Влияние крупномасштабной неоднородности скорости солнечного ветра на распределение направлений вектора межпланетного магнитного поля

Влияние крупномасштабной неоднородности скорости солнечного ветра на распределение направлений вектора межпланетного магнитного поля

Автор: Ерофеев Д.В.

Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika

Статья в выпуске: 3 т.5, 2019 года.

Бесплатный доступ

По данным с часовым разрешением, полученным в околоземной гелиосфере в 1965-2014 гг., рассчитаны статистические характеристики углов, описывающих направление межпланетного магнитного поля (ММП): среднеквадратичные отклонения азимута и наклонения, коэффициенты асимметрии их распределений, а также коэффициент корреляции этих углов. Показано, что все перечисленные характеристики изменяются в цикле солнечной активности, причем часть изменяет знак при изменении направления полярного магнитного поля Солнца. Результаты обработки экспериментальных данных сравнивались с моделью, которая описывает перенос неоднородным солнечным ветром крупномасштабных возмущений силовых линий магнитного поля. Сравнение показало, что изменение характеристик углового распределения ММП в солнечном цикле, вероятно, происходит вследствие появления крупномасштабного широтного градиента скорости солнечного ветра в периоды минимумов солнечной активности. Существенное влияние на угловое распределение ММП оказывают также долготный градиент скорости в хвостовых частях высокоскоростных потоков и кратковременные локальные вариации градиентов скорости.

Еще

Межпланетное магнитное поле, солнечный ветер, солнечный цикл

Короткий адрес: https://sciup.org/142222485

IDR: 142222485   |   DOI: 10.12737/szf-53201905

Список литературы Влияние крупномасштабной неоднородности скорости солнечного ветра на распределение направлений вектора межпланетного магнитного поля

