Про структуру азимутально-дрібномасштабних УНЧ-коливань гарячої космічної плазми у кривому магнітному полі. Моди з неперервним спектром
Heading:
| 1Черемних, ОК, 2Клімушкін, ДЮ, 2Костарєв, ДВ 1Інститут космічних досліджень НАН України та ДКА України, Київ, Україна 2Інститут сонячно-земної фізики, Іркутськ, Росія |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2014, 30(5):3-21 |
| Start Page: Космічна фізика |
| Мова: російська |
Анотація: Розглянуто задачу про поширення азимутально-дрібномасштабних мод з ультранизькими частотами в одновимірно-неоднорідній плазмі зі змінною кривиною силових ліній магнітного поля. Визначено області поширення та поперечна структура стійких альвенівських і каспових мод та нестійких балонних мод. Показано можливість довгоживучих балонних і каспових мод. Отримані результати якісно описують поведінку УНЧ-мод з неперервним спектром у магнітосфері Землі і можуть використовуватися для інтерпретації даних вимірювань з космічних апаратів і радарів SuperDARN. |
| Ключові слова: магнітне поле, плазма, УНЧ-коливання |
References:
1. А. В. Агапитов, А. С. Парновский, О. К. Черемных, "Спектр поперечно-мелкомасштабных возмущений во внутренней магнитосфере Земли". Кинематика и физика небес. тел. 22 (6) (2006).
2. А. В. Агапитов, О. К. Черемных, "Генерация солнечным ветром собственных УНЧ- мод магнитосферы Земли". Космiчна наука i технологiя. 14 (4) (2008).
3. А. В. Агапитов, О. К. Черемных, "Поляризация резонансных УНЧ-возмущений в магнитосфере Земли". Кинематика и физика небес. тел. 27 (3) (2011).
4. В. Б. Белаховский, В. К. Ролдугин, "Возбуждение Рс5 пульсаций при смене знака Bz-компоненты ММП". Геомагнетизм и аэрономия. 48 (2) (2008).
5. М. Гуссенс, "Магнитогидродинамические волны и волновой нагрев неоднородной плазмы", Космическая магнитная гидродинамика , Под ред. Э. Приста, А. Худа ( М.: Мир, 1995), 440 с.
6. Н. А. Золотухина, "Резонансные свойства Psi5/Psc5 на геостационарной орбите". Геомагнетизм и аэрономия. 49 (4) (2009).
7. Б. Б. Кадомцев, "Гидромагнитная устойчивость плазмы", Вопросы теории плазмы , Под. ред. М. А. Леонтовича ( М.: Госатомиздат, 1963), Вып. 2, С. 132— 176.
8. Б. Б. Кадомцев, Коллективные явления в плазме, ( М.: Наука, 1988.—304 с.)
9. Д. Ю. Климушкин, "Пространственная структура азимутально-мелкомасштабных гидромагнитных волн в аксиально-симметричной магнитосфере с конечным давлением плазмы". Физика плазмы. 23 (10), 931—944 (1997).
10. В. А. Мазур, Д. А. Чуйко, "Влияние МГД-волновода во внешней магнитосфере на отражение гидромагнитных волн от сдвигового течения на магнитопаузе". Физика плазмы. 39 (12) (2013).
11. Н. Г. Мазур, Е. Н. Федоров, В. А. Пилипенко, "О возможности отражения альвеновских волн в криволинейном магнитном поле". Физика плазмы. 30 (5) (2004).
12. Н. Г. Мазур, Е. Н. Федоров, В. А. Пилипенко, "Дисперсионное соотношение для баллонных мод и условие их устойчивости в околоземной плазме". Геомагнетизм и аэрономия. 52 (5) (2012).
13. А. С. Парновский, О. К. Черемных, "Спектр баллонных возмущений с произвольной поляризацией во внутренней магнитосфере Земли". Космiчна наука i технологiя. 12 (1), С49—56 (2006).
14. А. С. Парновский, О. К. Черемных, "Желобковые и несжимаемые возмущения во внутренней магнитосфере Земли". Кинематика и физика небес. тел. 22 (1), 65—75 (2006).
15. Р. В. Половин, В. П. Демуцкий, Основы магнитной гидродинамики, ( М.: Энергоатомиздат, 1987.—208 с.)
16. О. К. Черемных, В. В. Данилова, "Поперечно-мелкомасштабные МГД-возмущения в космической плазме с магнитными поверхностями". Кинематика и физика небес. тел. 27 (2) (2011).
