Генерація сонячним вітром власних УНЧ-мод магнітосфери Землі

Рубрика: 
Космічна й атмосферна фізика
Агапітов, ОВ, 1Черемних, ОК
1Інститут космічних досліджень Національної академії наук України та Державного космічного агентства України, Київ
Косм. наука технол. 2008, 14 ;(4):72-81
https://doi.org/10.15407/knit2008.04.072
Мова публікації: російська
Анотація: 
Досліджується проникнення в магнітосферу Землі МГД-збурень, що виникають при взаємодії ударної хвилі в сонячному вітрі з магнітопаузою. На основі вимірювань параметрів плазми сонячного вітру (КА Wind, ACE, Cluster), магнітного поля магнітосфери (КА Polar, GoeslO, Geotail) і магнітного поля на поверхні Землі (база даних Intermagnet) встановлено, що такі збурення поширюються у вигляді швидких магнітозвукових хвиль. Їхнє поширення супроводжується генерацією власних магнітосферних мод з частотами, що відповідають частотам геомагнітних пульсацій Рс3–Рс5. Останні спострігаються у магнітоспряжених точках на поверхні Землі. За супутниковими даними оцінено просторовий масштаб силової трубки, в якій коливання генеруються з однією і тією ж частотою. Встановлено, що в екваторіальній області внутрішньої магнітосфери просторовий масштаб «силової трубки» складає 2000–4000 км. Виявлено, що залежно від напрямку поширення швидкої магнітозвукової хвилі можуть збуджуватися або тороїдальні альвенівські моди, або полоїдальні моди, які є гібридом альвенівських і повільних магнітозвукових мод. Проведене дослідження свідчить про те, що енергетична дія зовнішнього широкосмугового джерела, яким є ударна хвиля в сонячному вітрі, фактично зводиться до перекачування енергії сонячного вітру в енергію власних коливань магнітосфери. Такі події можуть розглядатися як можливий механізм генерації власних УНЧ-мод магнітосфери Землі.
Ключові слова: магнітне поле, МГД-збурення, сонячний вітер
 
Повний текст (PDF)
 
References: 
1.  Агапитов А. В. Распространение Ps 6 волновых пакетов в хвосте магнитосферы Земли после магнитной суббури // Космічна наука і технологія.—2004.—10, № 5/6.— С. 117—121.
2.  Агапитов А. В., Парновский А. С, Черемных О. К. Спектр поперечно-мелкомасштабных возмущений во внутренней магнитосфере Земли // Кинематика и фи­зика небес, тел.—2006.—22, № 6.—С. 387—401.
3.  Добеши И. Десять лекций по вейвлетам. — Ижевск, 2001.—464 с.
4.  Клейменова Н. Г. Геомагнитные пульсации // Модель космоса. — М.: «Университет. Книжный дом», 2007.— Т. 1.—872 с.
5.  Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. — М.: Мир, 1980.—299 с.
6.  Пудовкин М. И., Распопов О. М., Клейменова Н. Г. Возмущения электромагнитного поля Земли. Ч. 2. Ко-роткопериодные колебания геомагнитного поля. — Л.: ЛГУ, 1976.—271 с.
7.  Agapitov A. V., Cheremnykh О. К., Parnowski A. S. Ballooning perturbations in the inner magnetosphere of the Earth: spectrum, stability and eigenmode analysis // Adv. Space Sci.—2008.—41, N 10.—P. 1682—1687.
8.  Andreeova K., Prech L. Propagation of interplanetary shocks into the Earth's magnetosphere // Adv. Space Res.—2007.—40, N 12.—P. 1871 — 1880.
9.  Balogh A., Carr С M., Acuca M-H., et al. The Cluster magnetic field investigation: Overview of in-flight perfor­mance and initial results // Ann. geophys.—2001.—19.— P. 1207—1217.
10.  Chen L., Hasegawa A. A theory of long-period magnetic pulsations: 1. Stady state exitation of field line resonanct // J. Geophys. Res.—1974.—79.—P. 1024—1032.
11.  Cheng C. Z., et al. Magnetohydrodynamic Theory of Field Line Resonances in the Magnetosphere // J. Geophys. Res.—1993.—98, N A7.-P. 11339—11347.
12.  Denton R. E., Gallagher D. L., Determing the mass density along magnetic field lines from toroidal eigenfrequencies // J. Geophys. Res.—2000.—105.—P. 27717—27725..
13.  Denton R. E., Lessard M. R., Anderson R., et al. Determ­ing the mass density along magnetic field lines from toroidal eigenfrequencies: Polynomial expansion applied to CRESS data // J. Geophys. Res.—2001.—106.—P. 29915.— 29924.
14.  Kepko, L., Spence H. E. Observations of discrete, global magnetospheric oscillations directly driven by solar wind density variations // J. Geophys. Res.—2003.—108, N A6.—P. 1257—1271.
15.  Kivelson M. G. ULF waves from ionosphere to the outer planets // AGU Monograph. N 169 / Eds K. Takahashi, P.-J. Chi. — IGPP Publ., 2006.—N 6264.—P. 11—30.
16.  Korotova G. I., Sibeck D. G., Singer H. J., Rosenberg T. J. Multipoint observations of transient event motion through the ionosphere and magnetosphere
17.  Leonovich A. S. Mazur V. A. A theory of transverse small-scale standing Alfven waves in an axially symmetric magnetosphere // Planet. Space Sci.—1993.—41, N 9.— P. 697—717.
18.  Hudson M. K., Denton R. E., Lessard M. R., et al. A study of Pc-5 ULF oscillations // Ann. geophys.—2004.—22.— P. 289—302.
19.  Petrinec S. M., Yumoto K., Lbhr H., et al. The CME event of February 21, 1994: Response of the magnetic field at the Earth's surface // J. Geomagn. and Geoelec.—1996.— 48.—P. 1341 — 1379.
20.  Pilipenko V. A. ULF waves on the ground and in space // J. Atmos. Terr. Phys.—1990.—52, N 12.—P. 1193—1209.
21.  Saito Т., Matsushita S. Geomagnetic pulsations associated with sudden commencements and sudden impulses // Planet. Space Sci.—1967.—15.—P. 573—587.
22.  Sibeck D. G. Pressure pulses and cavity mode resonances in multiscale processes in the Earth's magnetosphere: from Interball to CLUSTER // NATO Sci. Ser.—2003.— P. 95—110.
23.  Southwood D. J., Kivelson M. G. The Magnetohydro­dynamic response of the magnetospheric cavity to changes in solar wind pressure // J. Geophys. Res.—1990.—95, N A3.—P. 2301—2309.
24.  Sonnerup B. U. O., Scheible M. Minimum and maximum variance analysis, in analysis methods for multi-spacecraft data / Eds G. Paschmann, P. W. Daly. — Noordwijk, Netherlands: ESA Publ. Div., 1998.—1850 p.
25.  Takahashi K. ULF waves: 1997 IAGA division 3 reporter review // Ann. geophys.—1998.—16.—P. 787—803.
26.  Villante U., Francia P., Lepidi S. Pc5 geomagnetic field fluctuations at discrete frequencies at a low latitude station // Ann. geophys.—2001.—19.—P. 321—325.
27.  Zhu X., Kivelson M. Compressional ULF Waves in the Outer Magnetocthere. 1. Statistical Study // J. Geophys. Res.—1994.—99, NA1.-P. 19451 — 19467.

28.  Zhu X., Kivelson M. Compressional ULF Waves. 2. Case Study // J. Geophys. Res.—1994.—99, N Al.—P. 241 — 252.