Глобальные УНЧ-колебания, наблюдавшиеся спутниковыми и наземными магнитометрами и радаром SuperDARN: Анализ конкретного события
Рубрика:
| Потапов, АС, Амата, Э, Полюшкина, ТН, Коко, И, Рыжакова, ЛВ |
| Косм. наука технол. 2011, 17 ;(6):54-67 |
| https://doi.org/10.15407/knit2011.06.054 |
| Язык публикации: английский |
Аннотация: 21‒22 января 2005 г. в магнитосфере Земли наблюдались глобальные УНЧ-колебания в диапазоне Рс5. Событие произошло на фоне умеренной магнитосферной бури, вызванной компактным высокоскоростным потоком солнечного ветра, при положительном значении составляющей Bzмежпланетного магнитного поля и при высокой плотности плазмы. Для изучения структуры волнового поля УНЧ-колебаний во время этого события мы использовали данные магнитометров геостационарных спутников GOES-10 и GOES-12, данные о скорости ионосферной плазмы вдоль луча зрения радара Kodiak системы SuperDARN и магнитные измерения на обсерваториях сети INTERMAGNET. Чтобы проанализировать волновую структуру вдоль силовой линии геомагнитного поля, измерения на GOES были сопоставлены с измерениями наземных станций, наиболее близким к магнитной проекции спутников GOES, а измерения радаром Kodiak сравнивались с двумя станциями сети INTERMAGNET, Колледж и Шумагин, которые были расположены в пределах поля зрения радара или близко к нему. Результаты показывают хорошее соответствие и даже когерентность для некоторых спектральных составляющих между пульсациями, наблюдавшимися вблизи вершины силовой линии и в ее основании, и в меньшей степени ‒ между вариациями скорости плазмы вдоль луча зрения радара и сопряженных магнитных измерений.
|
| Ключевые слова: магнитосфера, плазма, радар, УНЧ-колебания |
References:
1. Allan W., Poulter E. M., Glassmeier K.-H., Nielsen E. Ground magnetometer detection of a large-m Pc5 pulsation observed with the STARE radar // J. Geophys. Res. — 1983. — 88. — P. 183—188.
2. Belakhovsky V. B., Pilipenko V. A. Generation of Pc5 pulsations in magnetic field and particle fluxes at the recovery phase of the 31 October 2003 magnetic storm. Geomagn // Aeronomy 50. — 2010 (in Russian).
3. Bendat J. S., Piersol A. G. Random data: Analysis and measurement procedures: 2nd edition. — New York: John Wiley, 1986.
4. Chisham G., Mann I. R. A Pc5 ULF wave with large azi-muthal wavenumber observed within the morning sector plasmasphere by Sub-Auroral Magnetometer Network // J. Geophys. Res. — 1999. — 104. — P. 14.717.
5. Chisham G., Lester M., Milan S. E., et al. A decade of the Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN): scientific achievements, new techniques and future directions // Surveys in Geophysics. — 2007. — 28. — P. 33— 109.
6. Dungey J. W. Electrodynamics of the outer atmosphere // Proceedings of the Ionosphere. — London, The Physical Society of London, 1955.
7. Fenrich F. R., Waters C. L., Connors M., Bredeson C. Ionospheric signatures of ULF waves: passive radar techniques // Magnetospheric ULF Waves: Synthesis and New Directions: AGU Geophysical Monograph. — 2006. — V. 169.
8. Gogatishvili Ia. M. Appearance of long-period pulsations at middle latitudes // Geomagnetism and Aeronomy. — 1974. — 14. — P. 658—660.
9. Greenwald R. A., Bristow W. A., Sofko G. J., et al. Super dual auroral radar network radar imaging of dayside high-latitude convection under northward interplanetary magnetic field: toward resolving the distorted two-cell versus multicell controversy // J. Geophys. Res. — 1995. — 100. — P. 19661—19674.
10. Higbie P. R., Baker D. N., Zwickl R. D., et al. The global Pc 5 event of November 14—15 // J. Geophys. Res. — 1982. — 87. — P. 2337—2345.
11. Hughes W. J., Southwood D. J. The screening of micropul-sation signals by the atmosphere and ionosphere // J. Geophys. Res. — 1976. — 81. — P. 3234.
12. Liu Y. H., Fraser B. J., Liu R. Y., Ponomarenko P. V. Conjugate phase studies of ULF waves in the Pc5 band near
the cusp // J. Geophys. Res. — 2003.— 108A, N 7. — P. 1274.
13. Kepko L., Spence H. E., Singer H. J. ULF waves in the solar wind as direct drivers of magnetospheric pulsations // Geophys. Res. Lett. — 2002. — 29. — P. 39.
14. Kessel R. L., Mann I. R., Fung S. F., et al. Correlation of Pc5 wave power inside and outside the magnetosphere during high speed streams // Ann. geophys. — 2004. — 22. — P. 629—641.
15. Kivelson M. G., Pu Z. Y. The Kelvin-Helmholtz instability on the magnetopause // Planet. Space Sci. — 1984. — 32. — P. 1335—1341.
16. Mathie R. A., Mann I. R. On the solar wind control of Pc5 ULF pulsation power at mid-latitudes: Implications for MeV electron acceleration in the outer radiation belt // J. Geophys. Res. — 2001. — 106. — P. 29783—29796.
17. Mathie R. A., Mann I. R., Menk F. W., Orr D. Pc5 ULF pulsations associated with waveguide modes observed with the IMAGE magnetometer array // J. Geophys. Res. — 1999. — 104. — P. 7025—7036.
18. Motoba T., Kikuchi T., Lühr H., et al. Global Pc5 caused by a DP 2-type ionospheric current system // J. Geophys. Res. — 2002. — 107A, N 2. — P 1032.
19. Pokhotelov O. A., Pilipenko V. A., Amata E. Drift anisotro-py instability of a finite-beta magnetospheric plasma // Planet. Space Sci. — 1985. — 33. — P. 1229—1241.
20. Potapov A., Guglielmi A., Tsegmed B., Kultima J. Global Pc5 event during 29—31 October 2003 magnetic storm // Adv. Space Res. — 2006. — 38. — P. 1582—1586.
21. Potapov A. S., Polyushkina T. N. Evidence for direct penetration of the ULF waves from the solar wind and their possible contribution to acceleration of the radiation belt electrons // Solnechno-Zemnaya Fizika. — 2010. — 15. — P. 28—34 (In Russian).
22. Ruohoniemi J., Greenwald R., Baker K. B., Samson J. HF radar observations of Pc 5 field line resonances in the midnight/early morning MLT sector // J. Geophys. Res. — 1991. — 96. — P. 15697—15710.
23. Samson J., Greenwald R., Ruohoniemi J., et al. Magnetometer and radar observations of magnetohydrodynamic cavity modes in the Earth’s magnetosphere // Canad. J. Phys. — 1991. — 69. — P. 929—937.
24. Sarris T., Li X., Singer H. J. A long-duration narrowband Pc5 pulsation // J. Geophys. Res. — 2009. — 114. — A01213, doi:10.1029/2007JA012660
25. Takahashi K., Fennell J. F., Amata E., Higbie P. R. Field-aligned structure of the storm time Pc 5 wave of November 14–15, 1979 // J. Geophys. Res. — 1987. — 92. — P. 5857—5864.
26. Villante U., Francia P., Vellante M., et al. Long-period oscillations at discrete frequencies: A comparative analysis of ground, magnetospheric, and interplanetary observations // J. Geophys. Res. — 2007. — 112. — A04210, doi:10.1029/2006JA011896.
27. Walker A. D. Excitation of field line resonances by MHD waves originating in the solar wind // J. Geophys. Res. — 2002. — 107A, N 12. — P. 1481.
28. Woch J., Kremser G., Rorth A., et al. Curvature-driven drift mirror instability in the magnetosphere // Planet. Space Sci. — 1988. — 36. —P. 383—393.
29. Wright A. N., Rickard G. J. A numerical study of resonant absorption in a magnetohydrodynamic cavity driven by a broad-band spectrum // Astrophys. J. — 1995. — 444. — P. 458—470.
30. Ziesolleck C. W. S., Chamalaun F. H. A two-dimensional array study of low-latitude Pc5 geomagnetic pulsations // J. Geophys. Res. — 1993. — 98. — P. 13703—13713.
31. Ziesolleck C. W. S., McDiarmid D. R. Auroral latitude field Pc5 field line resonances: quantized frequencies, spatial characteristics, and diurnal variation // J. Geophys. Res. — 1994. — 99. — P. 5817—5830.
32. Ziesolleck C. W. S., Fenrich F. R., Samson J. C., McDiar-mid D. R. Pc5 field resonance frequencies and structure observed by SuperDARN and CANOPUS // J. Geophys. Res. — 1998. — 103. — P. 11,771—11,785.