Наблюдения перемежаемости и обобщённого самоподобия в турбулентных пограничных слоях лабораторной и магнитосферной плазмы: на пути к определению количественных характеристик переноса

Сравнительный анализ фундаментальных свойств флуктуаций вблизи границ плазмы, удерживаемой в термоядерных установках, и плазмы в турбулентных погранслоях (ТПС) магнитосферы Земли показал схожесть их основных статистических характеристик, в том числе зависимостей от масштабов (скейлинга) структурных функций и параметров мультифрактальности. Наблюдаются перемежаемый характер флуктуаций и аномальный перенос массы и импульса за счёт спорадических инжекций плазменных потоков с вероятностью больших амплитуд потока значительно выше, чем предсказывается гауссовым законом классической диффузии. Турбулентность в периферийной области удержания плазмы в термоядерных установках и в ТПС обладает обобщённым свойством масштабной инвариантности в широком диапазоне характерных длин, простирающемся вплоть до масштабов диссипации. Экспериментальные скейлинги, полученные в плазменных ТПС, используются для сравнения с результатами экспериментов в нейтральных средах, что позволяет выявить универсальные свойства развитой турбулентности. Скейлинги ТПС описываются логпуассоновской моделью с квазиодномерными диссипативными структурами. Закон среднеквадратичного смещения частиц $\langle \delta x^2 \rangle$ со временем $\tau$, полученный из экспериментальных параметров логпуассоновского распределения $\langle \delta x^2 \rangle \varpropto \tau^\alpha$, с показателем $\alpha\approx$ 1,2 – 1,8 свидетельствует о наличии супердиффузии в изучаемых ТПС. Определение характера обобщённого диффузионного прогресса из имеющихся регулярных данных является одним из необходимых шагов на пути количественного описания процессов переноса в ТПС.