  • Веселовский И.С., Тарсина М.В. Угловое распределение вектора межпланетного магнитного поля // Геомагнетизм и аэрономия. 2001. Т. 41, № 4. С. 471-476.
  • Веселовский И.С., Шугай Ю.С. Высокоскоростные потоки солнечного ветра вблизи орбиты Земли и их источники на Солнце по стереоскопическим наблюдениям в минимуме 23-го цикла // Косм. иссл. 2010. Т. 48, № 1. С. 33-42.
  • Коваленко В.А. Солнечный ветер. М.: Наука, 1983. 272 с.
  • Borovsky J.E. On the variations of the solar wind magnetic field about the Parker spiral direction // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. A09101. DOI: 10.1029/2009JA015040
  • Bruno R., Carbone V. The solar wind as a turbulence laboratory // Living Rev. in Solar Phys. 2005. V. 2. P. 1-186. https://link.springer.com/article/. DOI: 10.12942/lrsp-2005-4
  • Burlaga L.F., Ness R.F. Global patterns of heliospheric magnetic field polarities and elevation angles: 1990 through 1995 // J. Geophys. Res. 1997. V. 102, N A9. P. 19,731-19,742.
  • DOI: 10.1029/97JA01568
  • Crooker N.U., Lazarus A.J., Phillips J.L., et al. Coronal streamer belt asymmetries and seasonal solar wind variations deduced from Wind and Ulysses data // J. Geophys. Res. 1997. V. 102, N A3. P. 4673-4679.
  • DOI: 10.1029/96JA03681
  • Erofeev D.V. Variation in the statistical properties of IMF direction fluctuations during the 22-year solar magnetic cycle // Geomagnetism and Aeronomy. 2014. V. 54, N 8. P. 1032-1038.
  • DOI: 10.1134/S0016793214080039
  • Erofeev D.V. Model of transport of large-scale magnetic field fluctuations in the solar wind // Geomagnetism and Aero-nomy. 2017. V. 57, N 7. Р. 864-868. 10.1134/S00167 93217070064.
  • DOI: 10.1134/S0016793217070064
  • Forsyth R.J., Balogh A., Smith E.J., et al. The underlying Parker spiral structure in the Ulysses magnetic field observations, 1990-1994 // J. Geophys. Res. 1996. V. 101, N A1. P. 395-403.
  • Giacalone J. The latitudinal transport of energetic particles associated with corotating interaction regions // J. Geophys. Res. 2001. V. 106, N A8. P. 15,881-15,887.
  • Giacalone J., Jokipii J.R. Magnetic footpoints diffusion at the Sun and its relation to the heliospheric magnetic field // Astrophys. J. 2004. V. 616. P. 573-577.
  • DOI: 10.1086/424870
  • Goldstein B.E., Neugebauer M., Phillips J.L., et al. Ulysses plasma parameters: latitudinal, radial, and temporal variations // Astron. Astrophys. 1996. V. 316. P. 296-303.
  • Kojima M., Tokumaru M., Watanabe H., Yokobe A. Helio-spheric tomography using interplanetary scintillation observations. 2. Latitude and heliocentric distance dependence of solar wind structure at 0.1-1 AU // J. Geophys. Res. 1998. V. 103, N A2. P. 1981-1989.
  • DOI: 10.1029/97JA02162
  • Lyatsky W., Tan A., Lyatskaya S. Effect of the Sun's magnetic field polarity on interplanetary magnetic field Bz // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30. L2258. 10.1029/ 2003GL017431.
  • DOI: 10.1029/2003GL017431
  • Mardia K.V. Statistics of directional data. London
  • McComas D.J., Barraclough B.L., Funsten H.O., et al. Solar wind observations over Ulysses' first full polar orbit // J. Geophys. Res. 2000. V. 105, N A5. P. 10,419-10,433.
  • DOI: 10.1029/1999JA000383
  • Schwadron N.A., McComas D.J. The sub-Parker spiral structure of the heliospheric magnetic field // Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32. L03112.
  • DOI: 10.1029/2004GL021579
  • Smith E.J. The global heliospheric magnetic field // The Heliosphere through the Solar Activity Cycle / Eds. A. Balogh, L.J. Lanzerotti, S.T. Suess. Springer, 2008. P. 79-150.
  • Tu C.-Y., Marsch E. A Model of solar wind fluctuations with two components: Alfvén waves and convective structures // J. Geophys. Res. 1993. V. 98, N A2. P. 1257-1276.
  • Ulrich K., Tran T. Generation of a North/South magnetic field component from variations in the photospheric magnetic field // Solar Phys. 2016. V. 291. P. 1059-1076.
  • DOI: 10.1007/s11207-016-0882-5
  • Xu F., Li G., Zhao L., et al. Angular distribution of solar wind magnetic field vector at 1 AU // Astrophys. J. 2015. V. 801, iss. 1. Article id. 58. 7 p.
  • DOI: 10.1088/0004-637X/801/1/58
  • Zieger B., Mursula K. Annual variation in near-Earth solar wind speed: Evidence for persistent north-south asymmetry related to solar magnetic polarity // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25, N 6. P. 841-844.
  • URL: ftp://nssdcftp/gsfc.nasa.gov/spacecraft_data (дата обращения 11 октября 2018 г.).
  • Borovsky J.E. On the variations of the solar wind magnetic field about the Parker spiral direction. J. Geophys. Res. 2010, vol. 115, A09101.
  • DOI: 10.1029/2009JA015040
