Виртуальные cеминары и неформальное общение по солнечно-земной физике. Солнечный ветер, магнитосферы, магнитные возмущения, ... 2007 - Международный гелиофизический год

Форум по солнечно-земным связям

Объявление

Добро пожаловать на форум по солнечно-земной физике! Заходите, читайте, регистрируйтесь, пишите!
PS После регистрации Вы увидите больше разделов и тем (но не мгновенно).

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » Форум по солнечно-земным связям » Обсуждаем новинки » Мощность ULF и релятивистские электроны


Мощность ULF и релятивистские электроны

Сообщений 1 страница 19 из 19

1

Попытаюсь сформулировать вопрос максимально резко. А есть ли вообще в литературе доказательства того, что мощность (или какие-то другие параметры) ULF связаны с потоком релятивистских электронов? Я имею в виду прежде всего наблюдательные данные. О теории потом.

Собственно, из того, что я видела на эту тему ясно только, что есть связь в тройке Vx-S_{ULF}-Je,

где S_{ULF} - мощность ULF  в полосе Pc5

Но есть ли исследования, в которых эти факторы разделяются и доказывается, что действует именно ULF, я не видела. Я попробую дать известные статьи с анализом возможных интерпретаций, но, если есть работы, где действительно доказана связь, то хотелось бы их увидеть.

2

А статистическая связь типа корреляции - это же все равно не доказательство. У меня есть много статей, в числе прочих и в соавторстве со мной , где просто приводятся коэффициенты корреляции Рс5 волновой мощности с потоком электронов. И статьи, где SW с этим же потоком коррелируют не в меньшей степени.
Например:

http://www.ljplus.ru/img3/a/s/astronatka/ULF_int_Vsw.jpg

3

не вдаваясь в подробности, ULF-индекс - это интегрально по станциям североного полушария посчитанная мощность в полосе 2-8 мГц. (Kozyreva, O., et al., In search of a new ULF wave index: Comparison of Pc5 power with dynamics of geostationary relativistic electrons.  Planetary and Space Science, 2007.)

электроны все теж самые. график строился по часовым значениям за 4 года, как видно. Кумулятивным индексом я называю уже свое "детище" - полученный в процессе свертки с каким-то там t (4 дня) под экспонентой, вроде бы учитыващий уровень интегральных возмущений за предыдущие несколько дней.

Вопрос-то все равно не об этом. Корреляция - это не доказательство. У меня есть идея про то, как можно было бы оценить возможность накачки частиц на волнах, причем на СНЧ или ОНЧ, но пока я о ней на форуме говорить не буду :)

статьи и ссылки с похожими "доказательствами" могу выслать, у меня таких мегабайт на 100 лежит в электронном виде. Особенно О Браен преуспел в этом вопросе. Вот в сети у него кое-что имеется, посмотрите, если интересно:
http://www.phys.ualberta.ca/~orbitals/p … d_acc.html

Отредактировано Astronatka (2007-05-11 00:29:17)

4

Ну так я именно об этом. Если действуют несколько факторов, которые коррелируют между собой, но эта корреляция не 100%, то, можно выяснить, какие из них действуют непостредственно, а какие только как артефакт. Вот я и спрашиваю, а что на эту тему в литературе. Было или нет. У меня довольно стойкое ощущение, что нет, но, я могла что-то и пропустить.

5

Там вот еще в чем вопрос - локально смотреть или глобально, как на картинке. То есть брать станцию и по её силовой линии смотреть частицы или уж глобально мощность и потоки по всем спутникам. Я второй тип работ видела, а первый, так скажем, только те, которые Вы сами знаете не хуже меня.

6

Наташ, я бы сказала, что это третий вопрос или даже четвертый. Первый, а хоть где-то это так? Потом уже можно смотреть, где именно.  Впрочем, мы отошли от обзорной темы. Давайте здесь все же пройдемся именно по литературе.

