Variation of the serpentine emission carrier frequency under conditions of a quiet magnetosphere

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The variation of the carrier frequency of serpentine emission fSE observed in the frequency range 0.1 – 5.0 Hz under conditions of a quiet magnetosphere (Kp ~ 0 – 2) was studied. The data of magnetic field registration at the Antarctic Vostok Observatory (corrected geomagnetic coordinates F'=−85.41°, L'=69.01°) for the 1970‒1972 were used in an analysis. The 90 cases of serpentine emission observation, the central carrier frequency of which smoothly decreased (several times, sometimes to 0) and then increased almost to the initial level at time intervals significantly exceeding the maximum modulation period (1 hour) were analyzed using dynamic spectra of ULF emission. In this case, the typical modulation of the emission carrier frequency with periods of 1 – 60 min was persisted. The most likely time of observation of the detected effect was in the hours before midnight. It is shown that a decrease of the fSE and its subsequent increase were observed against the background of weak geomagnetic activity and relative stability of the dominant number of solar wind and IMF parameters. Taking into account the discovered synchronous coincidence of the behavior of the fSE and the dynamics of the AE index, as well as the observation of the effect of a decrease in the carrier frequency near local midnight, it is assumed that serpentine emission is most likely excited near the polar cusp and then penetrates into the region of the polar cap. The behavior of fSE observed over long time intervals is presumably controlled by the plasma parameter β and the ratio of the proton density to the density of helium ions Np/Na, the dynamics of which are similar to the average variation of fSE.

全文:

受限制的访问

作者简介

N. Kurazhkovskaya

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: knady@borok.yar.ru

Borok Geophysical Observatory (GO Borok IPE RAS)

俄罗斯联邦, Borok, Yaroslavl oblast

B. Klain

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: klain@borok.yar.ru

Borok Geophysical Observatory (GO Borok IPE RAS)

俄罗斯联邦, Borok, Yaroslavl oblast

A. Kurazhkovskii

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: ksasha@borok.yar.ru

Borok Geophysical Observatory (GO Borok IPE RAS)

俄罗斯联邦, Borok, Yaroslavl oblast

参考

  1. Гульельми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Наука, 208 с. 1973.
  2. Гульельми А.В., Довбня Б.В. Гидромагнитное излучение межпланетной плазмы // Письма в ЖЭТФ. Т. 18. № 10. С. 601–604. 1973.
  3. Гульельми А.В., Довбня Б.В., Клайн Б.И. Возбуждение геомагнитных пульсаций типа “серпентинная эмиссия” в межпланетной плазме // Доклады Академии наук СССР. Т. 221. № 6. С. 1314‒1317. 1975.
  4. Гульельми А.В., Потапов А.С., Довбня Б.В. О происхождении частотной модуляции серпентинной эмиссии // Солнечно-земная физика. Т. 1. № 2. С. 85–90. 2015. https://doi.org/10.12737/9617
  5. Довбня Б.В., Зотов О.Д., Клайн Б.И., Куражковская Н.А. Динамика излучения типа SE перед мощными протонными вспышками на Солнце // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 34. № 3. С. 188–191. 1994.
  6. Довбня Б.В., Клайн Б.И., Гульельми А.В., Потапов А.С. Спектр частотной модуляции серпентиной эмиссии как отражение спектра солнечных колебаний // Солнечно-земная физика. Т. 3. № 1. С. 59–62. 2017. https://doi.org/10.12737/23043
  7. Довбня Б.В., Потапов А.С. Исследование частотной модуляции серпентинной эмиссии // Физика Земли. № 5. С. 19–26. 2018. https://doi.org/10.1134/S0002333718050058
  8. Куражковская Н.А., Клайн Б.И., Лавров И.П. Длиннопериодные иррегулярные пульсации в условиях спокойной магнитосферы // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 56. № 3. С. 314–323. 2016. https://doi.org/10.7868/S0016794016030111
  9. Куражковская Н.А., Клайн Б.И. Эффект прерывания серпентинной эмиссии (SE) в полярной шапке во время внезапных начал геомагнитных бурь (SSC) // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 62. № 5. С. 617–626. 2022. https://doi.org/10.31857/S0016794022040101
  10. Куражковская Н.А., Клайн Б.И. Особенности поведения излучения типа SE во время суббурь // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 63. № 2. С. 163–173. 2023. https://doi.org/10.31857/S0016794022600521
  11. Пилипенко В.А., Довбня Б.В., Мартинес-Беденко В.А., Добровольский М.Н. Геомагнитные наблюдения на станции Восток советских Антарктических экспедиций: научная проблематика и архив данных // Вестник ОНЗ РАН. Т. 12. NZ4003. 2020. https://doi.org/10.2205/2020NZ000366
  12. Fuselier S.A., Klumpar D.M. Shelley E.G. He2+ and H+ dynamics in the subsolar magnetosheath and plasma depletion layer // J. Geophys. Res. – Space. V. 96. № 12. P. 21095–21104. 1991. https://doi.org/10.1029/91JA02145
  13. Guglielmi A., Potapov A., Dovbnya B. Five-minute solar oscillations and ion-cyclotron waves in the solar wind // Solar Phys. V. 290. № 10. P. 3023–3032. 2015. https://doi.org/10.1007/s11207-015-0772-2
  14. Hsu T.-S., McPherron R.L. Average characteristics of triggered and nontriggered substorms // J. Geophys. Res. – Space. V. 109. № 7. ID A07208. 2004. https://doi.org/10.1029/2003JA009933
  15. Loewe C.A., Prӧlss G.W. Classification and mean behavior of magnetic storms // J. Geophys. Res. – Space. V. 102. № 7. P. 14209‒14213. 1997. https://doi.org/10.1029/96JA04020
  16. Phan T.D., Gosling J.T., Paschmann G., Pasma C., Drake J.F, Øieroset M., Larson D., Lin R.P., Davis M.S. The dependence of magnetic reconnection on plasma β and magnetic shear evidence from solar wind observation // Astrophys J. Lett. V. 719. № 2. P. L199–L203. 2010. https://doi.org/10.1088/2041-8205/719/2/L199
  17. Song P., Gombosi T.I., DeZeeuw D.L., Powell K.G., Groth C.P.T. A model of solar wind‒magnetosphere‒ionosphere coupling for due northward IMF // Planet. Space Sci. V. 48. № 1. P. 29‒39. 2000. https://doi.org/10.1016/S0032-0633(99)00065-3
  18. Wang X., Tu C.-Y., He J.-S., Wang L.-H. Ion-scale spectral break in the normal plasma beta range in the solar wind turbulence // J. Geophys. Res. – Space. V. 123. № 1. P. 68–75. 2018. https://doi.org/10.1002/2017JA024813

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Examples of observation of a decrease and subsequent increase in the central carrier frequency of serpentine emission observed at Vostok observatory: (a) ‒ 01.05.1971, (b) ‒ 04.03.1972, (c) ‒ 20.07.1971, (d) ‒ 22.06.1971 in conditions of a quiet magnetosphere (Kp~0‒1).

下载 (712KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Dynamics of the carrier frequency (f) SE, obtained by superimposing epochs in the time interval of 5 hours before and 5 hours after the moment of reaching the minimum value of the carrier frequency. The zero point on the horizontal axis corresponds to the hour in which the carrier frequency reached the lowest value fmin. The vertical lines indicate the standard errors of the mean values.

下载 (52KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Daily variation in the number of hourly intervals in which the carrier frequency of serpentine emission at Vostok Observatory took on minimum values.

下载 (96KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dynamics of average values ​​of geomagnetic activity indices obtained by superimposing epochs for cases of observation of decrease and subsequent increase of carrier frequency of serpentine emission in Vostok observatory. The zero point on the horizontal axis corresponds to the hour in which the carrier frequency reached the lowest value fmin.

下载 (260KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dynamics of averaged parameters of solar wind plasma and IMF obtained by superimposing epochs for cases of observation of decrease and subsequent increase of the carrier frequency of serpentine emission at Vostok observatory. The zero point on the horizontal axis corresponds to the hour in which the carrier frequency reached the lowest value fmin.

下载 (378KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Variations of the solar wind parameter b and the proton-to-alpha ratio obtained by the superposition of epochs method for cases of observation of a decrease and subsequent increase in the carrier frequency of serpentine emission at Vostok Observatory. The zero point on the horizontal axis corresponds to the hour in which the carrier frequency reached its lowest value fmin.

下载 (94KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».