УДК
533.9

ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОНЯТИЯ АЛЬФВЕНОВСКОЙ МОДЫ В НЕОДНОРОДНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ Об определении понятия альфвеновской моды в неоднородном магнитном поле

Опубликовано в Solar-Terrestrial Physics · Страницы 31–33 · Рубрика: Results of current research
DOI: https://doi.org/10.12737/stp-91202304
Получено: 28.09.2022 Одобрено: 24.11.2022 Опубликовано: 28.03.2023
Заметка носит методический характер и посвящена определению понятия линейной альфвеновской моды. Существуют два определения — электродинамическое и гидродинамическое. В первом случае альфвеновской модой считается волна с потенциальным поперечным электрическим полем. Во втором случае с альфвеновской модой чаще идентифицируются волны, движение плазмы в которых носит чисто вихревой характер. Хотя эти определения эквивалентны в однородной плазме, при учете кривизны магнитного поля они несовместимы: если поперечное электрическое поле является чисто потенциальным, то у скорости движения плазмы имеется не только вихревая, но и потенциальная составляющая, и наоборот. Электродинамическое и гидродинамическое определения эквивалентны только в том случае, если у электрического поля волны полностью отсутствует компонента вдоль бинормали к внешнему магнитному полю. Однако в природе таких волн не существует.
альфвеновские волны, магнитосфера, солнечная корона, кривизна силовых линий
Финансирование
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России
Текст Список литературы
Текст (PDF)
Читать Скачать

1. Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1988. 304 с.

2. Климушкин Д.Ю. Метод описания альфвеновской и магнитозвуковой ветвей колебаний неоднородной плазмы. Физика плазмы. 1994. Т. 20. С. 309-315.

3. Кобанов Н.И., Чупин С.А.,Челпанов А.А. К поиску наблюдательных проявлений альвеновских волн в солнечных факелах. Письма в Астрономический журнал. 2017. T. 43. C. 925-934.

4. Леонович А.С., Мазур В.А. Линейная теория МГД-колебаний в магнитосфере. М.: Физматлит, 2016. 480 с.

5. Челпанов А.А., Челпанов М.А., Кобанов Н.И., Сотникова Р.Т. Сравнение основных характеристик колебаний хромосферы Cолнца и магнитосферы по исследованиям, выполненным в ИСЗФ СО РАН. Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 4. С. 14-22. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-44201802.

6. Alperovich L.S., Fedorov E.N. Hydromagnetic Waves in the Magnetosphere and the Ionosphere. Springer. 2007. 426 p. DOI:https://doi.org/10.1007/978-1-4020-6637-5.

7. Belcher J.W., Davis L. Large-amplitude Alfvén waves in the interplanetary medium, 2. J. Geophys. Res. 1971. Vol. 76, iss. 16. P. 3534-3563. DOI:https://doi.org/10.1029/JA076i016p03534.

8. Cheremnykh O.K., Parnowski A.S., Burdo O.S. Ballooning modes in the inner magnetosphere of the Earth. Planetary Space Sci. 2004. Vol. 52. P. 1217-1229. DOI: 10.1016/ j.pss.2004.07.014.

9. Jess D.B., Mathioudakis M., Erd’elyi R., et al. Alfvén waves in the lower solar atmosphere. Science. 2009. Vol. 323, iss. 5921. P. 1582-1585. DOI:https://doi.org/10.1126/science.1168680.

10. Leonovich A.S., Kozlov D.A. Coupled guided modes in the magnetotails: spatial structure and ballooning instability. Astrophys. Space Sci. 2014. Vol. 353. P. 9-23. DOI:https://doi.org/10.1007/s10509-014-1999-3.

11. Mager O.V. Alfvén waves generated through the drift-bounce resonant instability in the ring current: A THEMIS multi-spacecraft case study. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2021. Vol. 126. e2021JA029241. DOI:https://doi.org/10.1029/2021JA029241.

12. Mikhailova O.S., Smotrova E.E., Mager P.N. Resonant generation of an Alfvén wave by a substorm injected electron cloud: A Van Allen probe case study. Geophys. Res. Lett. 2022. Vol. 49. e2022GL100433. DOI:https://doi.org/10.1029/2022GL100433.

13. Nakariakov V.M., Pilipenko V., Heilig B., et al. Magnetohydrodynamic oscillations in the solar corona and Earth’s magnetosphere: towards consolidated understanding. Space Sci. Rev. 2016. Vol. 200. P. 75-203. DOI:https://doi.org/10.1007/s11214-015-0233-0.

14. Rubtsov A.V., Mager P.N., Klimushkin D.Yu. Ballooning instability of azimuthally small scale coupled Alfvén and slow magnetoacoustic modes in two-dimensionally inhomogeneous magnetospheric plasma. Physics of Plasmas. 2018. Vol. 25. 102903. DOI:https://doi.org/10.1063/1.5051474.

15. Ruderman M.S., Petrukhin N.S. Existence of purely Alfvén waves in magnetic flux tubes with arbitrary cross-sections. Physics. 2022. Vol. 4. P. 865-872. DOI:https://doi.org/10.3390/physics4030055.

16. Shi X., Hartinger M.D., Baker J.B.H., et al. Multipoint conjugate observations of dayside ULF waves during an extended period of radial IMF. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2020. Vol. 125. e2020JA028364. DOI:https://doi.org/10.1029/2020JA028364.

17. Southwood D.J., Saunders M.A. Curvature coupling of slow and Alfvén MHD waves in a magnetotail field configuration. Planetary Space Sci. 1985. Vol. 33. P. 127-134. DOI: 10.1016/ 0032-0633(85)90149-7.

18. Tamao T. Direct contribution of oblique field-aligned currents to ground magnetic fields. J. Geophys. Res. 1986. Vol. 91, iss. A1. P. 183-189. DOI:https://doi.org/10.1029/JA091iA01p00183.

19. Tu C.Y., Marsch E. MHD structures, waves and turbulence in the solar wind: Observations and theories. Space Sci. Rev. 1995. Vol. 73. P. 1-210. DOI:https://doi.org/10.1007/BF00748891.

20. Yamamoto K., Seki K., Matsuoka A., et al. A Statistical study of the solar wind dependence of multi-harmonic toroidal ULF waves observed by the Arase satellite. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2022. Vol. 127. e2021JA029840. DOI: 10.1029/ 2021JA029840.

Войти или Создать
* Забыли пароль?