NUMERICAL STUDY OF DRIFT-DISSIPATIVE INSTABILITY IN THE REGION OF EQUATORIAL PLASMA BUBBLES FOR DIFFERENT GEOPHYSICAL CONDITIONS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In the paper, we study the dependences of the linear increment of drift-dissipative instability in the equatorial region of the Earth ionosphere on helio-geomagnetic conditions, ionospheric parameters, and characteristics of equatorial plasma bubbles, on the fronts of which small-scale plasma inhomogeneities can develop. In the works of both the authors of the article and numerous studies by other authors, a high degree of correlation of the F-scattering phenomenon with the presence of plasma bubbles in the equatorial F-region of the ionosphere has been revealed. The classical explanation of F-scattering is related to the appearance and development of small-scale inhomogeneities on the fronts of equatorial plasma bubbles. The time period favorable for the generation and development of equatorial plasma bubbles is from one to two hours. The study was carried out in the form of a series of computational experiments, using the original two–dimensional mathematical and numerical model of Rayleigh-Taylor instability development developed earlier by the authors. Numerical simulations were performed for geophysical conditions favorable for the development of equatorial plasma bubbles in the equatorial F-region of the Earth ionosphere. This work is a continuation of the authors’ research. In contrast to the previous works of the authors, this paper examines the features of the increment of drift-dissipative instability depending on a wide range of conditions and parameters of the low-latitude ionosphere.

About the authors

N. M Kashchenko

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: kaschtschenko@mail.ru
Kaliningrad, Russia

S. A Ishanov

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: sishanov@kantiana.ru
Kaliningrad, Russia

E. V Zubkov

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: evgenyzubkow@gmail.com
Kaliningrad, Russia

G. V Kvitko

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: gkvitko.univ@gmail.com
Kaliningrad, Russia

References

  1. Тимофеев А.В., Швилкин Б.Н. Дрейфово-диссипативная неустойчивость неоднородной плазмы в магнитном поле // Успехи физ. наук. 1976. Т. 118. Вып. 2. С. 273–306.
  2. Гершман Б.Н. Динамика ионосферной плазмы. М.: Наука, 1974.
  3. Сидорова Л.Н. Вероятность наблюдения экваториальных плазменных пузырей в зависимости от месяца года // Геомагнетизм и аэрономия. 2023. Т. 63. № 2. С. 238–246.
  4. Tulasi Ram S. et al. Vertical rise velocity of equatorial plasma bubbles estimated from Equatorial Atmosphere Radar (EAR) observations and HIRB model simulations // Ibid. June 2017. V. 122. № 6. P. 6584–6594.
  5. Yokoyama T., Shinagawa H., Jin H. Nonlinear growth, bifurcation, and pinching of equatorial plasma bubble simulated by three-dimensional high-resolution bubble model // Ibid. 2014. V. 119. № 12. P. 10474–10482.
  6. Сафронов А.В. Оценка точности и сравнительный анализ разностных схем сквозного счета повышенного порядка // Вычисл. методы и программирование. 2010. Т. 11. № 1. С. 137–143.
  7. Huba J.D., Joyce G., Krall J. Three-dimensional equatorial spread F modeling // Geophys. Res. Lett. 2008. V. 35. P. L10102.
  8. Scannapieco A., Ossakow S.L. Nonlinear equatorial spread F // Geophys. Res. Letters. 1976. V. 3. № 8. P. 451–454.
  9. Кащенко Н.М., Никитин М.А. Характеристики инкремента нарастания дрейфово-диссипативной неустойчивости на фронтах экваториальных плазменных пузырей // Геомагнетизм и аэрономия, 2020. T. 60. № 4. С. 502–507.
  10. Кащенко Н.М., Ишанов С.А., Зубков Е.В. Особенности дрейфово-диссипативной неустойчивости в условиях развитых экваториальных плазменных пузырей // Междунар. научная конференция «Актуальные проблемы прикл. матем., информатики и механ.». Воронеж 13–15 декабря 2021 г. Издательство «Научноисследовательские публикации» 2022. С. 487–493.
  11. Рожанский В.А. Теория плазмы. СПб.: Изд-во «Лань». С. 320. 2012.
  12. Hedin A.E., Salah J.E., Evans J.E. et al. A global thermospheric model based on mass spectrometer and incoherent scatter data MSIS 1. N2 density and temperature // J. Geophys. Res. 1977. V. 82(A1). P. 2139–2147.
  13. Фаткуллин М.Н., Ситнов Ю.С. Диполярная система координат и ее некоторые особенности // Геомагнетизм и аэрономия. 1972. Т. 12. № 2. С. 333—335.
  14. Fritts D.C., Vadas S.L., Riggin D.M., Abdu M.A., Batista I.S., Takahashi H., Medeiros A., Kamalabadi F., Liu H.-L., Fejer B.G., Taylor M.J. Gravity wave and tidal influences on equatorial spread F based on observations during the Spread F Experiment (SpreadFEx) // Ann. Geophys. 2008. V. 26. P. 3235–3252.
  15. Гдалевич Г.Л., Депуева А.Х., Ижовкина Н.И., Озеров В.Д. Неустойчивые плазменные неоднородные структуры в верхней ионосфере и F-рассеяние // Геомагнетизм и аэрономия. 2010. Т. 50. № 1. С. 72–81.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».