7

Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 66 (2004) 187– 198

I.R. Manna, T.P. O’Brien, D.K. Millinga
Correlations between ULF wave power, solar wind speed, and relativistic electron flux in the magnetosphere: solar cycle dependence

Abstract
We present results from a rank order correlation coeffcient (ROCC) analysis between ground-based 1–10 mHz ultra-low
frequency (ULF) wave power, upstream solar wind speed (vSW), and MeV electron flux across the outer radiation belt. We use
data spanning a complete solar cycle (1990–2001) from ground magnetometers from the SAMNET and IMAGE arrays, and
MeV electron data from the Los Alamos spacecraft at geosynchronous orbit (GEO) and from a HEO spacecraft at L=5:5 and
4.5. We Fnd a very high correlation between ULF wave power and vSW at all local times and on all L-shells between L=3:1
and 6.6. Very strong cross-L-shell ULF power coherence is maintained throughout the solar cycle, although the effciency of
vSW in driving a given ULF power response is solar cycle dependent. Peak ULF power and peak ROCC (0.75) are observed
during the declining phase of the solar cycle around 1994–1995, with smaller localised peaks in these parameters occurring
during slower average vSW conditions close to solar maximum in 2000. There is also a strong correlation of both vSW and ULF
power with MeV electron .ux, these correlations being more strongly dependent on solar cycle phase. The vSW and ULF power
correlations with MeV electron .ux peak during the late declining phase of the solar cycle, when the radiation belts are most
intense. Our results conFrm that radiation belt .ux demonstrates extremely strong global cross-L-shell coherence throughout
the solar cycle. The ROCC between vSW or ULF power and MeV electron flux demonstrate a clear and systematic time lag
following the peak in either vSW or ULF power. Electron fluxes respond Frst at GEO (lag ∼2 days), before subsequently
peaking at lower L-shells. Importantly, our results indicate that vSW-correlated MeV electron acceleration processes operate by
inwards radial transport. The correlation between ULF power and MeV energy electron .ux further suggests that ULF waves
could be causally responsible via ULF wave enhanced radial diHusion.

Отредактировано Astronatka (2007-05-11 01:01:13)

8

из акробата копируется паршиво, конечно, вот надо сходить по ссылке нашего нового участника и скачать программу для перепечатки файлов. Я просто выложила бы асбтракты статей, которые можно почитать на эту тему. То, что заинтересует, я вышлю по почте.

9

у меня столько статей оказалось разных, которые я и сама-то не читала. бардак в компьютере полный :)

Может объединить тему - с той, что мы уже начали где-то там про феноменологию?
Вот любопытная статья:

Long-term-average, solar cycle, and seasonal response of magnetospheric energetic electrons to the solar wind speed
D. Vassiliadis, A. J. Klimas, S. G. Kanekal, D. N. Baker, and R. S. Weigel
JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 107, NO. A11, 1383, doi:10.1029/2001JA000506,

10

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 108, NO. A3, 1116, doi:10.1029/2001JA009202, 2003

Resonant acceleration and diffusion of outer zone electrons in an asymmetric geomagnetic field
Scot R. Elkington
Mary K. Hudson

Anthony A. Chan
[1] The outer zone radiation belt consists of energetic electrons drifting in closed orbits
encircling the Earth between  3 and 7 RE. Electron fluxes in the outer belt show a strong
correlation with solar and magnetospheric activity, generally increasing during
geomagnetic storms with associated high solar wind speeds, and increasing in the presence
of magnetospheric ULF waves in the Pc-5 frequency range. In this paper, we examine
the influence of Pc-5 ULF waves on energetic electrons drifting in an asymmetric,
compressed dipole and find that such particles may be efficiently accelerated through a
drift-resonant interaction with the waves. We find that the efficiency of this acceleration
increases with increasing magnetospheric distortion (such as may be attributed to
increased solar wind pressure associated with high solar wind speeds) and with increasing
ULF wave activity. A preponderance of ULF power in the dawn and dusk flanks is shown
to be consistent with the proposed acceleration mechanism. Under a continuum of wave
modes and frequencies, we find that the drift resonant acceleration process leads to
additional modes of radial diffusion in the outer belts, with timescales that may be
appropriate to those observed during geomagnetic storms.

11

Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 66 (2004) 187– 198

I.R. Manna, T.P. O’Brien, D.K. Millinga
Correlations between ULF wave power, solar wind speed, and relativistic electron flux in the magnetosphere: solar cycle dependence

Ну вообще в этой статье как раз нет доказательств прямого действия ULF на электроны, а есть косвенные указания на отсутствие такого воздейтсвия. Пересказываю своими словами результаты:

1) в корреляции S_{ULF}-Je нет зависимости от геомагнитной широты точки наблюдения;
2) корреляция практически нулевая при нулевом сдвиге по времени;
3) все зависимости для корреляций с мощностью ULF (от сектора MLT и L-оболочки, на которой измерен поток электронов) полностью повторяют зависимости для корреляций с Vx

Какие остаются возможности для ULF-ной гипотезы:

1) Все будет по-другому на малых временах (в статье суточное осреднение и большой полный объем выборки);
2) есть долготные зависимости, которые выпали при работе с одним меридиональным профилем;
3) На картинке не все видно и при переходе к анализу корреляций для "чистых" фракций (как это сделано, например, в нашей работе про Pi3 и протоны) все же останется ненулевая  V-независимая корреляция Pc5 - Je

Но по результатам самой статьи получается, что связь Vx-Je реализуется через другого посредника - не ULF.

Может объединить тему - с той, что мы уже начали где-то там про феноменологию?

Нет, мне кажется, что не стоит. Там будем собственные изыски излагать, а здесь чужие разбирать.

12

Но то, что нет в одной статье, ничего еще не значит. В любом случае полезно понять, что уже сделано, чтобы не повторяться.

13

да, я завтра продолжу смотреть свои запасы по этой теме и буду выкладывать абстракты сюда.

14

Я еще несколько просмотрела, но пока не нашла чего-то, отличного от первой статьи. Кстати, я не согласна, что корреляция  - не доказательство. Конечно, сама по себе нет, но при осмысленном подходе чисто из статистики можно довольно много извлечь информации. Собственно, содержательным было бы наличие заментной корреляции S_{ULF} - Je на нулевом сдвиге по времени или хотя бы опережающую корреляцию Je - Vx. Пока не видела ни того, ни другого.

15

Надя, я не совсем поняла, что значит нулевой сдвиг и опережающая корреляция Je - Vx? Что должно опережать - электроны или Х-компонента скорости? Я в статьях тоже ничего сильно отличающегося от первой пока не нашла, но еще есть ресурсы, где можно поискать.

16

Вы посмотрите картинки в статье Манна. Там построены корреляции в зависимости от времени сдвига. И заметная корреляция S_{ULF} - Je возникает только при сдвигах больше суток. А в нуле с хорошей точностью 0. То есть, это даже не накопительный эффект. При накопительном уже в 0 должна бы быть положительная корреляция. То есть по приведенным в статье величинам сдвигов от 0 максимумов 2 кривых Je- Vx и Je-S_{ULF} можно предположить, что связь Je- Vx возникает без посредства Pc5/Pi3 через другой механизм. Я чуть позже в семинарской темке свои картинки на эту тему выложу, чтобы понятнее было про что речь. А пока давайте дальше статьи смотреть. Может, у кого еще углядим что-то более определенное.

17

мне проще самой построить просто, чем искать по всем статьям :)

18

мне проще самой построить просто, чем искать по всем статьям

Ну проще-то ясно, что проще, но обзор-то в любом случае нужен  :/

19

Заметка  довольно свежая и данные интересные, с Кластера

Zong, QG,   Zhou, XZ,    Li, X, et al.
Ultralow frequency modulation of energetic particles in the dayside magnetosphere,
GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS (2007), 34, IS 12, AR L12105

Abstract

Energetic electron and ion ( electrons: 30 keV to 500 keV, protons: 30
   keV to 1.5 MeV) flux variations associated with ultralow frequency
   (ULF) waves in the dayside magnetosphere were observed during the
   CLUSTER's perigee pass near 0900 MLT on Oct. 31, 2003. The ULF
   modulation terminated where higher frequency fluctuations appeared, as
   the CLUSTER spacecraft entered the plasmasphere boundary layer (PBL)
   where the plasma ion density was elevated. In the region from L similar
   to 5.0 to 10, the periods of the ion flux modulation and the electron
   flux modulation are same but out-of-phase. The observed magnetic ULF
   pulsations are dominated by the toroidal mode, along with a relatively
   weaker poloidal wave. A 90 degrees phase shift between the radial
   electric field and the azimuthal magnetic field indicates that
   dominating toroidal standing waves observed at the southern hemisphere
   are a fundamental harmonic. This study shows that the modulation of the
   electron flux is dominated by the toroidal mode in the region of L >
   7.5. The observations made in this analysis suggest the excitation of
   the energetic electron drift resonance at around 127 keV.


Вы здесь » Форум по солнечно-земным связям » Обсуждаем новинки » Мощность ULF и релятивистские электроны