Магнитогидродинамические волны в плазме солнечного ветра в периоды событий геомагнитных бурь в феврале – марте 2023 года


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Сообщается об изучении МГД-волн в плазме солнечного ветра во время двух геоэффективных событий космической погоды в феврале – марте 2023 г. В это время на Земле наблюдались различные геофизические явления: интенсивные магнитные бури, понижения интенсивности галактических космических лучей, полярные сияния и ряд других проявлений космической погоды. Для изучения ситуации в околоземном космическом пространстве в работе использовались данные прямых измерений параметров межпланетной среды на космических аппаратах DSCOVR и ACE. Применение методов спектрального анализа к данным прямых измерений параметров солнечного ветра на космическом аппарате DSCOVR позволило изучить характеристики и динамику альфвеновских, быстрых и медленных магнитозвуковых волн в инерционном диапазоне частот (от ~0.0001 до ~0.01 Гц) наблюдаемого спектра турбулентности солнечного ветра во время этих событий.

Full Text

Restricted Access

About the authors

С. А. Стародубцев

Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН

Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Russian Federation, Якутск

П. Ю. Гололобов

Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН

Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Russian Federation, Якутск

В. Г. Григорьев

Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН

Author for correspondence.
Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Russian Federation, Якутск

А. С. Зверев

Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН

Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Russian Federation, Якутск

References

  1. Kappenman J. G. Space Weather and the Vulnerability of Electric Power Grids // Effects of Space Weather on Technology Infrastructure. NATO Science Series II: Mathematics. 2004. V. 176. P. 257–286.
  2. Tsurutani B. T., Lakhina G. S., Hajra. R. The physics of space weather/solar-­terrestrial physics (STP): what we know now and what the current and future challenges are // Nonlin. Processes Geophys. 2020. V. 27. P. 75– 119. https://doi.org/10.5194/npg-27-75-2020
  3. Pilipenko V. A., Chernikov A. A., Soloviev A. A. et al. Influence of Space Weather on the Reliability of the Transport System Functioning at High Latitudes // Russian J. Earth Sciences. 2023. V. 23. Iss. 2. Art.ID. ES2008. (In Russian) https://doi.org/10.2205/2023ES000824
  4. Биттенкорт Ж. А. Основы физики плазмы. Москва: Физматлит, 2009.
  5. Neugebauer M., Wu C. S., Huba J. D. Plasma fluctuations in the solar wind // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. P. 1027–1034.
  6. Топтыгин И. Н. Космические лучи в межпланетных магнитных полях. Москва: Наука, 1983.
  7. Jenkins G. M., Watts D. G. Spectral Analysis and Its Applications. San Francisco, Cambridge, London, Amsterdam: Holden-­Day, 1968.
  8. Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. Основные методы. Москва: Мир, 1982.
  9. Luttrell A. H., Richter A. K. A study of MHD fluctuations upstream and downstream of quasi-­parallel interplanetary shocks // J. Geophys. Res. 1987. V. 92. P. 2243–2252.
  10. Бережко Е. Г., Стародубцев С. А. Природа динамики спектра флуктуаций космических лучей // Изв. АН СССР. Серия физическая. 1988. Т. 52. С. 2361–2363.
  11. Стародубцев С. А., Зверев А. С., Гололобов П. Ю., Григорьев В. Г. Флуктуации космических лучей и МГД-волны в солнечном ветре // Солнечно-­земная физика. 2023. Т. 9. № 2. С. 78–85. https://doi.org/10.12737/szf-92202309
  12. Kamide Y., Yokoyama N., Gonzalez W. Two-step development of geomagnetic storms // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. P. 6917–6921.
  13. Gonzalez W. D., Tsurutani B. T., Clua de Gonzalez A. L. Interplanetary origin of geomagnetic storms // Space Sci. Rev. 1999. V. 88. P. 529–562.
  14. Parnahaj I., Kudela K. Forbush Decreases, Geomagnetic Storms, and Interplanetary Structures // WDS’14 Proceedings of Contributed Papers – Physics. 2014. P. 310–315.
  15. Kudela K., Brenkus R. Cosmic ray decreases and geomagnetic activity: list of events 1982–2002 // J. Atmospheric and Solar-­Terrestrial Physics. 2004. V. 66. P. 1121–1126. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2004.05.007
  16. Бережко Е. Г. Неустойчивость в ударной волне, распространяющейся в газе с космическими лучами. // Письма в Астрон. журн. 1986. Т. 12. С. 842–847.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dependence of the Dst index of geomagnetic activity on time for events of intense geomagnetic storms at the end of 26.II.2023 (a) and the beginning of 23.III.2023 (b).

Download (194KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of the parameters of the interplanetary medium on time. Panels (a–b) show the modules |B| and Bz of the MMP component in the GSE coordinate system, density n and velocity U of the CB for the period 22-27.II.2023 and the same on panels (d–e) for 20-25.III.2023, respectively. The shaded areas and the numbers 1-5 above them indicate the time intervals for which the parameters of MHD waves are shown in Fig. 3, 5 and 6.

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of the coherence coefficients YBU(v), YBn(v) and YUn(v) on the frequency v, characterizing the contribution of Alfven (a, g, g), fast (b, d, z) and slow (c, e, i) magnetosonic waves to the observed power spectra of the module MMP P|B|. The legend for time intervals 1-5 is given.

Download (629KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of low-energy CL fluxes in various differential channels registered on board the ACE spacecraft in the LEMS120 EPAM detector experiment on time for 22-27.II.2023 (a) and 20-25.III.2023 (b). The legend for eight differential energy channels is given.

Download (365KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Power spectra of PBU(v), PBn(v), PUn(v), respectively, for Alfven (a, g, g), fast (b, d, z) and slow (c, e, i) magnetosonic waves depending on the frequency of v. The legend of the corresponding time intervals 1-5 is given.

Download (600KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. The observed power spectra of the MMP module (P|B|) and the sum of the spectra of Alfven, fast and slow magnetosonic waves (PΣ) for time intervals 1-5. 95% of the trusted ones are indicated

Download (315KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences