Vortex Generation and Auroral Response to a Solar Wind Dynamic Pressure Increase: Event Analyses
Vortex Generation and Auroral Response to a Solar Wind Dynamic Pressure Increase: Event Analyses
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涡旋产生和极光对太阳风动态压力增加的响应：事件分析
DOI：
10.1029/2020ja028753
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发表时间：
2021-02
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Jong-Sun Park
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jinyan Zhao;Quanqi Shi;Anmin Tian;Xiao-Chen Shen;James M Weyg;Huizi Wang;Shutao Yao;Xiao Ma;Alex;er William Degeling;I. Jonathan Rae;Hui Zhang;Xiao-Jia Zhang;Shi-Chen Bai;Wensai Shang;Jong-Sun Park
在这项研究中，我们调查电离层的响应，包括电流和极光，太阳风动态压力（SW Pdyn）突然增加，这是理解太阳风磁层电离层耦合的关键。我们专注于2012年1月24日和2010年11月12日发生的两个类似的SW Pdyn脉冲事件。在这两种情况下，等效电离层电流（EIC）涡产生后约10分钟内的压力脉冲的到来，与逆时针旋转的涡（从上面看）观察到的黄昏侧在前一种情况下，和顺时针方向上观察到的黎明侧在后者。在每种情况下，在所观察到的EIC涡旋附近同时进行的地面全天空成像仪（ASI）观测表明，极光在黄昏一侧增强，在黎明一侧减弱。这些观测结果为Shi等人（2014年）提出的假设提供了直接证据，即太阳风压力脉冲产生的磁层流涡旋将场向电流带入电离层，从而调节极光活动。极光增强中的黎明/黄昏不对称性是黎明和黄昏侧涡旋旋转方向相反的直接结果，这产生了方向相反的场向电流进出电离层。
In this study, we investigate ionospheric responses, including currents and aurorae, to solar wind dynamic pressure (SW Pdyn) sudden increases, which are critical for understanding solar wind-magnetosphere-ionosphere coupling. We focus on two similar SW Pdyn pulse events that occurred on 24 January 2012 and 12 November 2010. In both cases, equivalent ionospheric currents (EIC) vortices were generated within about ten minutes after the pressure pulse arrival, with a counter-clockwise rotating vortex (viewed from above) observed on the dusk side in the former case, and a clockwise vortex observed on the dawn side in the latter. Simultaneous ground-based All-Sky Imager (ASI) observations in the vicinity of the observed EIC vortex in each case showed that aurorae intensified on the dusk side, and diminished on the dawn side. These observations provide direct evidence of the scenario proposed by Shi et al. (2014) that magnetospheric flow vortices generated by a solar wind pressure pulse carry field-aligned currents into the ionosphere and thereby modulate auroral activity. The dawn/dusk asymmetry in the auroral intensification is a direct result of the opposite sense of vortex rotation on the dawn and dusk sides, which generate oppositely directed field-aligned currents into/out of the ionosphere.
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M. Neugebauer;R. Goldstein