17. S. H. Bekhor, "The computation of field-line resonance frequencies in general geometries: a tool for improving the understanding of magnetospheric configurations". J. Plasma Phys. 72, 309—327 (2006). DOI: 10.1017/S0022377805004150.
18. L. Chen, A. Hasegawa, "A theory of long period magnetic pulsations. 1. Steady state excitation of field line resonance". J. Geophys. Res. 79, 1024—1032 (1974). DOI: 10.1029/JA079i007p01024.
19. C. Z. Cheng, "MHD field line resonances and global modes in three-dimensional magnetic fields". J. Geophys. Res. 108A (1), 1002 (2003). DOI: 10.1029/ 2002JA009470.
20. C. Z. Cheng, T. C. Chang, C. A. Lin, W. H. Tsai, "Magnetohydrodynamic theory of field line resonances in the magnetosphere". J. Geophys. Res. 98A (7), 11339—11347 (1993). DOI: 10.1029/93JA00505.
21. O. K. Cheremnykh, A. S. Parnowski, "The theory of ballooning perturbations in the inner magnetosphere of the Earth". Adv. Space Res. 33, 769—773 (2004). DOI: 10.1016/S0273-1177(03)00642-2.
22. O. K. Cheremnykh, A. S. Parnowski, "Flute and ballooning modes in the inner magnetosphere of the Earth: Stability and influence of the ionospheric conductivity", Space science: New research , Ed. by N. S. Maravell ( New York: Nova Science Publishers, 2006), P. 71—108.
23. O. K. Сheremnykh, A. S. Parnowski, "Influence of ionospheric conductivity on the ballooning modes in the inner magnetosphere of the Earth". Adv. Space Res. 37 (3), 599—603 (2006). DOI: 10.1016/j.asr.2005.01.073.
24. O. K. Cheremnykh, A. S. Parnowski, O. S. Burdo, "Ballooning modes in the inner magnetosphere of the Earth". Planet. and Space Sci. 55 (13), 1217— 1229 (2004). DOI: 10.1016/j.bbr.2011.03.031.
25. I. S. Dmitrienko, "Evolution of FMS and Alfven waves produced by the initial disturbance in the FMS waveguide". J. Plasma Phys. 79, 7—17 (2013). DOI: 10.1017/S0022377812000608.
26. A. V. Guglielmi, A. S. Potapov, "Note on the dependence of Pc3—4 activity on the solar wind velocity". Ann. Geophys. 12, 1192—1196 (1994). DOI: 10.1007/ s00585-994-1192-z.
27. K. Kabin, R. Rankin, I. R. Mann, et al., "Polarization properties of standing shear Alfven waves in non-axisymmetric background magnetic fields". Ann. Geophys. 25, 815—822 (2007). DOI: 10.5194/angeo-25-815-2007.
28. D. Yu. Klimushkin, "Spatial structure of transversally small-scale hydromagnetic waves in a plane finite-beta model magnetosphere". Planet. and Space Sci. 45, 269—279 (1997). DOI: 10.1016/S0032-0633(96)00078-5.
29. D. Yu. Klimushkin, A. S. Leonovich, V. A. Mazur, "On the propagation of transversally-small-scale standing Alfven waves in a three-dimensionally inhomogeneous magnetosphere". J. Geophys. Res. 100A (6), 9527—9534 (1995). DOI: 10.1029/94JA03233.
30. D. Yu. Klimushkin, P. N. Mager, "On the spatial structure and dispersion of slow magnetosonic modes coupled with Alfven modes in planetary magnetospheres due to field line curvature". Planet. and Space Sci. 56, 1273—1279 (2008). DOI: 10.1016/j.pss.2008.03.002.
31. D. Yu. Klimushkin, P. N. Mager, "Spatial structure and stability of coupled Alfven and drift compressional modes in non-uniform magnetosphere: Gyrokinetic treatment". Planet. and Space Sci. 59, 1613—1620 (2011). DOI: 10.1016/j.pss.2011. 07.010.
32. D. Yu. Klimushkin, P. N. Mager, O. S. Marilovtseva, "Parallel structure of Pc1 ULF oscillations in multi-ion magnetospheric plasma at finite ion gyrofrequency". J. Atmos. and Sol, Terr. Phys. (2010). DOI: 10.1016/j.jastp. 2010.09.019.
33. D. Yu. Klimushkin, P. N. Mager, V. A. Pilipenko, "On the ballooning instability of the coupled Alfven and drift compressional modes". Earth Planets Space. 64, 777—781 (2012). DOI: 10.5047/eps.2012.04.002.
34. D. A. Kozlov, "Slow magnetosonic oscillations with m >> 1 in a dipole magnetosphere with rotating plasma". Int. J. Geomagn. Aeron. 7 (GI3004) (2008). DOI: 10. 1029/2006GI000164.
