Динамика низкоширотной магнитопаузы Земли по материалам измерений проекта THEMIS
Рубрика:
| Агапитов, АВ |
| Косм. наука технол. 2009, 15 ;(1):019-030 |
| https://doi.org/10.15407/knit2009.01.019 |
| Язык публикации: русский |
Аннотация: Предложено статистическое исследование параметров движения поверхности магнитопаузы по материалам измерений магнитного поля и плазменных параметров системой THEMIS в апреле - сентябре 2007 г.. За этот период система THEMIS более 300 раз пересекала магнитопаузу. Более половины сечений были неоднократными. Были проанализированы направления нормалей к поверхности магнитопаузы, которые определялись при пересечении, и скорость ее смещения. Предложен алгоритм разделения различных случаев движения поверхности магнитопаузы: одномерного движения как целого (flapping) и движения по поверхности магнитопаузы двумерных волновых структур (waving). Поверхностные волны наблюдаются на флангах магнитосферы, а одноизмеримые осцилляции - в основном в дневном секторе. Для волновых структур характерна большая скорость смещения поверхности: 50-150 км/с (для одномерных осцилляций 10-70 км/с). Генерация волновых структур на флангах магнитосферы связана с осцилляциями подсолнечной магнитосферы (cavity modes) и связанными с этими осцилляциями неоднородностями поверхности магнитопаузы. Поверхностные неоднородности сносятся в хвост магнитосферы со скоростями, близкими к скорости потока плазмы в магнитослое. При квазипериодичном характере движения подсолнечной магнитопаузы на флангах магнитосферы наблюдаются волнообразные возмущения. Амплитуда смещения поверхности может существенно увеличиваться за счет развития неустойчивости Кельвина - Гельмгольца
|
| Ключевые слова: двумерные волновые структуры, магнитопауза, одномерное движение |
References:
1. Anderson K., Binsack J., Fairfield D. Hydromagnetic disturbances of 3- to 15-minute period on the magnetopause and their relation to bow shock spikes // J. Geophys. Res. — 1968. — 73, N 7. — P. 2371—2386.
2. Angelopoulos V. The THEMIS mission // Space Sci. Rev. — 2008. — 141. — P. 5—34.
3. Auster H. U. et al. The THEMIS fluxgate magnetometer // Space Sci. Rev. — 2008. — 141. — P. 235—264.
4. Boller B., Stolov H. Explorer 18 study of the stability of the magnetopause using a Kelvin-Helmholtz instability criterion // J. Geophys. Res. — 1973. — 78, N 34. — P. 8078 — 8086.
5. Cahill L., Winckler J. Periodic magnetopause oscillations observed with the GOES satellites on March 24 // J. Geophys. Res. — 1992. — 97A, N 6. — P. 8239—8243.
6. Contin J. E., Gratton F. T., Farrugia C. J. Theoretical results on the latitude dependence of the Kelvin-Helm-holtz instability at the dayside magnetopause for northward interplanetary magnetic fields // J. Geophys. Res. — 2003. — 108A, N 6. — P. 1227. — doi:10.1029/ 2002JA009319.
7. DeHoffmann F., Teller E. Magneto-hydrodynamic shocks // Phys. Rev. — 1950. — 80. — P. 692.
8. Dunlop M.W., Balogh A., Glassmeier K.-H. Four-point CLUSTER application of magnetic field analysis tools: the discontinuity analyzer // J. Geophys. Res. — 2002. — 107A, N 11. — doi:10.1029/2001JA005089.
9. Fairfield D. H. Average and unusual locations of the Earth’s magnetopause and bow shock // J. Geophys. Res. — 1971. — 76. — P. 6700—6716.
10. Khrabrov V. A., Sonnerup B.U. O. Orientation and motion of current layers: Minimization of the Faraday residue //
Geophys. Res. Lett. — 1998. — 25. — P. 2373—2376..
11. Khrabrov V. A., Sonnerup B. U. O. DeHoffmann-Teller analysis // Analysis Methods for Multi-Spacecraft Data / Eds G. Paschmann, P. W. Daly. — Noordwijk, Netherlands, ESA Publ. Div., 1998. — 1850 p.
12. Kivelson M. G., Chen S. H. The magnetopause: Surface waves and instabilities and their possible dynamical consequences // AGU Monograph 90, Physics of Magneto-pause / Eds P. Song, B.U.O. Sonnerup. — Washington, D.C., 1995. — P. 257.
13. Kokubun S., Kawano H., Mukai T., et al. Surface waves on the dawn magnetopause: Connection with ground PC 5 pulsations // Adv. Space Res. — 2000. — 25, N 7–8. — P. 1493—1502.
14. McFadden J. P., Carlson C. W., Larson D., et al. The THEMIS ESA plasma instrument and in-flight calibration // Space Sci. Rev. — 2008. — 141. — P. 277—302.
15. Owen C. J., Taylor M. G. G. T., Krauklis I. C., et al. Cluster observations of surface waves on the dawn flank magne-topause // Ann. Geophys. — 2004. — 22. — P. 971—983.
16. Paschmann G., Haaland S., Sonnerup B. U. O., et al. Characteristics of the near-tail dawn magnetopause and boundary layer // Ann. Geophys. — 2005. — 23. — P. 1481— 1497.
17. Phan T. D., Paschmann G. Low-latitude dayside magne-topause and boundary layer for high magnetic shear 1. Structure and motion // J. Geophys. Res. — 1996. — 101. — P. 7801 — 7816.
18. Russell C. T., Mellott M. M., Smith E. J., King J. H. Multiple spacecraft observations of interplanetary shocks: Four spacecraft determination of shock normals // J. Geophys. Res. — 1983. — 88. — P. 4739—4748.
19. Russell C. T., Petrinec S. M., Zhang T. L., et al. The effect of foreshock on the motion of the dayside magnetopause // Geophys. Res. Lett. — 1997. — 24. — P. 1439—1442.
20. Shafrankova J., Zastenker G., Nemecek Z., et al. Small scale observation of magnetopause motion: preliminary results of the INTERBALL project // Ann. Geophys. — 1997. — 15. — P. 562—569.
21. Smith E., Davis L. Magnetic measurements in the Earth’s magnetosphere and magnetosheath: Mariner 5 // J. Geophys. Res. — 1970. — 75, N 7. — P. 1233—1245.
22. Song P., Russell C., Fitzenreiter R., et al. Structure and properties of the subsolar magnetopause for northward interplanetary magnetic field: Multiple-instrument particle observations // J. Geophys. Res. — 1993. — 98A, N 7. — P. 11319—11337.
23.Sonnerup B. U. O., Scheible M. Minimum and maximum variance analysis // Analysis Methods for Multi-Spacecraft Data / Eds G. Paschmann, P. W. Daly. — Noordwijk, Netherlands, ESA Publ. Div., 1998. — 1850 p.
24. Walker A. D. M. The Kelvin-Helmholtz instability in the low-latitude boundary layer // Planet. Space Sci. — 1981. — 829. — P. 1119—1133.