Влияние тайфуна Vongfong 2014 г. на ионосферу и геомагнитное поле по данным спутников Swarm: 2. Геомагнитные возмущения

Автор: Мартинес-беденко В.А., Пилипенко В.А., Захаров В.И., Грушин В.А.

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

Статья в выпуске: 4 т.5, 2019 года.

Бесплатный доступ

Сильные метеорологические возмущения в атмосфере, сопровождающиеся генерацией волн и турбулентности, могут оказывать влияние на плазму ионосферы и геомагнитное поле. Для поиска этих эффектов мы проанализировали данные электромагнитных измерений на низкоорбитальных спутниках Swarm во время пролетов над областью тайфуна Vongfong 2014 г. Обнаружено появление в верхней ионосфере «магнитной ряби» - поперечных к основному геомагнитному полю флуктуаций малой амплитуды (0.5-1.5 нТл) с преобладающим периодом порядка 10 с, вызванных мелкомасштабными продольными токами. Предположительно, эти квазипериодические флуктуации связаны с пролетом спутника через квазипериодическую пространственную структуру продольных токов с характерным масштабом ~70 км, индуцируемых при взаимодействии акустических волн, возбуждаемых тайфуном, с Е-слоем ионосферы. В одном из пролетов над тайфуном наблюдался всплеск высокочастотных шумов (~0.3 Гц), которые можно связать с возбуждением ионосферного альвеновского резонатора атмосферной турбулентностью.

Еще

Тропический циклон, ионосфера, геомагнитное поле, акустические волны, спутники swarm, продольные токи

Короткий адрес: https://sciup.org/142222502

IDR: 142222502 | DOI: 10.12737/szf-54201910

Список литературы Влияние тайфуна Vongfong 2014 г. на ионосферу и геомагнитное поле по данным спутников Swarm: 2. Геомагнитные возмущения

