A Case Study of Nonresonant Mode 3‐s ULF Waves Observed by MMS
A Case Study of Nonresonant Mode 3‐s ULF Waves Observed by MMS
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MMS 观测非谐振模式 3 超低频波的案例研究
DOI：
10.1029/2020ja028557
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Giles, Barbara L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Shan;Chen, Li‐Jen;Ng, Jonathan;Bessho, Naoki;Le, Guan;Fung, Shing F.;Gershman, Daniel J.;Giles, Barbara L.
地球前震区 3 秒超低频 (ULF) 波的性质以及相关的波粒相互作用尚不清楚。我们使用磁层多尺度 (MMS) 观测研究 3-s ULF 波。将多种方法获得的等离子体静止框架波特性与基于线性波阶段速度分布的不稳定性分析相结合，确定ULF波是由离子/离子非共振模式不稳定性引起的。利用横波场和离子速度之间的相位关系以及纵向动量方程来分析波和离子之间的相互作用。 ULF波正弦波形达到|dB|/|B0|阶段 ~ 3，其中d为波磁场，B0为背景磁场，垂直于B0的波电场对太阳风离子做负功；沿B0，产生纵向电场，但V×B力更强，导致太阳风离子减速。在同一波阶段，回流束离子从横波场获得能量，并通过纵向电场沿B0减速。 ULF 波导致电子加热，优先在垂直于局部磁场的方向上加热。 ULF波形内产生二次波，包括接近电子回旋频率一半的哨声波、高频静电波和磁声哨声波。这项工作增进了对 3-s ULF 波的性质以及相关的波粒相互作用的理解。
The nature of the 3‐s ultralow frequency (ULF) wave in the Earth's foreshock region and the associated wave‐particle interaction are not yet well understood. We investigate the 3‐s ULF waves using Magnetospheric Multiscale (MMS) observations. By combining the plasma rest frame wave properties obtained from multiple methods with the instability analysis based on the velocity distribution in the linear wave stage, the ULF wave is determined to be due to the ion/ion nonresonant mode instability. The interaction between the wave and ions is analyzed using the phase relationship between the transverse wave fields and ion velocities and using the longitudinal momentum equation. During the stage when ULF waves have sinusoidal waveforms up to |dB|/|B0| ~ 3, wheredBis the wave magnetic field andB0is the background magnetic field, the wave electric fields perpendicular toB0do negative work to solar wind ions; alongB0, a longitudinal electric field develops, but theV×Bforce is stronger and leads to solar wind ion deceleration. During the same wave stage, the backstreaming beam ions gain energy from the transverse wave fields and get deceleration alongB0by the longitudinal electric field. The ULF wave leads to electron heating, preferentially in the direction perpendicular to the local magnetic field. Secondary waves are generated within the ULF waveforms, including whistler waves near half of the electron cyclotron frequency, high‐frequency electrostatic waves, and magnetosonic whistler waves. The work improves the understanding of the nature of 3‐s ULF waves and the associated wave‐particle interaction.
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DOI：
10.1029/2019ja026668
发表时间：
2019-08
期刊：
Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子：
--
作者：
Boyi Wang;Y. Nishimura;Hui Zhang;X. Shen;L. Lyons;V. Angelopoulos;Y. Ebihara;A. Weatherwax;A. Gerrard;H. Frey
通讯作者：
Boyi Wang;Y. Nishimura;Hui Zhang;X. Shen;L. Lyons;V. Angelopoulos;Y. Ebihara;A. Weatherwax;A. Gerrard;H. Frey
影响因子：
4.6
作者：
S. Gary;M. Thomsen;S. Fuselier
通讯作者：
S. Fuselier
在地球尖端附近观察到的上游生成的 Pc3 ULF 波特征
DOI：
10.1029/2011ja017327/abstract
发表时间：
2012
期刊：
Scopus
影响因子：
--
作者：
T. Yeoman;D. Wright;M. Engebretson;V. Pilipenko;M. Lessard;Hanseup Kim
通讯作者：
Hanseup Kim
环束分布函数驱动的 ULF 波的线性和非线性特性
影响因子：
--
作者：
K. Killen;N. Omidi;D. Krauss;H. Karimabadi
通讯作者：
H. Karimabadi
用于 MMS 的磁通门-搜索线圈合并 (FSM) 磁场数据产品
DOI：
--
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Argall;D. Fischer;O. Contel;L. Mirioni;R. Torbert;I. Dors;M. Chutter;J. Needell;R. Strangeway;W. Magnes;C. Russell
通讯作者：
C. Russell