Влияние давления плазмы и шира магнитного поля на структуру гидромагнитных волн в магнитосфере Земли
Диссертация
Еще в первых работах по теории гидромагнитных волн в магнитосфере Радоски и Дан ж и установили новое важное явление, обусловленное кривизной силовых линий — поляризационное расщепление спектра. Они рассмотрели два предельных случая колебаний аксиально-симметричной магнитосферы, с азимутальными волновыми числами m = 0 и m = оо. При m = 0 колебания магнитного поля происходят в азимутальном… Читать ещё >
Список литературы
- Гульельми А.В., Троицкая В. А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы // М.: Наука, 1973, 321 с.
- Yumoto, К., External and internal of low-frequency MGD waves in the Magnetosphere A Review // J. Geomagn. Geoelectr., 1988, V. 40, No. 3, P. 293−311.
- Glassmeier K.H., ULF pulsations // Handbook of Atmospheric Electrodinamics. 1995, Y. II, P. 463−502.
- Гульельми А.В. МГД-волны в околоземной плазме. М.: Наука, 1979, 315 с,
- Гульельми А.В., Золотухина Н. А. Возбуждение альфвеновских колебаний магнитосферы асимметричным кольцевым током // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1980, Вып. 50, С. 129−137.
- Альвен Г., Фельтхаммар К.-Г. Космическая электродинамика. Основные принципы. М.: Мир, 1967, 260 с.
- Dungey, J.W., Electrodynamics of the outer atmospheres // Ionos. Sci. Rep. 1954, V. 69. Ionos. Res. Lab., Cambridge, Pa.
- Данжи Дж.В., Магнитогидродинамические волны // Геофизика, околоземное космическое пространство. М.: Мир, 1964, С. 417−433.
- Tamao, Т., Transmission and coupling resonance of liydroinagnci. k: disturbances in the non-uniform Earth’s magnetosphere // Sci. Rep. Tohoku Univ., Series 5, Geophysics. 1965, V. 17, No. 2, P. 42−73.
- Chen L., Hasegawa A. A theory of long period magnetic pulsations // J. Geophys. Res. 1974, V. 79, P. 1024.
- Southwood D.J. Some features of field line resonances in the magnetosphere // Planet. Space Sci., 1974, V. 22, P. 483.
- Leonovich A.S., A theory of field line resonance in a dipole-like axisymmotnc magnetosphere // J. Geophys. Res., 2001, V. 106, No. All, P. 25 803−25 812.
- Гульельми А.В., Потапов А. С. Об особенности поля МГД-волны в неоднородной плазме // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1984, Вып. 70, С. 149−157.
- Kivelson, M.G., and D.J. Southwood, Coupling of global magnetospheric MHD eigenmodes to field line resonances // J. Geophys. Res. 1986, V. 91, P. 4345−4351.
- Southwood, D.J., and M.G. Kivelson, The effect of parallel inhomogeneity of magnetospheric hydromagnetic wave coupling // J. Geophys. Res., 1986, V. 91, P. 68 716 877.
- Fedorov E.N., Mazur N.G., Pilipenko V.A., Yumoto K. On the theory of field line resonances in plasma configurations // Phys. Plasmas. 1995, V. 2, P. 527.
- Thompson M.J., Wright A.M. Resonant Alfven wave excitation in two-dimensional systems: singularities in partial differential equations. // J. Geophys. Res., 1993, V. 98 A, No. 9, P. 15 541−15 551.
- Krylov A.L., Lifshitz A.F. Quasy-Alfven oscillations of magnetic surfaces // Planet. Space Sci., 1984, V. 32, P. 481.
- Лифшиц A.E., Федоров E.H. Гидромагнитные колебания ионосферно-магнитосферного резонатора // Доклады АН СССР. 1986, Т. 287. No. 1. С. 90−95.
- Леонович А.С., Мазур В. А. Альфвеновский резонанс в аксиально- симметричной магнитосфере // Физика плазмы., 1989, Т. 15, No. 6, С. 660−673.
- Leonovich A.S., Mazur V.A. Resonance excitation of standing Alfven waves in an axisymmetric magnetosphere (Monochromatic oscillations) // Planet. Space Sci., 1989, V. 37, No. 9, P. 1095−1108.
- Chen L., Cowley S.C. On fied line resonances of hydroinagnetic Alfven waves in a dipolo magnetic field // Geophys. Res. Lett. 1989., V. 16, No. 8, P. 895−897.
- Wright A.N., Coupling of fast and Alfven modes in realistic magnetospheric geometries // J. Geophys. Res., 1992, V. 97, No. A5, P. 6429−6438.
- Wright, A.N., and M.J. Thompson, Analytical treatment of Alfven resonances and singularities in nonuniform magnetoplasmas // Phys. Plasmas, 1994, V. 1, P. 691.
- Lee D.H., Lysak R.L. Monochromatic ULF wave excitation in the dipole magnetosphere // J.Geophys.Res., 1991, V. 96, No. A4, P. 5811−5823.
- Radoski, H.R., Highly asymmetric MHD resonances. The guided poloidal mode // J. Geophys. Res., 1967, V. 72, P. 4026−4033.
- Dungey J.W., Hydromagnetic waves // Physics of Geomagnetic Phenomena 1967, V. II, P. 913−934.
- Крылов А.Л., Лифшиц A.E., Федоров E.H. О резонансных свойствах магнитосферы // Изв. АН СССР, сер. Физика Земли., 1981, No6, С. 49−59.
- Allan W., Poulter Е.М. ULF-waves their relationship to structure of the Earth’s magnetosphere // Repts. Progr. Phys. 1992, V. 55, No. 5, P. 533−598.
- Leonovich, A.S. and Mazur, V.A., The spatial structure of poloidal Alfven oscillations of an axisymmetric magnetosphere // Planet. Space Sci., 1990, V. 38, P. 1231.
- Leonovich, A.S. and Mazur, V.A., A theory of transverse small-scale standing Alfven waves in an axially symmetric magnetosphere // Planet. Space Sci., 1993, Y. 41. P. G97.
- Leonovich, A.S., and V.A. Mazur, Magnetospheric resonator for transverse-small-scale standing Alfven waves // Planet. Space Sci., 1995, V. 43, P. 881.
- Anderson, В.J., M.J. Engebretson, S.P. Rounds, L.J. Zanetti, and T.A. Potemra, A statistical study of Pc 3−5 pulsations observed by the AMPTE/CCE magnetic fields experiment, 1, Occurrence distributions // J. Geophys. Res. 1990, V. 95, P. 10 495.
- Takahashi, K., and B.J. Anderson, Distribution of ULF-energy (/ < 80 mHz) in the inner magnetosphere: a statistical analysis of AMPTE CCE magnetic field data // J.Geophys.Res., 1992, V. 97, P. 10 751−10 769.
- Cramm, R., K.H. Glassmeier, C. Othmer, K.H. Fornacon, H.U. Auster, W. Baumjohan, and E. Georgescu, A case study of a radially polarized Pc 4 event observed by the EquatorS satellite. // Ann. Geophys. 2000, V. 18 P. 411.
- Takahashi, K., N. Sato, J. Warnecke, H.E. Spence, and Y. Tonegawa, On the standing wave mode in the giant pulsations // J. Geophys. Res., 1992, V. 97, P. 10 717−10 728.
- Singer, H.J., W.J. Hughes, and C.T. Russel, Standing hydromagnetic waves observed by ISEE 1 and 2: Radial extent and harmonic // J. Geophys. Res., 1982, V. 87, P. 3519.
- Woch, J., G. Kremser, A. Korth, O.A. Pokhotelov, V.A. Pilipenko, Yu.M. Nezlina, and E. Amata, Curvature-driven drift mirror instability in the magnetosphere / / Planet. Space Sci., 1988, V. 36, P. 383.
- Lee D.H., Dynamics of MHD wave propagation in the low-latitude magnetosphere // Л. Geophys. Res., 1996, V. 101, P. 15 371−15 386.
- Leonovich A.S., Mazur V.A. Toward the theory of magnetospheric magnetosonic eigenoscillations: simple theoretical models // J. Geophys. Res., 2000, V. 105, P. 2 125 121 260.
- Leonovich A.S., Mazur V.A. Structure of magnetosonic eigenoscillations of an axisymmetric magnetosphere // J. Geophys. Res., 2000, V. 105, P. 27 707−27 716.
- Leonovich A.S., Mazur V.A. On the spectrum of magnetosonic eigenoscillations of an axisymmetric magnetosphere // J. Geophys. Res., 2001, V. 106, P. 3919−3928.
- Heacock R.R., Chao J.K. Type Pi magnetic field pulsations at very high latitudes and their relation to plasma convection in the magnetosphere // J. Geophys. Res., 1980, V. 85, No. A3, P. 1203−1213.
- Rostoker G., Lam H.-L. A generation mechanism for Pc5 micropulsations in the morning sector // Planet. Space Sci., 1978, V. 26, No. 5, P. 493−506.
- Lee D.H., Kim K.H., Min K.W., Lysak R.L. Effects of ring current disturbances on global MHD oscillations // J. Geophys. Res., 1995, V. 100, No. A10, P. 19 413−19 420.
- Maltsev Yu.P., Leontyev S.V., Lyatsky V.B. Pi2 pulsations as a result of evolution of an Alfven impulse origination in the ionogphere during a brightening of aurora .// Planet. Space. Sci., 1974, V. 22, P. 0519−1529.
- Гершман Б.Н. Динамика ионосферной плазмы. М.: Наука, 1974, 256 с.
- Погорельцев А.И. Возмущения електрического и магнитного нолей, вызываемые взаимодействием атмосферных волн с ионосферной плазмой /, Ггомагисги tM и аэрономия., 1989. Т. 29. No. 2, С. 280−292.
- Данилов А.В., Довженко В. А. О возбуждении электромагнитных полей нрн вхождении акустических импульсов в ионосферу // Геомагнетизм и аэрономия. 1987, Т. 27, No. 5, С. 772−777.
- Earle G.D., Kelley М.С. Spectral studies of the sources of ionospheric electric fields // J. Geophys. Res. 1985, V. 92, No. Al, P. 213−224.
- Jacobson A.R., Bernhardt P. A. Electrostatic effects in the coupling" of upper atmospheric waves to ionospheric plasma // J. Geophys. Res., 1985. V. 90. No. A7. P. 6533−6541.
- Engebretson M.J., Cahill L.J., Jr., Arnoldy R.L. et al. The role of the ionosphere in coupling upstream ULF wave power into the dayside magnetosphere // J. Geophys. Res. 1991, V. 96, No. A2, P. 1527−1542.
- Tamao Т., Interaction of energetic particles with HM-waves in the magnetosphere // Planet. Space Sci., 1984, V. 32, P. 1371−1386.
- Klimushkin, D.Yu., The propagation of high-?n Alfven waves in the Earth’s magnetosphere and their interaction with high-energy particles // J.Geophys.Res., 2000, V. 105, No A10, P. 23 303.
- Glassmeier, K.-H., S. Buchert, U. Motschmann, A. Korth, and A. Pedersen, Concerning the generation of geomagnetic giant pulsations by drift-bounce resonance ring current instabilities. // Ann. Geophys. 1999, V. 17, P. 338.
- Chen L., Hasegawa A. Kinetic Theory of Geomagnetic Pulsations, 1, Internal Excitations by Energetic Particles // J. Geophys. Res., 1991, V.90, No. A2, P. 1503−1512.
