic aspects of the system paradigm being stated. Highly energetic phenomena in the system have been shown to give rise to a complex cluster of processes and to the reconstruction in the subsystem coupling. The active experiments in the EAIM system have established the limitation of the linear description of the subsystem response to large energy inputs, determined the possibility of the onset of large-scale and global-scale perturbation from local and localized energy releases, as well as revealed and identified the types of waves transferring these disturbances. The majority of highly variable processes in the EAIM system have been determined to be accompanied by energetic particle precipitations from the magnetosphere at middle latitudes.

Обоснована концепция о том, что система Земля – атмосфера – ионосфера – магнитосфера (ЗАИМ) является сложной открытой диссипативной нелинейной динамической системой, наиболее важным свойством которой являются тригерные механизмы высвобождения энергии. Сформулированы основные положения системной парадигмы. Показано, что высокоэнергичные явления в этой системе вызывают сложную совокупность процессов и перестройку взаимодействий подсистем. Активные эксперименты в системе ЗАИМ позволили установить предел линейного описания отклика подсистем на значительные энерговыделения, определить возможность возникновения крупномасштабных и глобальных возмущений от локальных и локализованных выделений энергии, а также выявить и идентифицировать типы волн, переносящих эти возмущения. Установлено, что бóльшая часть нестационарных процессов в системе ЗАИМ сопровождается среднеширотными высыпаниям

Обгрунтовано концепцію про те, що система Земля – атмосфера – іоносфера – магнітосфера (ЗАІМ) є складною відкритою дисипативною нелінійною динамічною системою, найважливішою властивістю якої є тригерні механізми вивільнення енергії. Сформульовано основні положення системної парадигми. Показано, що високоенергійні явища у цій системі викликають складну сукупність процесів і перебудову взаємодій підсистем. Активні експерименти в системі ЗАІМ дозволили встановити межу лінійного опису відгуку підсистем на значні енерговиділення, визначити можливість виникнення великомасштабних і глобальних збурень від локальних та локалізованих виділень енергії, а також виявити та ідентифікувати типи хвиль, що переносять ці збурення. Встановлено, що більшість нестаціонарних процесів у системі ЗАІМ супроводжується середньоширотними висипаннями енергійних частинок з магнітосфери.