1. Захаров В.И., Пилипенко В.А., Грушин В.А., Хамидуллин А.Ф. Влияние тайфуна Vongfong 2014 на ионосферу и геомагнитное поле по данным спутников Swarm: 1. Волновые возмущения ионосферной плазмы // Солнечно-земная физика. 2019. Т. 5, № 2. С. 114-123. DOI: 10.12737/szf-52201914.
2. Исаев Н.В., Сорокин В.М., Чмырев В.М., Серебрякова О.Н. Электрические поля в ионосфере, связанные с морскими штормами и тайфунами // Геомагнетизм и аэрономия. 2002. Т. 42. C. 670-675.
3. Исаев Н.В., Костин В.М., Беляев Г.Г. и др. Возмущения верхней ионосферы, вызванные тайфунами // Геомагнетизм и аэрономия. 2010. Т. 50, № 2. С. 253-264.
4. Мелиоранский А.С. Высыпание электронов из радиационных поясов и кольцевого тока под влиянием излучений тайфунов в северо-западной части Тихого океана. Тайфун «Майк» и сильный тропический шторм «Нелл». препринт № 2136 Института космических исследований. М., 2007. 18 с.
5. Покровская И.В., Шарков Е.А. Тропические циклоны и тропические возмущения Мирового океана: хронология и эволюция: версия 4.1 (2006-2010) М.: Университет, 2011. 212 с.
6. Aoyama T., Iyemori T., Nakanishi K. Magnetic ripples observed by Swarm satellites and their enhancement during typhoon activity // Earth, Planets Space. 2017. V. 69. P. 89. DOI: 10.1186/s40623-017-0679-2.
7. Friis-Christensen E., Lühr H., Knudsen D., Haagmans R. Swarm - an Earth observation mission investigating geospace // Adv. Space Res. 2008. V. 41. P. 210-216. DOI: 10.1016/ j.asr.2006.10.008.
8. Huang Y-N., Cheng K., Chen S-W. On the detection of acoustic-gravity waves generated by typhoon by use of real time HF Doppler frequency shift sounding system // Radio Sci. 1985. V. 20. P. 897-906. DOI: 10.1029/RS020i004p00897.
9. Iyemori T., Nakanishi K., Aoyama T., et al. Confirmation of existence of the small-scale field-aligned currents in middle and low latitudes and an estimate of time scale of their temporal variation // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. P. 22-28. DOI: 10.1002/2014GL062555.
10. Leonovich A.S., Mazur V.A. Standing Alfven waves in the magnetosphere from a localized monochromatic source // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. P. 2411-2420. DOI: 10.1029/ 98JA02680.
11. Luhr H., Maus S., Rother M., Cooke D. First in-situ observation of night-time F region currents with the CHAMP satellite // Geophys. Res. Lett. 2002. V. 29, iss.10, 1489. P. 127-1-127-4. DOI: 10.1029/ 2001GL013845.
12. Mikhailova G., Mikhailov Ya., Kapustina O. ULF-VLF electric fields in the external ionosphere over powerful typhoons in Pacific Ocean // Int. J. Geomag. Aeronomy. 2000. V. 2, N 2. P. 153-158.
13. Nakanishi K., Iyemori T., Taira K., Lühr H. Global and frequent appearance of small spatial scale field-aligned currents possibly driven by the lower atmospheric phenomena as observed by the CHAMP satellite in middle and low latitudes // Earth Planets Space. 2014. V. 66. Article number: 40. DOI: 10.1186/1880-5981-66-40.
14. Nishioka M., Tsugawa T., Kubota M., Ishii M. Concentric waves and short-period oscillations observed in the ionosphere after the 2013 Moore EF5 tornado // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40. P. 5581-5586. DOI: 10.1002/2013GL057963.
15. Park J., Lühr H., Stolle C., et al. The characteristics of field-aligned currents associated with equatorial plasma bubbles as observed by the CHAMP satellite // Ann. Geophys. 2009. V. 27. P. 2685-2697. DOI: 10.5194/angeo-27-2685-2009.
16. Park J., Lühr H., Kervalishvili G., et al. Nighttime magnetic field fluctuations in the topside ionosphere at midlatitudes and their relation to medium-scale traveling ionospheric disturbances: the spatial structure and scale sizes // J. Geophys. Res. 2015. V. 120. P. 6818-6830. DOI: 10.1002/2015JA021315.
17. Pilipenko V., Heilig B. ULF waves and transients in the topside ionosphere // Low-frequency Waves in Space Plasmas. John Wiley & Sons, 2016. P. 15-29. (Geophysical Monograph Ser., V. 216). DOI: 10.1002/9781119055006.ch2.
18. Pilipenko V.A., Yumoto K., Fedorov E., et al. Field line Alfven oscillations at low latitudes // Mem. Fac. Sci. Kyushu Univ., ser. D, Earth Planet. Sci. 1998. XXX, N 1. P. 23-43.
19. Polyakova A.S., Perevalova N.P. Investigation into impact of tropical cyclones on the ionosphere using GPS sounding and NCEP/NCAR reanalysis data // Adv. Space Res. 2011. V. 48. P. 1196-1210. DOI: 10.1016/j.asr.2011.06.014.
20. Pokhotelov O.A., Parrot M., Pilipenko V.A., et al. Response of the ionosphere to natural and man-made acoustic sources // Ann. Geophys. 1995. V. 13. P. 1197-1210. DOI: 10.1007/ s00585-995-1197-2.
21. Pokhotelov O.A., Pilipenko V.A., Parrot M. Strong atmospheric disturbances as a possible origin of inner zone particle diffusion // Ann. Geophys. 1999. V. 17. P. 526-532. DOI: 10.1007/s00585-999-0526-2.
22. Prasad S.S., Schneck L.J., Davies K. Ionospheric disturbances by severe tropospheric weather storms // J. Atmos. Terr. Phys. 1975. V. 37. P. 1357-1363. DOI: 10.1016/0021-9169(75)90128-2.
23. Raju D.G., Rao M.S., Rao B.M., et al. Infrasonic oscillations in the F2 region associated with severe thunderstorms // J. Geophys. Res. 1981. V. 86. P. 5873-5880. DOI: 10.1029/ JA086iA07p05873.
24. Shao X.-M., Lay E.H. The origin of infrasonic ionosphere oscillations over tropospheric thunderstorms // J. Geophys. Res. 2016. V. 121. DOI: 10.1002/2015JA022118.
25. Sorokin V.M., Isaev N.V., Yaschenko A.K., et al. Strong DC electric field formation in the low latitude ionosphere over typhoons // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2005. V. 67. P. 1269-1279. DOI: 10.1016/j.jastp.2005.06.014.
26. Stolle C., Lühr H., Rother M., Balasis G. Magnetic signatures of equatorial spread F as observed by the CHAMP satellite // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. A02304. DOI: 10.1029/ 2005JA011184.
27. Surkov V.V., Pokhotelov O.A., Parrot M., et al. Excitation of the ionospheric resonance cavity by neutral winds at middle latitudes // Ann. Geophys. 2004. V. 22. P. 2877-2889. DOI: 10.5194/angeo-22-2877-2004.
28. Yagova N., Heilig B., Fedorov E. Pc2-3 geomagnetic pulsations on the ground, in the ionosphere, and in the magnetosphere: MM100, CHAMP, and THEMIS observations // Ann. Geophys. 2015. V. 33. P. 117-128. DOI: 10.5194/angeo-33-117-2015.
29. Zettergren M.D., Snively J.B. Ionospheric signatures of acoustic waves generated by transient tropospheric forcing // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40. P. 5345-5349. DOI: 10.1002/ 2013GL058018.
30. Zettergren M.D., Snively J.B. Ionospheric response to infrasonic-acoustic waves generated by natural hazard events // J. Geophys. Res. 2015. V. 120. P. 8002-8024. DOI: 10.1002/ 2015JA021116.
31. URL: http://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/s/swarm (дата обращения 20 мая 2019 г.).
32. URL: https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov (дата обращения 20 мая 2019 г.).
33. URL: http://www.nhc.noaa.gov/aboutsshws.php (дата обращения 20 мая 2019 г.).
34. URL: http://www.jma.go.jp/jma/jma-eng/jma-center/rsmc-hp-pub-eg/besttrack.html (дата обращения 20 мая 2019 г.).
35. URL: https://earth.esa.int/web/guest/swarm/data-access (дата обращения 20 мая 2019 г.).

Еще

Статья научная