Ультранизкочастотные волны в Космосе и на Земле

Ультранизкочастотные волны в Космосе и на Земле

Автор: Пилипенко В.А., Позднякова Д.Д., Савельева Н.В.

Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal

Рубрика: Физико-математические науки

Статья в выпуске: 9-3 (96), 2024 года.

Бесплатный доступ

Дан краткий обзор современных представлений о физической природе волновых вариаций геомагнитного поля в ультранизкочастотном (УНЧ) диапазоне - от долей мГц до первых Гц. Шумы и колебания УНЧ диапазона отражают турбулентный характер взаимодействия плазмы солнечного ветра с земной магнитосферой. Возбуждение некоторых типов УНЧ волн являются проявлением резонансного взаимодействия волн и частиц в околоземной плазме. Физика УНЧ волн опирается на теоретический аппарат физики плазмы и магнитной гидродинамики, а экспериментальной базой исследований являются данные наблюдений на спутниках и наземных станциях. Приведены морфологические характеристики основных типов геомагнитных пульсаций, а затем рассмотрены физические механизмы их генерации и возможная роль в протекании плазменных процессов в околоземной среде. Геомагнитные УНЧ волны оказываются не только одним из основных средств диагностики околоземного пространства, но и активным фактором воздействия как на околоземную среду, так и на наземные и спутниковые технологические системы. Изложение рассчитано на читателей, работающих в смежных областях (космические технологии, геофизика), которые хотели бы получить общее представление о физике УНЧ волн в околоземном пространстве.

Еще

Магнитосфера земли, унч волны, солнечно-земные связи, радиационный пояс земли, геоиндуцированные токи

