A study of magnetotail dynamics during substorms using high-time resolution data

使用高时间分辨率数据研究亚暴期间的磁尾动力学

基本信息

  • 批准号:
    13640449
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have investigated various characteristics of magnetic and plasma fluctuations for 21 events of substorm-associated near-Earth dipolarization at Xgsm=-8 --11 Re and |Ygsm|<5 Re, using high-time-resolution data for the magnetic field (1/16 s), plasma moment (12 s), and electric field (3 s) measured by the GEOTAIL satellite in 1995-2000. The dipolarizations are always accompanied by intense fluctuations of the magnetic field. The amplitude of the fluctuations is larger for smaller B (closer to the cross-tail current sheet). We found several events in which the magnetic field elevation angles decreased rapidly prior to the dipolarization (explosive growth phase (EGP)-like features). The magnetic fluctuations are not sinusoidal curves but are spikes of a sudden decrease and increase with a time scale of seconds. In quite a few cases, the fluctuations are accompanied by Earthward convective plasma flow. The spectral shape of the fluctuations has a steeper slope (f^-2.7) at 1.0-0.2 Hz than at 0.01-0.2 Hz (f^-2.0). From the correlation between plasma velocity and magnetic field fluctuations, we estimate the parallel scale sizes of waves with periods of 60 s and 15 s to be about 10 Re and 5 Re, respectively. For the 60-s waves, the magnetic and plasma pressure variations are clearly anti-phase. The total pressure tends to decrease gradually before the dipolarization and increase during and after the dipolarization.
我们研究了21个与亚暴有关的近地偶极事件的磁场和等离子体涨落的各种特征,|Ygsm| <5 Re,使用GEOTAIL卫星1995-2000年测量的磁场(1/16 s)、等离子体矩(12 s)和电场(3 s)的高时间分辨率数据。偶极化总是伴随着磁场的剧烈波动。对于较小的B(更接近交叉尾电流片),波动的幅度更大。我们发现了几个事件,其中磁场仰角迅速下降之前的双极化(爆炸性增长阶段(EGP)的功能)。磁场波动不是正弦曲线,而是以秒为时间尺度突然减小和增加的尖峰。在相当多的情况下,波动伴随着向地球的对流等离子体流。波动的频谱形状在1.0-0.2 Hz的斜率(f^-2.7)比在0.01-0.2 Hz的斜率(f^-2.0)更陡。根据等离子体速度与磁场涨落的相关性,我们估计周期为60 s和15 s的波的平行尺度分别约为10 Re和5 Re。对于60-s波,磁场和等离子体压力的变化明显是反相的。总压在偶极化之前逐渐减小,在偶极化期间和之后逐渐增大。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Shiokawa, K.: "Bi-directional electrons in the near-Earth plasma sheet"Annales Geophysicae. 21. 1497-1507 (2003)
Shiokawa, K.:“近地等离子体片中的双向电子”地球物理学年鉴。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shiokawa, K., W.Baumjohann, G.Paschmann: "Bi-directional electrons in the near-Earth plasma sheet"Ann.Geophys.. 21. 1497-1507 (2003)
Shiokawa, K.、W.Baumjohann、G.Paschmann:“近地等离子体片中的双向电子”Ann.Geophys.. 21. 1497-1507 (2003)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shiokawa, K.: "Multiple auroral brightenings and associated Pi 2 pulsations"Geophysical Research Letters. 29(No.11). 2001GL014583 (2002)
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shiokawa, K., I.Shinohara, T.Mukai, H.Hayakawa: "Substorm-associated magnetic field fluctuations around X=-10 Re"Proceeding of the 6th International Conference on Substorms. 318-325 (2002)
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shiokawa, K.: "Substorm-associated magnetic field fluctuations around X=-10Re"Proceeding of the 6th International Conference on Substorms. 318-325 (2002)
Shiokawa, K.:“X=-10Re 周围的亚暴相关磁场波动”第六届国际亚暴会议记录。
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
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  • 通讯作者:
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知道了