Globale Effekte einer Erdmagnetfeldumkehrung : Magnetosphärenstruktur und kosmische Teilchen

Während einer Umkehrung des Erdmagnetfeldes unterscheidet sich das Magnetfeld in Konfiguration und Stärke vom heutigen Zustand. Dies wirkt sich nicht nur auf die Magnetosphäre aus, sondern auch auf die Bewegung hochenergetischer Teilchen, die in die obere Atmosphäre gelangen. In dieser Dissertation wird untersucht, welche möglichen Magnetosphärenkonfigurationen während einer Feldumkehrung auftreten können und welche Auswirkung sie auf die Teilchenverteilung haben können. Das in dieser Arbeit erweiterte Potentialfeldmodel von Voigt legt eine realistische Magnetosphärengeometrie zu Grunde und bietet mit seinen Parametern die Möglichkeit, auch magnetosphärische Magnetfelder während einer Feldumkehrung zu betrachten. Neben verschiedenen Parameterstudien, die die Möglichkeiten des Magnetosphärenmodells aufzeigen, wird auch das Magnetfeld und der Einfall kosmischer Teilchen in die Erdmagnetosphäre für eine simulierte Magnetfeldumkehrung untersucht. Hierbei wird das Magnetosphärenmodell als Werkzeug benutzt, um die Bewegung hochenergetischer Teilchen in der Magnetosphäre zu bestimmen. Aus den auf der Erde ankommenden Teilchen werden Teilchenverteilungen und -flüsse in die Erdatmosphäre bestimmt. Diese wiederum können als Eingangsgrößen für die Berechnung von atmophärischen Prozessen verwendet werden. Es zeigt sich, daß während einer Magnetfeldumkehrung Verteilungen und Flüsse von hochenergetischen Teilchen auftreten, die sich sehr von den heutigen unterscheiden