Резонансное УНЧ-поглощение в условиях магнитной бури
Автор: Бадин В.И.
Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika
Статья в выпуске: 1 т.3, 2017 года.
Бесплатный доступ
Работа посвящена радарным ультранизкочастотным (УНЧ) наблюдениям в высокоширотной ионосфере. Проведен анализ доплеровских данных норвежского радара STARE в условиях умеренной магнитной бури 31.12.1999-01.01.2000 г. После усреднения доплеровских сигналов вдоль лучей радара определена спектральная мощность сигнала как функция частоты в диапазоне 1-10 мГц для каждого луча. На всех лучах радара обнаружено резкое падение (около 10 дБ) спектральной мощности с ростом частоты. Методом наименьших квадратов проведен вариационный анализ спектральной мощности, в котором падение мощности моделировалось ступенчатым профилем, составленным из средних значений мощности до и после падения. Посредством вариационного анализа для каждого луча определена частота, на которой произошло падение спектральной мощности. Усредненное по всем лучам значение такой частоты составило 4.8±0.5 мГц. Полученные результаты интерпретируются как эффект резонансного поглощения УНЧ-волн на собственных частотах магнитных силовых линий по мере распространения волн от магнитопаузы в глубину магнитосферы.
Унч-волны, электрические поля, высокоширотная ионосфера
Короткий адрес: https://sciup.org/142103634
IDR: 142103634 | DOI: 10.12737/21428
Список литературы Резонансное УНЧ-поглощение в условиях магнитной бури
- Бадин В.И. Возбуждение и поглощение УНЧ-колебаний по доплеровским радарным наблюдениям в высоких широтах//Геомагнетизм и аэрономия. 2016. Т. 56, № 1. С. 93-101.
- Белаховский В.Б., Козловский А.Е., Пилипенко В.А. Определение широтного профиля резонансной частоты Pc5 пульсаций по данным радара EISCAT//Вестник Кольского научного центра РАН. 2015. Т. 22, № 3. С. 64-72.
- Гульельми А.В., Потапов А.С. Об особенности поля МГД-волны в неоднородной плазме//Иссл. по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1984. Вып. 70. С. 149-157.
- Кринберг И.А., Тащилин А.В. Ионосфера и плазмосфера. М.: Наука, 1984. 189 с.
- Леонович А.С., Мазур В.А. Собственные сверхнизкочастотные магнитозвуковые колебания ближнего плазменного слоя//Космические исследования. 2008. Т. 46, № 4. С. 336-343.
- Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. М.: Мир, 1980. 299 с.
- Allan W., Knox F.B. A dipole field model for axisymmetric Alfven waves with finite ionosphere conductivities//Planetary Space Sci. 1979. V. 27, N. 1. P. 79-85.
- Allan W., Poulter E.M., Nielsen E. STARE observations of a Pc5 pulsation with large azimuthal wave number//J. Geophys. Res. 1982. V. 87, N. A8. P. 6163-6172.
- Alperovich L.S., Fedorov E.N. Hydromagnetic waves in the magnetosphere and the ionosphere. New York: Springer, 2007. 421 p.
- Anderson B.J., Engebretson M.J., Zanetti L.J. Distortion effects in spacecraft observations of MHD toroidal standing waves: Theory and observations//J. Geophys. Res. 1989. V. 94, N A10. P. 13425-13445.
- Bland E.C., McDonald A.J. High spatial resolution radar observations of ultralow frequency waves in the southern polar cap//J. Geophys. Res. Space Phys. 2016. V. 121. P. 4005-4016 DOI: 10.1002/2015JA022235
- Chelpanov M.A., Mager P.N., Klimushkin D.Yu., Berngardt O.I., Mager O.V. Experimental evidence of drift compressional waves in the magnetosphere: An Ekaterinburg coherent decameter radar case study//J. Geophys. Res. Space Phys. 2016. V. 121. P. 1315-1326 DOI: 10.1002/2015JA022155
- Chen L., Hasegawa A. A theory of long-period magnetic pulsations: 1. Steady state excitation of field line resonance//J. Geophys. Res. 1974. V. 79, N A7. P. 1024-1032.
- Cheng C.Z., Zaharia S. Field line resonances in quiet and disturbed time three-dimensional magnetospheres//J. Geophys. Res. 2003. V. 108, N A1. 1001 DOI: 10.1029/2002JA009471
- Greenwald R.A., Weiss W., Nielsen E., Thomson N.R. STARE: A new radar auroral backscatter experiment in northern Scandinavia//Radio Sci. 1978. V. 13, N 6. P. 1021-1039.
- Hardy D.A., Gussenhoven M.S., Raistrick R., McNeil W.J. Statistical and functional representations of the pattern of auroral energy flux, number flux, and conductivity//J. Geophys. Res. 1987. V. 92, N A11. P. 12275-12294.
- James M.K., Yeoman T.K., Mager P.N., Klimushkin D.Yu. Multiradar observations of substorm-driven ULF waves//J. Geophys. Res. Space Phys. 2016. V. 121. P. 5213-5232 DOI: 10.1002/2015JA022102
- Kivelson M.G., Southwood D.J. Coupling of global magnetospheric MHD eigenmodes to field line resonances//J. Geophys. Res. 1986. V. 91, N A4. P. 4345-4351.
- Lanzerotti L.J., Shono A., Fukunishi H., Maclennan C.G. Long-period hydromagnetic waves at very high geomagnetic latitudes//J. Geophys. Res. 1999. V. 104, N A12. P. 28423-28435.
- Lee D.-H., Lysak R.L. Magnetospheric ULF wave coupling in the dipole model: Impulsive excitation//J. Geophys. Res. 1989. V. 94, N A12. P. 17097-17103.
- Mager P.N., Berngardt O.I., Klimushkin D.Yu., Zolotukhina N.A., Mager O.V. First results of the high-resolution multibeam ULF wave experiment at the Ekaterinburg SuperDARN radar: Ionospheric signatures of coupled poloidal Alfvén and drift-compressional modes//J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2015. V. 130-131. P. 112-126.
- Menk F.W., Waters C.L., Fraser B.J. Field line resonances and waveguide modes at low latitudes. 1. Observations//J. Geophys. Res. 2000. V. 105, N A4. P. 7747-7761.
- Newton R.S., Southwood D.J., Hughes W.J. Damping of geomagnetic pulsations by the ionosphere//Planet. Space Sci. 1978. V. 26, N 3. P. 201-209.
- Poulter E.M., Allan W. Transient ULF pulsation decay rates observed by ground based magnetometers: The contribution of spatial integration//Planet. Space Sci. 1985. V. 33, N 6. P. 607-616.
- Pilipenko V., Belakhovsky V., Kozlovsky A., Fedorov E., Kauristie K. Determination of the wave mode contribution into the ULF pulsations from combined radar and magnetometer data: Method of apparent impedance//J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2012. V. 77, N 1. P. 85-95.
- Roelof E.C., Sibeck D.G. Magnetopause shape as a bivariate function of interplanetary magnetic field Bz and solar wind dynamic pressure//J. Geophys. Res. 1993. V. 98, N A12. P. 21421-21450.
- Southwood D.J. Some features of field line resonances in the magnetosphere//Planet. Space Sci. 1974. V. 22, N 3. P. 483-491.
- Tsyganenko N.A. Modeling the Earth's magnetospheric magnetic field confined within a realistic magnetopause//J. Geophys. Res. 1995. V. 100, N A4. P. 5599-5612.
- Urban, K.D., Gerrard A.J., Bhattacharya Y., Ridley A.J., Lanzerotti L.J., Weatherwax A.T. Quiet time observations of the open-closed boundary prior to the CIR-induced storm of 9 August 2008//Space Weather. 2011. V. 9. S11001. DOI: 10.1029/20 11SW000688.
- Walker A.D.M., Greenwald R.A., Stuart W.F., Green C.A. Stare auroral radar observations of Pc5 geomagnetic pulsations//J. Geophys. Res. 1979. V. 84, N A7. P. 3373-3388.
- Wallis D.D., Budzinski E.E. Empirical models of height integrated conductivities//J. Geophys. Res. 1981. V. 86, N A1. P. 125-137.
- Yumoto K., Pilipenko V., Fedorov E., Kurneva N., Shiokawa K. The mechanisms of damping of geomagnetic pulsations//J. Geomagnetism Geoelectricity. 1995. V. 47, N 1. P. 163-176.
Статья научная