35. D. A. Kozlov, N. G. Mazur, V. A. Pilipenko, E. N. Fedorov, "Dispersion equation for ballooning modes in two-component plasma". J. Plasma Phys. 80 (3), 379—393 (2014).
36. A. S. Leonovich, D. A. Kozlov, "On ballooning instability in current sheets". Plasma Phys. Control. Fusion. 55 (085013) (2013). DOI: 10.1088/0741-3335/55/8/ 085013.
37. A. S. Leonovich, D. A. EdemskiyKozlov, "Standing slow magnetosonic waves in a dipole-like plasmasphere". Planet. and Space Sci. 58, 1425—1433 (2010). DOI: 10.1016/j.pss.2010.06.007.
38. A. S. Leonovich, V. A. Mazur, "A theory of transverse small-scale standing Alfven waves in an axially symmetric magnetosphere". Planet. and Space Sci. 41, 697—717 (1993). DOI: 10.1016/0032-0633(93)90055-7.
39. A. S. Leonovich, V. A. Mazur, "A model equation for monochromatic standing Alfven waves in the axially symmetric magnetosphere". J. Geophys. Res. 102, 11443—11456 (1997). DOI: 10.1029/96JA02523.
40. A. S. Leonovich, V. A. Mazur, "Structure of magnetosonic eigenoscillations of an axisymmetric magnetosphere". J. Geophys. Res. 105, 27707—27716 (2000). DOI: 10.1029/2000JA900108.
41. P. N. Mager, D. Yu. Klimushkin, "Theory of azimuthally small-scale Alfven waves in an axisymmetric magnetosphere with small but finite plasma pressure". J. Geophys. Res. 107 (A11), 1356 (2002). DOI: 10.1029/2001JA009137.
42. P. N. Mager, D. Yu. Klimushkin, "Alfven ship waves: high-m ULF pulsations in the magnetosphere generated by a moving plasma inhomogeneity". Ann. Geophys. 26, 1653—1663 (2008). DOI: 10.5194/angeo-26-1653-2008.
43. P. N. Mager, D. Yu. Klimushkin, D. V. Kostarev, "Drift-compressional modes generated by inverted plasma distributions in the magnetosphere". J. Geophys. Res. Space Phys. 118, 4915—4923 (2013). DOI: 10.1002/jgra.50471.
44. P. N. Mager, D. Yu. Klimushkin, V. A. Pilipenko, S. Schfer, "Field-aligned structure of poloidal Alfven waves in a finite pressure plasma". Ann. Geophys. 27, 3875—3882 (2009). DOI: 10.5194/angeo-27-3875-2009.
45. A. S. Parnowski, "Eigenmode analysis of ballooning perturbations in the inner magnetosphere of the Earth". Ann. Geophys. 25, 1391—1403 (2007). DOI: 10.5194/angeo-25-1391-2007.
46. V. A. Pilipenko, O. V. Kozyreva, M. J. Engebretson, et al., "Dynamics of long-period magnetic activity and energetic particle precipitation during the May 15, 1997 storm". J. Atmos. and Sol, Terr. Phys. (2002). DOI: 10.1016/ S1364-6826(02)00074-3.
47. S. Schfer, K. -H. Glassmeier, P. T. I. Eriksson, et al., "Spatio-temporal structure of a poloidal Alfven wave detected by Cluster adjacent to the dayside plasmapause". Ann. Geophys. 26, 1805—1817 (2008). DOI: 10.5194/angeo-26-1805- 2008.
48. D. J. Southwood, "Some features of field line resonances in the magnetosphere". Planet. and Space Sci. 22, 483—491 (1974). DOI: 10.1016/0032-0633(74) 90078-6.
49. T. K. Yeoman, M. James, P. N. Mager, D. Yu. Klimushkin, "SuperDARN observations of high-m ULF waves with curved phase fronts and their interpretation in terms of transverse resonator theory". J. Geophys. Res. 117 (2012). DOI: 10.1029/2012JA017668.
50. N. A. Zolotukhina, "Wave effects of sudden impulse and substorm onset in the magnetospheric morning sector on January 4, 2001". Geomagn. and Aeronomy. 50 (2), 963—969 (2010). DOI: 10.1134/ S0016793210080062.
51. N. A. Zolotukhina, P. N. Mager, D. Yu. Klimushkin, "Pc5 waves generated by substorm injection: a case study". Ann. Geophys. 26, 2053—2059 (2008). DOI: 10. 5194/angeo-26-2053-2008.