  • Bruno R., Carbone V. The solar wind as a turbulence laboratory. Living Rev. Solar Phys. 2005, vol. 2, pp. 1-186. https://link.springer.com/article/.
  • DOI: 10.12942/lrsp-2005-4
  • Burlaga L.F., Ness R.F. Global patterns of heliospheric magnetic field polarities and elevation angles: 1990 through 1995. J. Geophys. Res. 1997, vol. 102, no. A9, pp. 19,731-19,742.
  • DOI: 10.1029/97JA01568
  • Crooker N.U., Lazarus A.J., Phillips J.L., Steinberg J.T., Szabo A., Lepping R.P., Smith E.J. Coronal streamer belt asymmetries and seasonal solar wind variations deduced from Wind and Ulysses data. J. Geophys. Res. 1997, vol. 102, no A3, pp. 4673-4679.
  • DOI: 10.1029/96JA03681
  • Erofeev D.V. Variation in the statistical properties of IMF direction fluctuations during the 22-year solar magnetic cycle. Geomagnetism and Aeronomy. 2014, vol. 54, no. 8, pp. 1032-1038. 10.1134/ S0016793217070064.
  • DOI: 10.1134/S0016793217070064
  • Erofeev D.V. Model of transport of large-scale magnetic field fluctuations in the solar wind. Geomagnetism and Aeronomy. 2017, vol. 57, no. 7, pp. 864-868. 10.1134/ S0016793217070064.
  • DOI: 10.1134/S0016793217070064
  • Forsyth R.J., Balogh A., Smith E.J., Erdos G., McComas D.J. The underlying Parker spiral structure in the Ulysses magnetic field observations, 1990-1994. J. Geophys. Res. 1996, vol. 101, no. A1, pp. 395-403.
  • Giacalone J. The latitudinal transport of energetic particles associated with corotating interaction regions. J. Geophys. Res. 2001, vol. 106, no. A8, pp. 15,881-15,887.
  • Giacalone J., Jokipii J.R. Magnetic footpoints diffusion at the Sun and its relation to the heliospheric magnetic field. Astrophys. J. 2004, vol. 616, pp. 573-577. 10.1086/ 424870.
  • DOI: 10.1086/424870
  • Goldstein B.E., Neugebauer M., Phillips J.L., Bame S., Gosling J.T., McComas D., Wang Y.-M., Sheeley N.R., Suess S.T. Ulysses plasma parameters: latitudinal, radial, and temporal variations. Astron. Astrophys. 1996, vol. 316, pp. 296-303.
  • Kojima M., Tokumaru M., Watanabe H., Yokobe A. Heliospheric tomography using interplanetary scintillation observations 2. Latitude and heliocentric distance dependence of solar wind structure at 0.1-1 AU. J. Geophys. Res. 1998, vol. 103, no. A2, pp. 1981-1989.
  • DOI: 10.1029/97JA02162
  • Kovalenko V.A. Solnechniy veter [Solar Wind]. Moscow, Nauka Publ., 1983. 272 p. (In Russian).
  • Lyatsky W., Tan A., Lyatskaya S. Effect of the Sun's magnetic field polarity on interplanetary magnetic field Bz. Geophys. Res. Lett. 2003, vol. 30. L2258.
  • DOI: 10.1029/2003GL017431
  • Mardia K.V. Statistics of directional data. London
  • McComas D.J., Barraclough B.L., Funsten H.O., Gosling J.T., Santiago-Munoz E., Skoug R.M., Goldstein B.E., Neugebauer M., Riley P., Balogh A. Solar wind observations over Ulysses' first full polar orbit. J. Geophys. Res. 2000, vol. 105, no. A5, pp. 10,419-10,433.
  • DOI: 10.1029/1999JA000383
  • Schwadron N.A., McComas D.J. The sub-Parker spiral structure of the heliospheric magnetic field. Geophys. Res. Lett. 2005, vol. 32, L03112.
  • DOI: 10.1029/2004GL021579
  • Smith E.J. The global heliospheric magnetic field. The Heliosphere through the Solar Activity Cycle. Springer, 2008, pp. 79-150.
  • Tu C.-Y., Marsch E. A Model of solar wind fluctuations with two components: Alfvén waves and convective structures. J. Geophys. Res. 1993, vol. 98, no. A2, pp. 1257-1276.
  • Ulrich K., Tran T. Generation of a North/South magnetic field component from variations in the photospheric magnetic field. Solar Phys. 2016, vol. 291, pp. 1059-1076.
  • DOI: 10.1007/s11207-016-0882-5
  • Veselovsky I.S., Tarsina M.V. Angular distribution of interplanetary magnetic field vector. Geomagnetizm i aeronomiya [Geomagnetism and Aeronomy]. 2001, vol. 41, no. 4, pp. 471-476. (In Russian).
  • Veselovsky I.S., Shugay Yu.S. High-speed flows of solar wind near the Earth's orbit and their sources on the Sun from stereoscopic observations during minimum of cycle 23. Kosmicheskiye issledovaniya [Cosmic Res.]. 2010, vol. 48, no. 1, pp. 33-42. (In Russian).
  • Xu F., Li G., Zhao L., Zhang Y., Khabarova O., Miao B., le Roux J. Angular distribution of solar wind magnetic field vector at 1 AU. Astrophys. J. 2015, vol. 801, iss. 1, article id. 58, 7 p.
  • DOI: 10.1088/0004-637X/801/1/58
  • Zieger B., Mursula K. Annual variation in near-Earth solar wind speed: Evidence for persistent north-south asymmetry related to solar magnetic polarity. Geophys. Res. Lett. 1998, vol. 25, no. 6, pp. 841-844.
  • URL: ftp://nssdcftp/gsfc.nasa.gov/spacecraft_data (accessed October 11, 2018).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp