Геомагнитные пульсации диапазона 1–4 мГц (Pс5/Pi3) в магнитосферном хвосте. Вне и внутримагнитосферные источники

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

По данным магнитометрических измерений на спутниках Cluster исследуются спектральные и пространственные параметры геомагнитных пульсаций Pc5/Pi3 в геомагнитном хвосте вне магнитной бури при разных условиях в межпланетной среде. Рассматриваются как средние значения компонент магнитного поля перед ударной волной, так и флуктуации в частотном диапазоне исследуемых пульсаций. Особое внимание уделяется условиям малых амплитуд флуктуаций («нулевая» возмущенность), чтобы локализовать источник возникающих в этих условиях пульсаций. Для этого используются одновременные измерения на двух спутниках, находящихся по одну или разные стороны от магнитопаузы. Обнаружено, что при снижении амплитуды флуктуаций перед ударной волной меняется амплитуда и пространственный масштаб флуктуаций в магнитослое, а также резко снижается когерентность между флуктуациями по разные стороны магнитопаузы. Это позволяет сделать вывод, что пульсации, возникающие в геомагнитном хвосте при «нулевой» возмущенности перед ударной волной, представляют собой внутримагнитосферное явление, слабо связанное с процессами за магнитопаузой.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Н. В. Ягова

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: nyagova@ifz.ru
Russian Federation, Москва

Н. С. Евсина

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук; Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Email: nyagova@ifz.ru
Russian Federation, Москва; Москва

References

  1. Ягова Н.В., Козырева О.В., Носикова Н.С. Геомагнитные пульсации диапазона 1–4 мГц (Pc5/Pi3) в магнитосферном хвосте при разном уровне возмущенности в межпланетной среде // Солнечно-земная физика. 2022. Т. 8. С. 84–92. https://doi.org/10.12737/szf-82202212
  2. Леонович А.С., Мазур В.А., Козлов Д.А. МГД волны в геомагнитном хвосте: обзор // Солнечно-земная физика. Т. 1. 2015. С. 4–22. https://doi.org/10.12737/7168
  3. Pilipenko V.A., Mazur N.G., Fedorov E.N. et al. Interaction of propagating magnetosonic and Alfvén waves in a longitudinally inhomogeneous plasma // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. Art. ID. A08218. https://doi.org/10.1029/2007JA012651
  4. Zhang T.L., Baumjohann W., Nakamura R. et al. A wavy twisted neutral sheet observed by CLUSTER // Geophysical Research Letters. 2002. V. 29. Art. ID. 1899. https://doi.org/10.1029/ 2002GL015544
  5. Kepko L., Spence H.E., Singer H.J. ULF waves in the solar wind as direct drivers of magnetospheric pulsations // Geophysical Research Letters. 2002. V. 29. Art. ID. 1197. https://doi.org/10.1029/2001GL014405
  6. Kim K.-H., Cattell C.A., Lee D.-H. et al. Cluster observations in the magnetotail during sudden and quasiperiodic solar wind variations // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. Art. ID. A04219. https://doi.org/10.1029/2003JA010328
  7. Escoubet C.P., Fehringer M., Goldstein M. The Cluster mission // Ann. Geophys. 2001. V. 19. P. 1197–1200. https://doi.org/10.5194/angeo-19-1197-2001
  8. Yagova N.V., Pilipenko V.A., Baransky L.N. et al. Spatial distribution of spectral parameters of high latitude geomagnetic disturbances in the Pc5/Pi3 frequency range // Ann. Geophysicae. 2010. V. 28. P. 1761–1775.
  9. Ягова Н.В. Наклон спектра высокоширотных геомагнитных возмущений диапазона 1–5 мГц. Контролирующие параметры вне и внутри магнитосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 2015. Т. 55. № 1. С. 35–44. https://doi.org/10.7868/S0016794015010149
  10. Nosikova N.S., Yagova N.V., Baddeley L.J. et al. An investigation into the spectral parameters of ultra-low-frequency (ULF) waves in the polar caps and magnetotail // Ann. Geophys. 2022. V. 40. P. 151–165. https://doi.org/10.5194/angeo-40-151-2022

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Frequency distribution of the main spectral maxima f0 (panel a) and the spectral power density PSD(f0) (panel b) for three magnetic field components in the nighttime magnetosheath for interval groups 0 and 1. The vertical lines in panel b show the averages for each distribution PSDav (dashed–dotted line) and PSDav±STD(PSD), STD(PSD) is the standard deviation.

Download (188KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of the proportion of intervals with above-threshold coherence of magnetic field variations on two satellites located on opposite sides of the magnetopause (NMS–HLBL) on the threshold coherence value γb2 for the same magnetic field components.

Download (100KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. An example of magnetic field pulsations observed on 13.11.2010 (day 317) on both sides of the magnetopause by the Cluster-3 (NMS) and Cluster-1 (HLBL) satellites (lower panels), fluctuations in the solar wind dynamic pressure and the IMF BY component (upper and middle panels). Panel a shows the time shapes of variations after high-pass filtering with a cutoff frequency of 0.8 MHz. Panel b shows the normalized PSD* spectra, and panel c shows the spectral coherences.

Download (206KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of the proportion of intervals with above-threshold coherence of magnetic field variations on two satellites in the nighttime magnetosheath on the threshold coherence value γb2 for the same components of the magnetic field.

Download (118KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Distributions by PSD(f0) (panel a), spectral slope α (panel b) and parameter Q (panel c) of pulsations of groups 0 and 1, including large-scale (LS) ones, for three components of the magnetic field in the geomagnetic tail lobe.

Download (289KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences