Flow Channels and the Generation of Alfvénic Turbulence Along Storm‐Time Inner Magnetospheric Field‐Lines
Flow Channels and the Generation of Alfvénic Turbulence Along Storm‐Time Inner Magnetospheric Field‐Lines
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流动通道和沿风暴-时间内磁层场-线的阿尔芬湍流的产生
DOI：
10.1029/2022gl101321
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发表时间：
2022
影响因子：
5.2
通讯作者：
Chaston, Christopher C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chaston, Christopher C.
在等离子体层顶之外的地球磁暴时磁层的一个特征是出现了宽谱阿尔夫文涨落。在这封信中，将货车艾伦探针的观测结果与发展中对流通道的三维流体动力学模拟进行比较，以研究产生观测光谱的机制。它显示了快速对流的狭窄通道是如何不稳定的开尔文-亥姆霍兹不稳定性，在封闭的场线启动级联到小尺度。持续驱动的流与来自顶侧电离层的反射相结合，导致产生具有与所观察到的光谱和形态特征相似的电磁结构的强化光谱。这一过程将增强的磁层对流与动力学尺度的电磁波动结合起来，后者在地磁暴期间驱动粒子通过外辐射带和环电流进行传输、散射和散射。
A feature of Earth's storm‐time magnetosphere outside the plasmapause is the occurrence of broad‐spectrum Alfvénic fluctuations. In this letter observations from the Van Allen Probes are compared with 3‐D fluid‐kinetic simulations of an evolving convective flow channel to investigate the mechanisms generating the observed spectrum. It is shown how narrow channels of fast convection are unstable to the Kelvin‐Helmholtz instability which on closed field‐lines initiates a cascade to small scales. Sustained driving of the flow combined with reflection from the topside ionosphere leads to the generation of an intensified spectrum of electromagnetic structures having similar spectral and morphological characteristics to those observed. This process couples enhanced magnetospheric convection to kinetic scale electromagnetic fluctuations that drive particle transport, scattering and energization through the outer radiation belt and ring current during geomagnetic storms.
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影响因子：
5.2
作者：
C. Chaston;J. Bonnell;J. Wygant;F. Mozer;S. Bale;K. Kersten;A. Breneman;C. Kletzing;W. Kurth;G. Hospodarsky;Charles W. Smith;E. MacDonald
通讯作者：
C. Chaston;J. Bonnell;J. Wygant;F. Mozer;S. Bale;K. Kersten;A. Breneman;C. Kletzing;W. Kurth;G. Hospodarsky;Charles W. Smith;E. MacDonald
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影响因子：
5.2
作者：
C. Chaston;J. Bonnell;A. Halford;G. Reeves;D. Baker;C. Kletzing;J. Wygant
通讯作者：
J. Wygant
影响因子：
5.2
作者：
C. Chaston;J. Bonnell;J. Wygant;Geoff D. Reeves;D. N. Baker
通讯作者：
D. N. Baker
影响因子：
--
作者：
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通讯作者：
P. Frycz
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作者：
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