Вероятность наблюдения экваториальных плазменных пузырей в зависимости от месяца года

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы вариации вероятности наблюдения экваториальных плазменных пузырей в зависимости от месяца года. Для этого использованы данные, полученные на борту спутника ISS-b (~972–1220 км) в районе средних широт ±(25°–55°) DIPLAT обоих полушарий за полтора года наблюдений (август 1978–декабрь 1979 гг.). Проведен сравнительный анализ исследуемой характеристики с месячными вариациями скорости меридионального ветра. Для этого привлечены данные о скорости ветра, рассчитанные по модели горизонтальных ветров HWM14. 1. Выявлено, что максимальные значения вероятности наблюдения плазменных пузырей каждый раз достигаются в период местной зимы: в декабре–феврале в Cеверном полушарии (~19%), в июне–августе в Южном полушарии (~29%). Минимальные значения достигаются местным летом: в июне–августе в Северном полушарии (~3%), в декабре–феврале в Южном полушарии (~4%). Как результат, в периоды солнцестояний имеет место асимметричное развитие пузырей относительно геомагнитного экватора. 2. Выявлено, что относительное равенство значений вероятности на гистограммах разных полушарий достигается в периоды равноденствий. Как результат, в эти периоды имеет место почти симметричное “расплывание” пузырей относительно экватора. 3. Выявлено, что максимальные значения вероятности наблюдения плазменных пузырей в каждом полушарии достигаются в период местной зимы, когда там развиваются меридиональные ветры, способствующие опусканию плазмы пузыря и, соответственно, “расплыванию” пузыря вдоль силовой трубки. Минимальные значения вероятности в каждом полушарии достигаются в сезон местного лета, когда развивающийся там меридиональный ветер благоприятствует подъему плазмы пузыря и тормозит его “расплывание”.

Об авторах

Л. Н. Сидорова

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: lsid@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

