Пространственно-временны́е особенности структурированных геомагнитных пульсаций Pc1

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты исследования пространственно-временны́х особенностей и межпланетных условий возбуждения структурированных геомагнитных пульсаций диапазона Pc1 (“жемчужины”). Для анализа использованы одновременные динамические спектры ультранизкочастотных колебаний в диапазоне частот 0.2‒5.0 Гц, полученные по цифровым данным с высоким разрешением синхронных наблюдений на двух среднеширотных обсерваториях Борок (BOX, Φ' = 53.6°; Λ' = 114.4°; L = 2.8) и Монды (MND, Φ' = 47°; Λ' = 174°; L = 2.1) за период с 1996 по 2001 гг. За анализируемый период на двух обсерваториях отобрано 108 когерентных серий жемчужин. Обнаружено, что серии пульсаций Pc1 наблюдались в обсерватории Борок по отношению к обсерватории Монды одновременно (19% случаев), с запаздыванием (54% случаев) и с опережением (27% случаев). Показано, что временны́е интервалы эффектов запаздывания и опережения начала жемчужин в BOX по отношению к MND преимущественно составляли 10 и 20 мин соответственно. Выявлены существенные различия в суточной вариации числа случаев Рс1 и геофизических условиях, при которых серии Pc1 возбуждаются одновременно, с запаздыванием или опережением в BOX по отношению к MND. Обнаруженные эффекты западного и восточного дрейфа серий Pc1 могут быть обусловлены положением источника колебаний относительно плазмопаузы в зависимости от межпланетных условий.

Об авторах

Б. И. Клайн

Геофизическая обсерватория “Борок” – филиал Института физики Земли
им. О.Ю. Шмидта РАН (ГО “Борок” ИФЗ РАН)

Email: klain@borok.yar.ru
Россия, (Ярославская обл.), пос. Борок

Н. А. Куражковская

Геофизическая обсерватория “Борок” – филиал Института физики Земли
им. О.Ю. Шмидта РАН (ГО “Борок” ИФЗ РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: knady@borok.yar.ru
Россия, (Ярославская обл.), пос. Борок

Список литературы

  1. ‒ Гульельми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Наука, 208 с. 1973.
  2. ‒ Гульельми А., Кангас Й., Культима Й., Лундин Р., Матвеева Э., Полюшкина Т.Н., Потапов А.С., Турунен Т., Цэгмед Б. Воздействие солнечного ветра на волновую активность магнитосферы в диапазоне Pс1 // Солнечно-земная физика. Вып. 8. С. 122–125. 2005.
  3. ‒ Гульельми А.В., Потапов А.С. Частотно-модулированные ультранизкочастотные волны в околоземном космическом пространстве // УФН. Т. 21. № 5. С. 475‒ 491. 2021. https://doi.org/10.3367/UFNr.2020.06.038777
  4. ‒ Довбня Б.В., Клайн Б.И., Куражковская Н.А. Динамика ионосферных альвеновских резонансов (ИАР) в конце 21 ‒ 24 циклах солнечной активности // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 59. № 1. С. 39–49. 2019. https://doi.org/10.1134/S0016794019010061
  5. ‒ Довбня Б.В., Клайн Б.И., Куражковская Н.А. Долготные эффекты геомагнитных пульсаций Pc1. Шестнадцатая ежегодная конференция “Физика плазмы в солнечной системе”. Сборник тезисов. ИКИ РАН, Москва, 8‒12 февраля 2021 г. С. 151. 2021.
  6. ‒ Матвеева Э.Т., Калишер А.Л., Довбня Б.В. Физические условия в магнитосфере и в межпланетном пространстве при возбуждении геомагнитных пульсаций типа Рс1 // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 12. № 6. С. 1125–1127. 1972.
  7. ‒ Матвеева Э.Т. Циклическая вариация активности геомагнитных пульсаций Рс1 // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 27. № 3. С. 455–458. 1987.
  8. ‒ Матвеева Э.Т., Щепетнов Р.В. Связь активности ионно-циклотронных волн в магнитосфере Земли с параметрами солнечного ветра // Космич. исслед. Т. 44. С. 569–572. 2006.
  9. – Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. М.: Мир, 299 с. 1980.
  10. ‒ Пархомов В.А., Цэгмэд Б., Дмитриев А.В. О природе источников всплеска неструктурированных пульсаций Рс1 по одновременным наблюдениям на Земле и на геостационарной орбите // Солнечно-земная физика. Вып. 23. С. 75–83. 2013.
  11. ‒ Пудовкин М.И., Распопов О.М., Клейменова Н.Г. Возмущения электромагнитного поля Земли. Часть II. Короткопериодические колебания геомагнитного поля. Л.: Изд-во ЛГУ, 271 с. 1976.
  12. ‒ Фейгин Ф.З., Клейменова Н.Г., Хабазин Ю.Г., Прикнер К. Нелинейный характер ионно-циклотронных волн (Pc1 пульсаций) с расширяющимся динамическим спектром // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 49. № 3. С. 335–341. 2009.
  13. ‒ Фейгин Ф.З., Клейменова Н.Г., Малышева Л.М., Хабазин Ю.Г., Громова Л.И., Райта Т. Поляризация геомагнитных пульсаций Pc1 как косвенный индикатор положения их источника // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 62. № 1. С. 88–96. 2022. https://doi.org/1031857/S0016794021060055
  14. ‒ Baransky L., Golikov Yu., Feygin F., Harchenko I., Kangas J., Pikkarainen T. Role of the plasmapause and ionosphere in the generation and propagation of pearl pulsations // J. Atmos. Terr. Phys. V. 43. № 9. P. 875–881. 1981. https://doi.org/10.1016/0021-9169(81)90079-9
  15. ‒ Bier E.A., Owusu N., Engebretson M.J., Posch J.L., Lessard M.R., Pilipenko V.A. Investigating the IMF cone angle control of Pc3–4 pulsations observed on the ground // J. Geophys. Res.−Space. V. 119. P. 1797‒1813. 2014. https://doi.org/10.1002/2013JA019637
  16. ‒ Campbell W.H., Thornberry T.C. Propagation of Pc1 Hydromagnetic Waves across North America // J. Geophys. Res. V. 77. № 10. P. 1941‒1950. 1972. https://doi.org/10.1029/JA077i010p01941
  17. ‒ Demekhov A.G. Recent progress in understanding Pc1 pearl formation // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. V. 69. P. 1609‒1622. 2007. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2007.01.014
  18. ‒ Dmitrienko I.S., Mazur V.A. On waveguide propagation of Alfven waves at the plasmapause // Planet. Space Sci. V. 33. P. 471–477. 1985. https://doi.org/10.1016/0032-0633(85)90092-3
  19. ‒ Erlandson R.E., Anderson B.J. Pc1 waves in the ionosphere: a statistical study // J. Geophys. Res. V. 101. P. 7843–7857. 1996. https://doi.org/10.1029/96JA00082
  20. ‒ Feygin F Z., Kleimenova N.G., Pokhotelov O.A., Parrot M., Prikner K., Mursula K., Kangas J., Pikkarainen T. Nonstationary pearl pulsations as a signature of magnetospheric disturbances // Ann. Geophysicae. V. 18. № 5. P. 517–522. 2000. https://doi.org/10.1007/s00585-000-0517-9
  21. ‒ Fraser B.J. Polarization of Pc1 pulsations at high and middle latitudes // J. Geophys. Res. V. 80. № 19. P. 2797–2807. 1975. https://doi.org/10.1029/JA080i019p02797
  22. ‒ Fraser B.J., Kemp W.J., Webster D.J. Ground-satellite study of a Pc1 ion cyclotron wave event // J. Geophys. Res. V. 94. P. 11 855–11 863. 1989. https://doi.org/10.1029/JA094iA09p11855
  23. ‒ Gou X., Li L., Zhang Y., Zhou B., Feng Y., Cheng B., Raita T., Liu J., Zhima Z., Shen X. Ionospheric Pc1 waves during a storm recovery phase observed by the China Seismo-Electromagnetic Satellite // Ann. Geophysicae. V. 38. № 3. P. 775–787. 2020. https://doi.org/10.5194/angeo-38-775-2020
  24. ‒ Kangas J., Guglielmi A.V., Pokhotelov O.A. Morphology and physics of short-period magnetic pulsations (a review) // Space Sci. Rev. V. 83. P. 435‒512. 1998. https://doi.org/10.1023/A:1005063911643
  25. ‒ Kerttula R., Mursula K., Pikkarainen T. Storm-time Pc1 activity at high and middle latitudes // J. Geophys. Res. V. 106. № A4. P. 6213‒6227. 2001. https://doi.org/10.1029/2000JA900125
  26. ‒ Kodera K., Gendrin R., Villedary C. Complex representation of a polarized signal and its application to the analysis of ULF waves // J. Geophys. Res. V. 82. № 7. P. 1245–1255. 1977. https://doi.org/10.1029/JA082I007P01245
  27. ‒ Kurazhkovskaya N.A., Klain B.I., Dovbnya B.V., Zotov O.D. On the relation of giant pulsations (Pg) to pulsations in the Pc1 band (the “pearls” series) // Int. J. Geomagnetism and Aeronomy. Publ. AGU. V. 5. № 2. GI2001. 2004. https://doi.org/10.1029/2003GI000062
  28. ‒ Kurazhkovskaya N.A., Klain B.I., Dovbnya B.V. Patterns of simultaneous observations of high-latitude magnetic impulses (MIEs) and impulsive bursts in the Pc1–2 band // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. V. 69. P. 1680‒1689. 2007. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2006.12.003
  29. ‒ Loto’aniu T.M., Fraser B.J., Waters C.L. The modulation of electromagnetic ion cyclotron waves by Pc5 ULF waves // Ann. Geophysicae. V. 27. № 1. P. 121–130. 2009. https://doi.org/10.5194/ANGEO-27-121-2009
  30. ‒ MATLAB, Wavelet Toolbox Documentation. https:// www.mathworks.com/help/wavelet/index.html?s_tid=CRUX_ lftnav. Accessed December 17, 2018.
  31. ‒ Mazur V.A., Potapov A.S. The evolution of pearls in the Earth’s magnetosphere // Planet. Space Sci. V. 31. № 8. P. 859–863. 1983. https://doi.org/10.1016/0032-0633(83)90139-3
  32. ‒ Moldwin M.B., Downward L., Rassoul H.K., Amin R., Anderson R.R. A new model of the location of the plasmapause: CRRES results // J. Geophys. Res. V. 107. № A11. 1339. 2002. https://doi.org/10.1029/2001JA009211
  33. ‒ Nomura R., Shiokawa K., Pilipenko V., Shevtsov B. Frequency-dependent polarization characteristics of Pc1 geomagnetic pulsations observed by multipoint ground stations at low latitudes // J. Geophys. Res. V. 116. A01204. 2011. https://doi.org/10.1029/2010JA015684
  34. ‒ Sucksdorff E. Occurrences of rapid micropulsations at Sodankylä during 1932 to 1935 // Terrestr. Magn. Atmosp. Electr. V. 41. P. 337‒344. 1936. https://doi.org/10.1029/TE041i004p00337
  35. ‒ Usanova M. E., Mann I.R., Rae I.J., Kale Z.C., Angelopoulos V., Bonnell J.W., Glassmeier K.-H., Auster H.U., Singer H.J. Multipoint observations of magnetospheric compression-related EMIC Pc1 waves by THEMIS and CARISMA //Geophys. Res. Lett. V. 35. L17S25. 2008.
  36. https://doi.org/10.1029/2008GL034458
  37. ‒ Verbanac G., Pierrard V., Bandić M., Darrouzet F., Rauch J.-L., Décréau P. The relationship between plasmapause, solar wind and geomagnetic activity between 2007 and 2011 // Ann. Geophysicae. V. 33. № 10. P. 1271–1283. 2015. https://doi.org/10.5194/angeo-33-1271-2015

Дополнительные файлы


© Б.И. Клайн, Н.А. Куражковская, 2023