Короткий адрес: https://sciup.org/170207529

IDR: 170207529   |   DOI: 10.24412/2500-1000-2024-9-3-163-205

Список литературы Ультранизкочастотные волны в Космосе и на Земле

  • Гульельми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. - М.: Наука, 1973. - 208 с.
  • Гульельми А.В. МГД волны в околоземной плазме. - М., Наука, 1979. - 121 c. Леонович А.С., Мазур В.А., Линейная теория МГД колебаний в магнитосфере. - М., Физматлит, 2016.
  • Ляцкий В.Б., Мальцев Ю.П., Магнитосферно-ионосферное взаимодействие. - М., Наука, 1983.
  • Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. - М.: Мир, 1980. - 299 с.
  • Пилипенко В.А. МГД волны в космосе и на Земле: Исторический аспект // Вестник ОНЗ РАН. - 2021. - № 13. - NZ2001. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://doi.org/10.2205/2021NZ000371.
  • Пилипенко В.А. Воздействие космической погоды на наземные технологические системы // Солнечно-земная физика. - 2021. - Т. 7, №3. - С. 73-110. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://doi.org/10.12737/szf-73202106.
  • Пудовкин М.И., Распопов О.М., Клейменова Н.Г. Возмущения электромагнитного поля Земли. Часть 2. Короткопериодные колебания геомагнитного поля. - Л.: ЛГУ, 1976. -271 с.
  • Пулинец С.А., Ведешин Л.А. Космос как природная плазменная лаборатория // Земля и Вселенная. - 2023. - №6. - С. 35-53. - DOI: 10.7868/S0044394823060038.
  • Трахтенгерц В.Ю. Райкрофт М.Дж., Свистовые и альфвеновские циклотронные мазеры в космосе. - М.: Физматлит, 2011.
  • Федоров Е.Н., Пилипенко В.А., Курнева Н.А., Баранский Л.Н. Магнитотеллуриче-ское зондирование и гидромагнитная диагностика магнитосферы // Исслед. по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. - 1992. - Вып. 98. - С. 49-79.
  • Яхнин А.Г., Т.А. Яхнина, Н.В. Семенова, Т.А. Попова, А.Г. Демехов, Протонные сияния к экватору от овала как проявление ионно-циклотронной неустойчивости в магнитосфере Земли (краткий обзор) // Геомагнетизм и Аэрономия. - 2018. - Т. 58, № 5. -С. 599-607.
  • Alperovich L.S. Fedorov, E.N. (2007). Hydromagnetic Waves in the Magnetosphere and the Ionosphere // Series: Astrophysics and Space Science Library, Vol. 353, XXIV, 418p., Hardcover, ISBN: 978-1-4020-6636-8.
  • Archer M.O., Pilipenko V.A., Li B., Sorathia K., Nakariakov V.M., Elsden T. Nykyri K. (2024), Magnetopause MHD surface wave theory: progress & challenges. Front. Astron. Space Sci. 11:1407172. DOI: 10.3389/fspas.2024.1407172.
  • Belakhovsky V., Pilipenko V., Engebretson M., Sakharov Ya. Selivanov V. Impulsive disturbances of the geomagnetic field as a cause of induced currents of electric power lines // J. Space Weather and Space Climate. 9. A18. 2019.
  • Demekhov A.G. Recent progress in understanding Pc1 pearl formation // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 69. 1609-1622. 2007.
  • Demekhov A.G., Coupling at the atmosphere-ionosphere-magnetosphere interface and resonant phenomena in the ULF range, Space Science Review (2012) 168:595-609 DOI 10.1007/s11214-011-9832-6.
  • Guglielmi A.V. Pokhotelov O.A., Geoelectromagnetic Waves, Institute of Physics, Bristol and Philadelphia, 1996. - 382 p.
  • Jacobs J.A. Geomagnetic micropulsations. Berlin-Heidelberg-New York, 1970. - 179 p.
  • Kangas J., Guglielmi A., Pokhotelov O. Morphology and physics of short-period magnetic pulsations // Space Science Reviews. - 1998. - Vol. 83. - P. 435-512.
  • Keiling A., Alfven waves and their roles in the dynamics of the Earth's magnetotail: A Review, Space Science Review. - 2009. - № 142. - P. 73-156. - DOI:10.1007/s11214-008-9463-8
  • Keiling A., Takahashi K. Review of Pi2 models // Space Sci Rev. - 2011. - V. 161. P. 63148.
  • Klimushkin D.Yu. How energetic particles construct and destroy poloidal high-m Alfven waves in the magnetosphere // Planet. Space Sci. - 2007. - Vol. 55. - P. 722-730.
  • Mann I., Lee E., Claudepierre S. et al. Discovery of the action of a geophysical synchrotron in the Earth's Van Allen radiation belts // Nature Communication. - 2013. - № 4. - P. 2795. - URL: https://doi.org/10.1038/ncomms3795.
  • Menk F.W., Waters C.L., Magnetoseismology: Ground based remote sensing of the Earth magnetosphere, Wiley, 2013.
  • Nakariakov V.M., V.A. Pilipenko, B. Heilig, et al. Magnetohydrodynamic oscillations in the solar corona and Earth's magnetosphere: Towards consolidated understanding, Space Science Review. - 2016. - №200. - P. 75-203.
  • Olson J.V. Pi2 pulsations and substorm onsets: A review // J. Geophys. Res. - 1999. -V. 104. - P. 17499-17520.
  • Pilipenko V.A. ULF waves on the ground and in space // J. Atmos. Terr. Phys. - 1990. -Vol. 52, №12. - P. 1193-1209.
  • Pilipenko V.A., Kozyreva O.V., Engebretson M.J., Soloviev A.A. ULF wave power index for the space weather and geophysical applications: A review, Russ. J. Earth Science. - 2017. -Vol. 7, № 2. - ES1004. - DOI:10.2205/2017ES000597.
  • Pilipenko V.A., Engebretson M.J., Hartinger M.D., Fedorov E.N., Coyle S. Electromagnetic fields of magnetospheric disturbances in the conjugate ionospheres: Current/voltage dichotomy, in "Cross-Scale Coupling and Energy Transfer in the Magnetosphere-Ionosphere-Thermosphere System", ed. by T. Nishimura, Elsevier B.V., Amsterdam, 2021, ISBN: 9780128213667.
  • Pilipenko V.A., Fedorov E.N. Magnetotelluric sounding of the crust and hydromagnetic monitoring of the magnetosphere with the use of ULF waves // Ann. Geofisica. - 1993. -Vol. 36, №5-6. - P. 19-33.
  • Pilipenko V., Engebretson M. Ground images at high latitudes of ULF wave processes in the outer magnetosphere // J. Atmosph. Solar-Terrestrial Physics. - 2002. - Vol. 64. - P. 183201.
  • Pokhotelov O.A., Parrot M., Pilipenko V.A., et al. Response of the ionosphere to natural and man-made acoustic sources // Ann. Geophys. - 1995. - Vol. 13. - P. 10197-10210.
  • Saito T. Geomagnetic pulsations // Space Sci.Rev. - 1969. - Vol. 10. - Pp. 319-412.
  • Shprits Y.Y., et al. Review of modeling of losses and sources of relativistic electrons in the outer radiation belt I: Radial transport, J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. - 2008. - Vol. 70. - P. 1679-1693.
  • Solar Wind Sources of Magnetospheric Ultra-Low-Frequency Waves. ed. Engebretson M.J., Takanashi K., Scholer M. Geophys. Monogr. Ser., V. 81, AGU, Washington, D.C., 1994.
  • Surkov V., Pilipenko V. Magnetic effects due to earthquakes and underground explosions: a review// Ann. Geofis. - 1997. - Vol. 40, № 2. - P. 1-13.
  • Surkov V., Hayakawa M. (2014) Ultra and Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields. Springer Geophysics, London. DOI: 10.1007/978-4-431-54367-1.
  • Vogt J., Alfven wave coupling in the auroral current circuit, Surveys of Geophysics 23, 335-377, 2002.
  • Walker A.D.M. Plasma Waves in the Magnetosphere, series Physics and Chemistry in Space, Springer Berlin, Heidelberg, 1993. - URL: https://doi.org/10.1007/978-3-642-77867-4.
  • Yumoto K. Generation and propagation mechanisms of low-latitude magnetic pulsation -A review // J. Geophys. Res. - 1986. -V. 60. - P. 79-105.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp