Институт солнечно-земной физики СО РАН
Москва, Россия
Геофизический центр РАН
Москва, Россия
Исследуются вариации магнитного поля в диапазоне нескольких миллигерц (геомагнитные пульсации Pc5–6/Pi3) в ближнем магнитосферном хвосте и прилегающих областях магнитослоя по данным спутников Cluster за 2016 г. Зависимость спектральной когерентности длиннопериодных УНЧ-вариаций магнитного поля от длины временного интервала анализируется для разных положений пары спутников Cluster-1 и -4 относительно магнитопаузы. Показано, что абсолютные значения спектральной когерентности и скорость ее спада с ростом длины временного интервала различаются для продольной и поперечных компонент магнитного поля и для разных положений спутников. Отдельно рассмотрен случай когерентных пульсаций в магнитослое при невысоких значениях скорости солнечного ветра и интенсивности флуктуаций перед ударной волной.
геомагнитные пульсации Pc5-6/ Pi3, магнитосферный хвост, магнитопауза, магнитослой, когерентность
1. Леонович А.С., Мазур В.А., Козлов Д.А. МГД-волны в геомагнитном хвосте: обзор. Солнечно-земная физика. 2015, т. 1, № 1, с. 4–22. DOI:https://doi.org/10.12737/7168..
2. Рахманова Л.С., Хохлачев А.А., Рязанцева М.О. и др. Развитие турбулентности за околоземной ударной волной в периоды спокойного и возмущенного солнечного ветра. Солнечно-земная физика. 2024, т. 10, № 2, с. 15–28. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-102202402 / Rakhmanova R., Khokhlachev A., Riazantseva M., Yermolaev Y., Zastenker G. Turbulence development behind the bow shock during disturbed and undisturbed solar wind. Sol.-Terr. Phys. 2024, vol. 10, no. 2, pp. 13–25. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-102202402.
3. Стуков Д.А., Ягова Н.В. Временные масштабы когерентности пульсаций магнитного поля диапазона 1–5 мГц в геомагнитном хвосте и ночном магнитослое. Труды Международной Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике (БШФФ–2024) «Физические процессы в космосе и околоземной среде» и Конференции молодых ученых «Взаимодействие полей и излучения с веществом». Иркутск, 2024, с. 220–222.
4. Ягова Н.В. Наклон спектра высокоширотных геомагнитных возмущений диапазона 1–5 мГц. Контролирующие параметры вне и внутри магнитосферы. Геомагнетизм и аэрономия. 2015, т. 55, № 1, с. 35–44. DOI:https://doi.org/10.7868/S0016794015010149.
5. Ягова Н.В., Евсина Н.С. Геомагнитные пульсации диапазона 1–4 мГц (Pс5/Pi3) в магнитосферном хвосте. Вне и внутримагнитосферные источники. Космические исследования. 2024, т. 62, № 4, c. 334–340. DOI:https://doi.org/10.31857/S0023420624040039.
6. Ягова Н.В., Козырева О.В., Носикова Н.С. Геомагнитные пульсации диапазона 1–4 мГц (Pc5/Pi3) в магнитосферном хвосте при разном уровне возмущенности в межпланетной среде. Солнечно-земная физика. 2022, т. 8, № 2, с. 84–92. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-82202212 / Yagova N.V., Kozyreva O.V., Nosikova N.S. Geomagnetic pulsations in 1–4 mHz frequency range (Pc5/Pi3) in the magnetotail at different levels of disturbances in the interplanetary medium. Sol.-Terr. Phys. 2022, vol. 8, iss. 3, pp. 76–83. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-82202212.
7. Alexandrova O., Lacombe C., Mangeney A. Spectra and anisotropy of magnetic fluctuations in the Earth’s magnetosheath: Cluster observations. Ann. Geophys. 2008, vol. 26, pp. 3585–3596. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-26-3585-2008.
8. Belenkaya E.S. Reconnection modes for near-radial interplanetary magnetic field. J. Geophys. Res. 1998, vol. 103, pp. 26487–26494. DOI:https://doi.org/10.1029/98JA02270.
9. Cowley S.W.H. Asymmetry effects associated with the x-component of the IMF in a magnetically open magnetosphere. Planet. Space Sci. 1981, vol. 29, iss. 8, pp. 809–818. DOI:https://doi.org/10.1016/0032-0633(81)90071-4.
10. Escoubet C.P., Fehringer M., Goldstein M. The Cluster mission. Ann. Geophys. 2001, vol. 19, pp. 1197–1200. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-19-1197-2001.
11. Escoubet C.P., Masson A., Laakso H., Goldstein M.L. Recent highlights from Cluster, the first 3-D magnetospheric mission. Ann. Geophys. 2015, vol. 33, pp. 1221–1235. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-33-1221-2015.
12. Gutynska O., Šafránková J., Němecěk Z. Correlation length of magnetosheath fluctuations: Cluster statistics. Ann. Geophys. 2008, vol. 26, pp. 2503–2513. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo_26_2503_2008.
13. Gutynska O., Šafránková J., Němecěk Z. Correlation properties of magnetosheath magnetic field fluctuations. J. Geophys. Res. 2009, vol. 114, no. A8, A08207. DOI:https://doi.org/10.1029/2009JA014173.
14. Gutynska O., Šimůnek J., Šafránková J., et al. Multipoint study of magnetosheath magnetic field fluctuations and their relation to the foreshock. J. Geophys. Res. 2012, vol. 117, A04214. DOI:https://doi.org/10.1029/2011JA017240.
15. Huang S.Y., Hadid L.Z., Sahraoui F., et al. On the existence of the Kolmogorov inertial range in the terrestrial magnetosheath turbulence. Astrophys. J. Lett. 2017, vol. 836, L10. DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/836/1/L10.
16. Kepko L., Spence H.E., Singer H.J. ULF waves in the solar wind as direct drivers of magnetospheric pulsations. Geophys. Res. Lett. 2002, vol. 29, iss. 8. DOI:https://doi.org/10.1029/2001GL014405.
17. Kim K.-H., Cattell C.A., Lee D.-H., et al. Magnetospheric responses to sudden and quasiperiodic solar wind variations. J. Geophys. Res. 2002. vol. 107, iss. A11, p. 1406. DOI:https://doi.org/10.1029/2002JA009342.
18. Kubyshkina M.V., Semenov V.S., Tsyganenko N.A., et al. Unraveling the role of IMF Bx in driving geomagnetic activity. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2023, vol. 128, e2022JA031275. DOI:https://doi.org/10.1029/2022JA031275.
19. Nosikova N.S., Yagova N.V., Baddeley L.J., et al. An investigation into the spectral parameters of ultra-low-frequency (ULF) waves in the polar caps and magnetotail. Ann. Geophys. 2022, vol. 40, pp. 151–165. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-40-151-2022.
20. Rakhmanova L., Riazantseva M., Zastenker G., Yermolaev Y. Dynamics of plasma turbulence at Earth’s bow shock and through the magnetosheath. Astrophys. J. 2020, vol. 901, p. 30. DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/abae00.
21. Rakhmanova L., Riazantseva M., Zastenker G., Yermolaev Y. Role of the variable solar wind in the dynamics of small-scale magnetosheath structures. Frontiers in Astronomy and Space Sciences. 2023, vol. 10. DOI:https://doi.org/10.3389/fspas.2023.1121230.
22. Shevyrev N.N., Zastenker G.N. Some features of the plasma flow in the magnetosheath behind quasi-parallel and quasi-perpendicular bow shocks. Planet. Space Sci. 2005, vol. 53, pp. 95–102. DOI:https://doi.org/10.1016/j.pss.2004.09.033.
23. Shevyrev N.N., Zastenker G.N., Nozdrachev M.N., et al. High and low frequency large amplitude variations of plasma and magnetic field in the magnetosheath: Radial profile and some features. Adv. Space Res. 2003, vol. 31, pp. 1389–1394. DOI:https://doi.org/10.1016/S0273-1177(03)00008-5.
24. Shevyrev N.N., Zastenker G.N., Du J. Statistics of low-frequency variations in solar wind, foreshock and magnetosheath: INTERBALL-1 and CLUSTER data. Planetary Space Sci. 2007, vol. 55, pp. 2330–2335. DOI:https://doi.org/10.1016/j.pss.2007.05.014.
25. Wang G.Q., Zhang T.L., Ge Y.S. Spatial distribution of magnetic fluctuation power with period 40 to 600 s in the magnetosphere observed by THEMIS. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2015, vol. 120, pp. 9281–9293. DOI:https://doi.org/10.1002/2015JA021584.
26. Zastenker G.N., Nozdrachev M.N., Němeček Z., et al. Multispacecraft measurements of plasma and magnetic field variations in the magnetosheath: Comparison with Spreiter models and motion of the structures. Planetary Space Sci. 2002, vol. 50, iss. 5-6, pp. 601–612. DOI:https://doi.org/10.1016/S0032-0633(02)00039-9.
27. URL: https://cdaweb.gsfc.nasa.gov/ (дата обращения 31 марта 2025 г.).
28. URL: https://cdaweb.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/eval2.cgi (дата обращения 31 марта 2025 г.).