Список литературы

  1. − Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. М.: Наука. 499 с. 1998.
  2. − Сидорова Л.Н., Филиппов С.В. Долготная статистика плазменных “пузырей”, видимых на высотах верхней ионосферы в концентрации Не+ // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 53. № 1. С. 64–77. 2013.
  3. − Сидорова Л.Н., Филиппов С.В. Регистрация плазменных “пузырей” на высотах верхней ионосферы: численные оценки // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 54. № 3. С. 355–364. 2014.
  4. − Сидорова Л.Н. Экваториальные плазменные “пузыри”: Изменчивость широтного распределения с высотой // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 61. № 4. С. 445–456. 2021. https://doi.org/10.31857/S0016794021040167
  5. − Сидорова Л.Н. Экваториальные плазменные пузыри: Влияние термосферных меридиональных ветров // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 62. № 3. С. 374–382. 2022. https://doi.org/10.31857/S0016794022030166
  6. − Abdu M.A. Outstanding problems in the equatorial ionosphere-thermosphere electrodynamics relevant to spread F // J. Atmos. Terr. Phys. V. 63. № 9. P. 869–884. 2001.
  7. − Barros D., Takahashi H., Wrasse C.M. et al. Asymmetric development of equatorial plasma bubbles observed at geomagnetically conjugate points over the Brazilian sector // J. Geophys. Res. V. 127. № 6. e2021JA030250. 2022. https://doi.org/10.1029/2021JA030250
  8. − Comberiate J., Paxton L.J. Coordinated UV imaging of equatorial plasma bubbles using TIMED/GUVI and DMSP/ SSUSI // Space Weather. V. 8. S10002. 2010. https://doi.org/10.1029/2009SW000546
  9. − Devasia C.V., Jyoti N., Subbaro K. S. V. et al. On the plausible leakage of thermospheric meridional winds with equatorial spread F // J. Atmos. Sol. Terr. Phy. V. 64. № 1. 2002.
  10. − Drob D.P., Emmert J.T., Meriwether J.W. et al. An Update to the Horizontal Wind Model (HWM): The Quiet Time Thermosphere // Earth and Space Science. V. 2. № 7. P. 301–319. 2015. https://doi.org/10.1002/2014EA000089
  11. − Gasperini F., Forbes J.M., Doornbos E.N. et al. Synthetic thermosphere winds based on CHAMP neutral and plasma density measurements // J. Geophys. Res. V. 121. № 4. P. 3699–3721. 2016. https://doi.org/10.1002/2016JA022392
  12. − Huang C.S., Kelley M.C. Nonlinear evolution of equatorial spread F: 3. Plasma bubbles generated by structured electric fields // J. Geophys. Res. V. 101. P. 303–313. 1996.
  13. − Huba J.D., Krall J. Impact of meridional winds on equatorial spread F: Revisited // Geophys. Res. Lett. V. 40. P. 1268–1272. 2013. https://doi.org/10.1002/grl.50292
  14. − Jyoti N., Devasia C. V., Sridharan R. et al. Threshold height (h’F)c for the meridional wind to play a deterministic role in the bottom side equatorial spread F and its dependence on solar activity // Geophys. Res. Lett. V. 31. L12809. 2004. https://doi.org/10.1029/2004GL019455
  15. − Kelley M.C. Ionosphere / Encyclopedia of Atmospheric Science. Eds. James R. Holton, John A. Pyle and Judith A. Curry. London: Academic Press, Elsevier Science. 1022 p. 2002.
  16. − Kil H., Paxton L.J., Oh S.-J. Global bubble distribution seen from ROCSAT-1 and its association with the pre-reversal enhancement // J. Geophys. Res. V. 114. № A06307. 2009. https://doi.org/10.1029/2008JA013672
  17. − Krall J., Huba J.D., Joyce G. et al. Three-dimensional simulation of equatorial spread-f with meridional wind effects // Ann. Geophysicae. V. 27. № 5. P. 1821–1830. 2009.
  18. − Krall J., Huba J.D., Joyce G. et al. Simulation of the seeding of equatorial spread-f by circular gravity waves // Geophys. Res. Lett. V. 40. P. 1–5. 2013.
  19. − Maruyama T. A diagnostic model for equatorial spread F. 1. Model description and application to electric field and neutral wind effects // J. Geophys. Res. V. 93. P. 14.611–14.622. 1988.
  20. − Maruyama T., Saito S., Kawamura M. et al. Equinoctial asymmetry of a low-latitude ionosphere-thermosphere system and equatorial irregularities: evidence for meridional wind control // Ann. Geophysicae. V. 27. P. 2027–2034. 2009. https://doi.org/10.5194/angeo-27-2027-2009
  21. − Mendillo M., Meriwether J., Biondi M. Testing the thermospheric neutral wind suppression mechanism for day-to-day variability of equatorial spread F // J. Geophys. Res. V. 106. № A3. P. 3655–3663. 2001.
  22. − Otsuka Y., Shiokawa K., Ogawa T. et al. Geomagnetic conjugate observations of equatorial airglow depletions // Geophys. Res. Lett. V. 29. № 15. P. 43-1–43-4. 2002. https://doi.org/10.1029/2002GL015347
  23. − Rodriguez–Zuluaga J., Stolle C. Interhemispheric field-aligned currents at the edges of equatorial plasma depletions // SCI REP V. 9. № 1. P. 1–8. 2019.
  24. − RRL. Summary Plots of Ionospheric Parameters obtained from Ionosphere Sounding Satellite-b. Tokyo: Radio Research Laboratories Ministry of Posts and Telecommunications. V. 1–3. 1983.
  25. − RRL. Summary Plots of Ionospheric Parameters obtained from Ionosphere Sounding Satellite-b. Tokyo: Radio Research Laboratories Ministry of Posts and Telecommunications. Special Report. V. 4. 1985.
  26. − Sau S., Narayanan V., Gurubaran S. et al. First observation of interhemispheric asymmetry in the EPBs during the St. Patrick’s Day geomagnetic storm of 2015 // J. Geophys. Res.–Space. V. 122. № 6. P. 6679–6688. 2017.
  27. − Sobral J., Abdu M., Pedersen T. et al. Ionospheric zonal velocities at conjugate points over Brazil during the COPEX campaign: Experimental observations and theoretical validations // J. Geophys. Res. V. 114. № A04309. P. 1–24. 2009. https://doi.org/10.1029/2008JA013896
  28. − Sidorova L.N., Filippov S.V. Topside ionosphere He+ density depletions: seasonal/longitudinal occurrence probability // J. Atmos. Sol. Terr. Phy. V. 86. P. 83–91. 2012. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2012.06.013
  29. − Sidorova L.N., Filippov S.V. Plasma bubbles in the topside ionosphere: estimations of the survival possibilities // J. Atmos. Sol. Terr. Phy. V. 119. P. 35–41. 2014. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2014.06.013
  30. − Su S.-Y., Liu C.H., Ho H.H. et al. Distribution characteristics of topside ionospheric density irregularities: Equatorial versus midlatitude regions // J. Geophys. Res. V. 111. № A06305. 2006. https://doi.org/10.1029/2005JA011330
  31. − Tsunoda R.T., Livingston R.C., McClure J.P. et al. Equatorial plasma bubbles: vertical elongated wedges from the bottomside F layer // J. Geophys. Res. V. 87. P. 9171–9180. 1982.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (178KB)
Метаданные
3.

Скачать (183KB)
Метаданные

© Л.Н. Сидорова, 2023