Расширенный поиск
О СПЕКТРЕ УЛЬТРАНИЗКОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ИОНОСФЕРЫ В ДИАПАЗОНЕ Рс1
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Геофизическая обсерватория “Борок” – филиал Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
3 Институт солнечно-земной физики СО РАН
2 Геофизическая обсерватория “Борок” – филиал Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
3 Институт солнечно-земной физики СО РАН
Журнал: Геофизические исследования
Том: 24
Номер: 1
Год: 2023
Страницы: 74-84
УДК: 550.386
DOI: 10.21455/gr2023.1-5
Показать библиографическую ссылку
Гульельми А.В., Клайн Б.И., Потапов А.С. О СПЕКТРЕ УЛЬТРАНИЗКОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ИОНОСФЕРЫ В ДИАПАЗОНЕ Рс1
// Геофизические исследования. 2023. Т. 24. № 1. С. 74-84. DOI: 10.21455/gr2023.1-5
@article{Гульельми О2023,
author = "Гульельми , А. В. and Клайн , Б. И. and Потапов , А. С.",
title = "О СПЕКТРЕ УЛЬТРАНИЗКОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ИОНОСФЕРЫ В ДИАПАЗОНЕ Рс1
",
journal = "Геофизические исследования",
year = 2023,
volume = "24",
number = "1",
pages = "74-84",
doi = "10.21455/gr2023.1-5",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Файлы:
Ключевые слова: геоэлектромагнетизм, магнитная гидродинамика, магнитосфера, волна Альвена, резонатор, задача Штурма–Лиувилля, метод Вентцеля–Крамерса–Бриллюэна
Аннотация: Представление о волнах Альвена играет ключевую роль в теории ультранизкочастотных электромагнитных колебаний космического происхождения. Статья посвящена 80-летию открытия волн Альвена. Внимание в ней сосредоточено на ионосферном резонаторе Альвена – сокращённо IAR (Ionospheric Alfvén Resonator). В IAR возбуждаются ультранизкочастотные колебания в диапазоне Рс1 (0.2–5 Гц). При вычислении спектра колебаний в рамках стандартной модели предполагается, что IAR – это автономная динамическая система. В отличие от этого в представленной статье IAR рассматривается как специфическая подсистема общей системы альвеновских колебаний геомагнитных силовых линий. Другими словами, авторы исходят из представления о том, что IAR, вообще говоря, не является автономной колебательной системой. Задача о спектре IAR обсуждается в рамках общей задачи о спектре магнитогидродинамических колебаний магнитосферы Земли. Сформулирована соответствующая задача Штурма–Лиувилля. Аналитические решения задачи рассмотрены в приближении Вентцеля–Крамерса–Бриллюэна. Указано на необходимость численного решения задачи о спектре IAR ввиду довольно сложного распределения скорости Альвена вдоль геомагнитных силовых линий.
Список литературы: Альвен Х. Космическая электродинамика. М.: ИЛ, 1952. 260 с.
Беляев П.П., Поляков С.В. Граничные условия для МГД волн на ионосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 1980. Т. 20, № 4. С.637–641.
Беляев П.П., Поляков С.В., Рапопорт В.О., Трахтенгерц В.Ю. Обнаружение резонансной структуры спектра атмосферного электромагнитного шумового фона в диапазоне короткопериодных геомагнитных пульсаций // Докл. АН СССР. 1987. Т. 297, № 3. С.840–843.
Беркович Л.М. О преобразовании дифференциальных уравнений типа Штурма–Лиувилля // Функциональный анализ и его приложения. 1982. Т. 16, № 3. С.42–44.
Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967. 685 с.
Гульельми А.В. МГД волны в околоземной плазме. М.: Наука, 1979. 139 с.
Гульельми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Наука, 1973. 208 с.
Гульельми А.В., Потапов А.С. Частотно-модулированные ультранизкочастотные волны в околоземном космическом пространстве // УФН. 2021. Т. 191, № 5. С.475–491.
Давыдов В.М. Теория низкочастотных электромагнитных полей в средах с тонкими анизотропными слоями и ее геофизические приложения. Новосибирск: Недра, 1971. 330 с.
Данжи Дж. Космическая электродинамика. М.: Гос. изд-во литературы в области атомной науки и техники, 1961. 208 с.
Довбня Б.В., Гульельми А.В., Потапов А.С., Клайн Б.И. О существовании надионосферного резонатора Альвена // Солнечно-земная физика. 2013а. Вып. 22. С.12–15.
Довбня Б.В., Гульельми А.В., Потапов А.С., Рахматулин Р.А. Дополнительный резонатор для ультранизкочастотных волн // Геофизические исследования. 2013б. Т. 14, № 2. С.49–58.
Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. М.: Мир, 1980. 300 с.
Овчинников А.О. Ионосферный альвеновский резонатор в случае сферической модели поверхности Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 1999. Т. 39, № 1. С.67–71.
Поляков C.B., Рапопорт В.О. Параметрическое возбуждение ионосферного альвеновского резонатора // Геомагнетизм и аэрономия. 1980. T. 20, № 6. С.1114–1116.
Поляков С.В., Рапопорт В.О., Трахтенгерц В.Ю. Альфвеновский свипмазер // Физика плаз-мы. 1983. Т. 9, № 2. С.371–377.
Потапов А.С., Полюшкина Т.Н., Цэгмэд Б. Морфология и диагностический потенциал ионосферного альвеновского резонатора // Солнечно-земная физика. 2021. Т. 7, № 3. C.39–56.
Ферми Э. Квантовая механика. М.: Мир, 1965. 367 с.
Alfvén H. Existence of electromagnetic-hydrodynamic waves // Nature. 1942. V. 150. P.405–406.
Belyaev P.P., Polyakov S.V., Rapoport V.O., Trakhtengerts V.Yu. Theory for the formation of reso-nance structure in the spectrum of atmospheric electromagnetic background noise in the range of short-period geomagnetic pulsations // Radiophysics and Quantum Electronics. 1989. V. 32, N 7. P.594–601.
Bösinger T., Demekhov A.G., Trakhtengerts V.Y. Fine structure in ionospheric Alfvén resonator spec-tra observed at low latitude (L=1.3) // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31, L18802. 5 p.
Guglielmi A.V., Pokhotelov O.A. Geoelectromagnetic waves. Bristol and Philadelphia: Institute of Physics Publishing, 1996. 382 p.
Hasegawa A., Chen L. Theory of magnetic pulsations // Space Sci. Rev. 1974. V. 16. P.347–359.
Lysak R.L. Magnetosphere–ionosphere coupling by Alfvén waves at midlatitudes // J. Geophys. Res.: Space Physics. 2004. V. 109, A07201. 14 p.
Lysak R.L., Yoshikawa A. Resonant cavities and waveguides in the ionosphere and atmosphere // Magnetospheric ULF Waves. Geophys. Monograph Ser. V. Washington DC USA: American Geophysical Union, 2006. P.289–306.
Potapov A.S., Guglielmi A.V., Klain B.I. Discrete spectrum of ULF oscillations of the ionosphere // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2022. V. 60, 4600505. 13 p. https://
ieeexplore.ieee.org/document/9477570
Potapov A.S., Polyushkina T.N., Dovbnya B.V., Tsegmed B., Rakhmatulin R.A. Emissions of iono-spheric Alfvén resonator and ionospheric conditions // J. Atmosph. Solar Terr. Phys. 2014. V. 119. P.91–101. DOI: 10.1016/j.jastp.2014.07.001
Southwood D.J. Some features of field line resonances in the magnetosphere // Planet. Space Sci. 1974. V. 22. P.483–491.
Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Geomagnetic micropulsations and diagnostics of the magnetosphere // Space Sci. Rev. 1967. V. 7. P.689–768.
Беляев П.П., Поляков С.В. Граничные условия для МГД волн на ионосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 1980. Т. 20, № 4. С.637–641.
Беляев П.П., Поляков С.В., Рапопорт В.О., Трахтенгерц В.Ю. Обнаружение резонансной структуры спектра атмосферного электромагнитного шумового фона в диапазоне короткопериодных геомагнитных пульсаций // Докл. АН СССР. 1987. Т. 297, № 3. С.840–843.
Беркович Л.М. О преобразовании дифференциальных уравнений типа Штурма–Лиувилля // Функциональный анализ и его приложения. 1982. Т. 16, № 3. С.42–44.
Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967. 685 с.
Гульельми А.В. МГД волны в околоземной плазме. М.: Наука, 1979. 139 с.
Гульельми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Наука, 1973. 208 с.
Гульельми А.В., Потапов А.С. Частотно-модулированные ультранизкочастотные волны в околоземном космическом пространстве // УФН. 2021. Т. 191, № 5. С.475–491.
Давыдов В.М. Теория низкочастотных электромагнитных полей в средах с тонкими анизотропными слоями и ее геофизические приложения. Новосибирск: Недра, 1971. 330 с.
Данжи Дж. Космическая электродинамика. М.: Гос. изд-во литературы в области атомной науки и техники, 1961. 208 с.
Довбня Б.В., Гульельми А.В., Потапов А.С., Клайн Б.И. О существовании надионосферного резонатора Альвена // Солнечно-земная физика. 2013а. Вып. 22. С.12–15.
Довбня Б.В., Гульельми А.В., Потапов А.С., Рахматулин Р.А. Дополнительный резонатор для ультранизкочастотных волн // Геофизические исследования. 2013б. Т. 14, № 2. С.49–58.
Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. М.: Мир, 1980. 300 с.
Овчинников А.О. Ионосферный альвеновский резонатор в случае сферической модели поверхности Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 1999. Т. 39, № 1. С.67–71.
Поляков C.B., Рапопорт В.О. Параметрическое возбуждение ионосферного альвеновского резонатора // Геомагнетизм и аэрономия. 1980. T. 20, № 6. С.1114–1116.
Поляков С.В., Рапопорт В.О., Трахтенгерц В.Ю. Альфвеновский свипмазер // Физика плаз-мы. 1983. Т. 9, № 2. С.371–377.
Потапов А.С., Полюшкина Т.Н., Цэгмэд Б. Морфология и диагностический потенциал ионосферного альвеновского резонатора // Солнечно-земная физика. 2021. Т. 7, № 3. C.39–56.
Ферми Э. Квантовая механика. М.: Мир, 1965. 367 с.
Alfvén H. Existence of electromagnetic-hydrodynamic waves // Nature. 1942. V. 150. P.405–406.
Belyaev P.P., Polyakov S.V., Rapoport V.O., Trakhtengerts V.Yu. Theory for the formation of reso-nance structure in the spectrum of atmospheric electromagnetic background noise in the range of short-period geomagnetic pulsations // Radiophysics and Quantum Electronics. 1989. V. 32, N 7. P.594–601.
Bösinger T., Demekhov A.G., Trakhtengerts V.Y. Fine structure in ionospheric Alfvén resonator spec-tra observed at low latitude (L=1.3) // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31, L18802. 5 p.
Guglielmi A.V., Pokhotelov O.A. Geoelectromagnetic waves. Bristol and Philadelphia: Institute of Physics Publishing, 1996. 382 p.
Hasegawa A., Chen L. Theory of magnetic pulsations // Space Sci. Rev. 1974. V. 16. P.347–359.
Lysak R.L. Magnetosphere–ionosphere coupling by Alfvén waves at midlatitudes // J. Geophys. Res.: Space Physics. 2004. V. 109, A07201. 14 p.
Lysak R.L., Yoshikawa A. Resonant cavities and waveguides in the ionosphere and atmosphere // Magnetospheric ULF Waves. Geophys. Monograph Ser. V. Washington DC USA: American Geophysical Union, 2006. P.289–306.
Potapov A.S., Guglielmi A.V., Klain B.I. Discrete spectrum of ULF oscillations of the ionosphere // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2022. V. 60, 4600505. 13 p. https://
ieeexplore.ieee.org/document/9477570
Potapov A.S., Polyushkina T.N., Dovbnya B.V., Tsegmed B., Rakhmatulin R.A. Emissions of iono-spheric Alfvén resonator and ionospheric conditions // J. Atmosph. Solar Terr. Phys. 2014. V. 119. P.91–101. DOI: 10.1016/j.jastp.2014.07.001
Southwood D.J. Some features of field line resonances in the magnetosphere // Planet. Space Sci. 1974. V. 22. P.483–491.
Troitskaya V.A., Guglielmi A.V. Geomagnetic micropulsations and diagnostics of the magnetosphere // Space Sci. Rev. 1967. V. 7. P.689–768.