- Southwood D.J. A general approach to low-frequency instability in (lie ring cunvnl plasma // J. Geophys. Res., 1976, V. 81, N 19, P. 3340 3348.
- Karpman V.I., Meerson B.I., Mikhailovskii А.В., Pokhotelov O.A. The effect of baunce-resonances on wave growth rates in the magnetosphere // Planet. Space Sci. 1977. ?.25. P. 573−584.
- Pokhotelov O.A., Pilipenko V.A., Nezlina Yu.M., Woch J., Kremser G., Korth A., Amata E. Excitation of high-beta plasma instabilities at the geostationary orbit: theory and observations // Planet. Space Sci. 1986. V.34. No.8. P. 695−712.
- Leonovich, A.S., and V.A. Mazur, A model equation for monochromatic standing Alfven waves in the axially-symmetric magnetosphere // J. Geophys. Res., 1997, V". 102. P. 11 443.
- Walker, A.D.M., Theory of magnetospheric standing hydromagnetic waves with large azimuthal wave number, 1, Coupled magnetosonic and Alfven waves // J. Geophys. Res., 1987, V. 92, P. 10 039.
- Taylor J.P.N., Walker A.D.M. Theory of magnetospheric standing hydromagnetic waves with large azimuthal wave number. 2. Eigenmodes of the magnetosonic and Alfven oscillations // J. Geophys. Res., 1987, V. 92, No. A9, P. 10 046−10 052.
- Walker A.D.M., Pekrides H. Theory of magnetospheric standing hydromagnetic waves with large azimuthal wave number. 4. Standing waves in the ring current region /. J. Geophys. Res., 1996, V. 101, No. A12, P. 27 133−27 147.
- Kouznetsov I., Lotko W. Radial energy transport by magnetospheric ULF waves: effect of magnetic curvature and plasma pressure //J. Geophys. Res., 1995, V. 100. P. 7599.
- Климушкин Д.Ю. Пространственная структура ачимутально-мелкомасштабиых гидромагнитных волн в аксиально-симметричной магнитосфере с конечным давлением плазмы // Физика плазмы., 1997, Т.23, NolO, 0.931−9<1<1.
- Klimushkin, D.Yu. Theory of azimuthally small-scale hydromagnetic waves in the axisymmetric magnetosphere with finite plasma pressure // Ann. Geophys., 1998, Y. 16, P. 303.
- Vetoulis, G., and L. Chen, Kinetic theory of geomagnetic pulsations, 3. Global analysis of drift Alfven-ballooning modes // J. Geophys. Res., 1996, V. 101, P. 15 441.
- Klimushkin, D.Yu., Resonators for hydromagnetic waves in the magnetosphere // J. Geophys. Res., 1998, V. 103, P. 2369.
- Denton, R.E., and G. Vetoulis, Global poloidal mode /'/ J. Geophys. Res. 1998, V. 103. P. 6729.
- Salat A., Tataronis J.A. Conditions for existence of orthogonal coordinate systems oriented by magnetic field lines //J. Geophys. Res., 2000, V. 105, P. 13 055.
- Харгривс Дж. К., Вехняя атмосфера и солнечно-земные связи // Ленинград: Гидрометиоиздат, 1982, 351 с.
- Iijima, Т., Т.A. Potemra, The amplitude distribution of fild-aligned currents at northern high-latitudes observed by Triad // J. Geophys. Res., 1976, V. 81, P. 2165−2174.
- Iijima, Т., Т.A. Potemra, Large-scale characteristics of fild-aligned currents associated with substorm // J. Geophys. Res., 1978, V. 83, P. 599−615.
- Kamide, Y., A.D. Richmond and S. Matsushita, Estimation of ionospheric electric filds, ionospheric currents, and fild-aligned currents fromground magnetic records ./'/ J. Geophys. Res., 1981, V. 86, P. 801−813.
- Бейтман Г. МГД-неустойчивости. M.: Энергоиздат, 1982.
- Магер П.Н., Д.Ю. Климушкин, Распространение МГД-волн в плазме с прямыми силовыми линиями и широм магнитного поля // Физика плазмы, 2002, Т. 24, No. 4. С. 368−374.
- Магер П.Н., Д.Ю. Климушкин, Теория альфвеновских волн в аксиально-симметричной магнитосфере с малым, но конечным давлением плазмы, // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, 2001, вып. 114, С. 24−32.
- Магер, П.Н., Д.Ю. Климушкин, Теория альфвеновских волн в аксиально-симметричной модели магнитосферы с малым, но конечным давлением плазмы // Труды Всероссийской конференции по солнечно-земным связям., Иркутск, 24−29 сентября 2001 г., С. 116−118.
- Магер, П.Н., Д.Ю. Климушкин, Альфвеновские волны в одномерно неоднородной модели магнитосферы с продольным током // Труды Всероссийской конференции по солнечно-земным связям., Иркутск, 24−29 сентября 2001 г., С. 114−115.
- Климушкин Д.Ю., П.Н. Магер, Структура низкочастотных альфвеновских волн в одномерно-неоднородной модели магнитосферы с широм магнитного поля /7 Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, 2001, вып. 114, С. 42−49.
- Glassmeier, K.-H., D.Yu. Klimushkin, P.N. Mager, Radially-polarized Alfven waves in the magnetosphere with finite plasma pressure // 27th General Assembly of EGS.
- Geophysical Researtch Abstract, 2002, V. 4, No. EGS02-A-789
- Lui A.T.Y., D.C. Hamilton, Radial profiles of quiet time magnetospheric parameters / J. Geophys. Res., 1992, V. 97, P. 19 325.
- Michelis P., I.A. Daglis, and G. Consolini, Average terrestrial ring current, derived from AMPTE/CCE-CHEM measurements // J. Geophys. Res., 1997, V. 102, P. 14 103−14 111.
- Кадомцев Б. Б. Гидромагнитная устойчивость плазмы // Вопросы теории плазмы., Вып. 2. Под. ред. М. А. Леонтовича. М.: Атомиздат, 1963, С. 132−176.
- Morse, P.M., and Н. Feshbach, Methods of Theorel iral Physics, Part 1, McGraw-Hill. New York, 1953.
- Климушкин Д.Ю. Метод описания альфвеновской и магнитозвуковой ветвей колебаний неоднородной плазмы // Физика плазмы. 1994, Т. 20. No3, С. 309- 315.
- Fedorov Е., N. Mazur, V. Pilipenko, К. Yumoto, MHD wave conversion in plasma waveguides // J.Geophys.Res. 1998, V. 103, No. All, P. 26 595−26 605.
- Saka, О., T. Ijima, H. Yamagishi, N. Sato, and D.N. Baker, Excitation of Pc 5 pilsations in the morning sector by a local injection of particles in the magnetosphere // J. Geophys. Res., 1992, V. 97, P. 10 693−10 701.
- Sugiura, M., Equatorial current sheet in the magnetosphere // J. Geophys. Res. 1972, V. 77, P. 6093.
- Lui, A.T.Y., R.W. McEntire, and S.M. Krimigis, Evolution of the ring current during two geomagnetical storms // J. Geophys. Res., 1997, V. 92, P. 7459.
- Williams, D.J., and L.R. Lyons, The proton ring current and its interaction with the plasmapause: storm recovery phase //J. Geophys. Res. 1974, V. 79. P. 4195−4207.
- Chapell, C.R., K.K. Harris, G.W. Sharp, A study of the influence of magnetic activity on the location of the plasmapause as measured by OGO 5, // J. Geophys. Res. 1970. V. 75, P. 50.
- Cheng, C.Z., Chang, T.C., Lin, C.A. and Tsai, W.H., Magnetohydrodynamic theory of field line resonances in the magnetosphere. // J. Geophys. Res. 1993, V. 98, P. 11 339.
- Lui, A.T.Y., C.Z. Cheng, Resonance frequency of stretched magnetic field lines based on a self-consistent equilibrium magnetosphere model // J. Geophys. Res., 2001, Y. 106, P. 25 793−25 802.
- Tataronis J., and W. Grossman, Decay of MHD waves by phase mixing, 1, The sheet-pinch in a plane geometry // Z. Phys., 1973, Bd. 261, S. 203−216.
- Leonovich A.S., Mazur V.A. Penetration to the Earth’s surface of standing Alfven waves excited by external currents un the ionosphere // Ann. Geophysicae., 1996, V. 14, P. 545−556.
- Klimushkin, D.Yu., A.S. Leonovich, and V.A. Mazur, On the propagation of transversally-small-scale standing Alfven waves in a three-dimensionally inhomogeneous magnetosphere // Geophys. Res., 1995, V. 100, P. 9527.
- Salat, A. and J.A. Tataronis, Radial dependence of magnetohydrodynamic continuum modes in axisymmetric toroidal geometry // Phys. Plasmas, 1999, V. 6, P. 3207−3216.
- Mann I.R., Wright A.W., Hood A.W., Multiple-timescales analysis of ideal poloidal Alfven waves // J. Geophys. Res., 1997, V. 102, P. 2381−2390.
- Leonovich, A.S., Magnetospheric MHD response to a localized disturbance in the magnetosphere // J. Geophys. Res., 2000, V. 105, P. 2507−2520.
- Antonova, A.E., Yu.I. Gubar', and A.P. Kropotkin, A model of spatio-temporal structure of the substorm electromegnetic disturbance and its consequences // Phys. Cheni. Earth © 2000, V. 25, P. 43.
- Takahashi, K., R.L. McPherron, and W.L. Hughes, Multispacecraft observations of the harmonic structure of Pc 3−4 magnetic pulsations /7 J.Geophys.Res., 1984. Л". 89, P. 6758−6774.
- Rostoker, G., H.L. Lam, and J.V. Olson, Pc 4 giant pulsations in the morning sector J. Geophys. Res., 1979, V. 84, P. 5153.
- Glassmeier, K.H., Magnetometer array observations of a giant pulsation event. // J. Geophys. 1980, V. 48, P. 127.
- Chisham, G., I.R. Mann, and D. Orr, Astatistical study of giant pulsation latitudinal polarization and amplitude variation. // J. Geophys. Res. 1997, V. 102, P. 9619.
- Green, C.A., Giant pulsations in the plasmasphere // Planet. Space Sci. 1985, Y. 33, P. 1155−1168.
- Hughes, W.G., D.J. Southwood, B. Mauk, R.L. McPherron, and J.N. Barfield, Alfven waves generated by an inverted plasma energy distribution // Nature. 1978. Y. 275. P. 43.
- Takahashi, K., R.W.McEntire, A.T.Y.Lui, and T.A.Potemra, Ion flux oscillations associated with a radially polarized transverse Pc 5 magnetic pulsation // J. Geophys. Res., 1990, V. 95. P. 3717−3731.
- Fenrich, F.R., and J.C. Samson, Growth and decay of field line resonances. //.J. Geophys. Res. 1997, V. 102, P. 20 031−20 039.
- Ozeke, L.G., and I.R. Mann, Modeling of the properties of high-m, Alfven waves driven by the drift-bounce resonance mechanism // J. Geophys. Res., 2001, V. 106, P. 15 583−15 597.
- Pilipenko V., Fedorov E., Mazur K. et al., Magnetohydrodynamic waveguide/ resonator for Pc3 ULF pulsations at cusp latitudes // Earth Planets Space. 1999. V. 51. P. 441−448.
- Zhu X., M.G. Kivelson, Compressional ULF waves in the outer magnetosphere: 1. Statistical study // J. Geophys. Res., 1993, V. 96, No. All, P. 19 451−19 467.