SPECTRUM OF THE INTERPLANETARY PLASMA TURBULENCE AT A DISTANCE FROM THE SUN GREATER THAN 1 AU

PACS numbers: 95.30.Jx, 95.75.Pq, 95.85.Bh Purpose: Making analysis of variations of fast and slow solarwind parameters at distances from the Sun of about 1 AU andmore.Design/methodology/approach: The method of Feynman pathintegrals is applied to calculate the temporal spectra and dispersion depend...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2016
Main Authors:	Olyak, M. R., Kalinichenko, N. N., Konovalenko, A. A., Brazhenko, A. I., Bubnov, I. N.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Видавничий дім «Академперіодика» 2016
Subjects:	interplanetary scintillation fast and slow solar wind three-dimensional spatial spectrum of electron density fluctuations
Online Access:	http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1248
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Radio physics and radio astronomy

Institution

Radio physics and radio astronomy

id	rpra-journalorgua-article-1248
record_format	ojs
institution	Radio physics and radio astronomy
baseUrl_str
datestamp_date	2020-06-09T10:36:27Z
collection	OJS
language	Russian
topic	interplanetary scintillation fast and slow solar wind three-dimensional spatial spectrum of electron density fluctuations
spellingShingle	interplanetary scintillation fast and slow solar wind three-dimensional spatial spectrum of electron density fluctuations Olyak, M. R. Kalinichenko, N. N. Konovalenko, A. A. Brazhenko, A. I. Bubnov, I. N. SPECTRUM OF THE INTERPLANETARY PLASMA TURBULENCE AT A DISTANCE FROM THE SUN GREATER THAN 1 AU
topic_facet	interplanetary scintillation fast and slow solar wind three-dimensional spatial spectrum of electron density fluctuations межпланетные мерцания быстрый и медленный солнечный ветер трехмерный пространственный спектр флуктуаций электронной концентрации міжпланетні мерехтіння швидкий і повільний сонячний вітер тривимірний просторовий спектр флуктуацій електронної концентрації
format	Article
author	Olyak, M. R. Kalinichenko, N. N. Konovalenko, A. A. Brazhenko, A. I. Bubnov, I. N.
author_facet	Olyak, M. R. Kalinichenko, N. N. Konovalenko, A. A. Brazhenko, A. I. Bubnov, I. N.
author_sort	Olyak, M. R.
title	SPECTRUM OF THE INTERPLANETARY PLASMA TURBULENCE AT A DISTANCE FROM THE SUN GREATER THAN 1 AU
title_short	SPECTRUM OF THE INTERPLANETARY PLASMA TURBULENCE AT A DISTANCE FROM THE SUN GREATER THAN 1 AU
title_full	SPECTRUM OF THE INTERPLANETARY PLASMA TURBULENCE AT A DISTANCE FROM THE SUN GREATER THAN 1 AU
title_fullStr	SPECTRUM OF THE INTERPLANETARY PLASMA TURBULENCE AT A DISTANCE FROM THE SUN GREATER THAN 1 AU
title_full_unstemmed	SPECTRUM OF THE INTERPLANETARY PLASMA TURBULENCE AT A DISTANCE FROM THE SUN GREATER THAN 1 AU
title_sort	spectrum of the interplanetary plasma turbulence at a distance from the sun greater than 1 au
title_alt	СПЕКТР ТУРБУЛЕНТНОСТИ МЕЖПЛАНЕТНОЙ ПЛАЗМЫ НА РАССТОЯНИЯХ ОТ СОЛНЦА БОЛЬШИХ 1 а.е. СПЕКТР ТУРБУЛЕНТНОСТІ МІЖПЛАНЕТНОЇ ПЛАЗМИ НА ВІДСТАНЯХ ВІД СОНЦЯ ПОНАД 1 А. О.
description	PACS numbers: 95.30.Jx, 95.75.Pq, 95.85.Bh Purpose: Making analysis of variations of fast and slow solarwind parameters at distances from the Sun of about 1 AU andmore.Design/methodology/approach: The method of Feynman pathintegrals is applied to calculate the temporal spectra and dispersion dependences of the drift velocity of interplanetary scintillations. The calculated spectra and dispersion dependences have been compared with the experimental ones to determine the solar wind parameters.Findings:The parameters of fast and slow solar wind are determined and obtained data analyzed by the results of observations with the UTR-2 and URAN-2 radio telescopes made in 2003–2011. Based on these results, the empirical radial dependences of the turbulence spectra for fast and slow solar wind have been built.Conclusions: The slow solar wind turbulence is shown on the average corresponding to the Kolmogorov law of hydrodynamic turbulence. The turbulence of fast quasi-stationary solar wind is well described by the Iroshnikov–Kraichnan magnetohydrodynamic turbulence.Key words: interplanetary scintillation, fast and slow solar wind, three-dimensional spatial spectrum of electron density fluctuationsManuscript submitted 08.08.2016Radio phys. radio astron. 2016, 21(4): 260-269 REFERENCES1. BRUNO, R. and CARBONE, V., 2005. The solar wind as a turbulence laboratory. Living Rev. Sol. Phys. vol. 2, id. 4. DOI: https://doi.org/10.12942/lrsp-2005-4 2. HAYASHI, K., KOJIMA, M., TOKUMARU, M. and FUJIKI, K., 2003. MHD tomography using interplanetary scintillation measurement. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 108, is. A3, pp. 1102–1123. DOI: https://doi.org/10.1029/2002JA009567 3. JACKSON, B. V., HICK, P. L., KOJIMA, M. and YOKOBE, A., 1998. Heliospheric tomography using interplanetary scintillation observations. 1. Combined Nagoya and Cambridge data. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 103, is. A6, pp. 12049–12068. DOI: https://doi.org/10.1029/97JA02528 4. SPANGLER, S. R., KAVARS, D. W., KORTENKAMP, P. S., BONDI, M., MANTOVANI, F. and ALEF, W., 2002. Very long baseline interferometer measurements of turbulence in the inner solar wind. Astron. Astrophys. vol. 384, no. 2, pp. 654–665. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361:20020028 5. FALLOWS, R. A., BREEN, A. R. and DORRIAN, G. D., 2008. Developments in the use of EISCAT for interplanetary scintillation. Ann. Geophys. vol. 26, pp. 2229–2236. DOI: https://doi.org/10.5194/angeo-26-2229-2008 6. OLYAK, M. R., 2012. Large-scale structure of solar wind and geomagnetic phenomena. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. vol. 86, pp. 34–40. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jastp.2012.06.011 7. FREHLICH, R. G., 1987. Space-time fourth moment of waves propagating in random media. Radio Sci. vol. 22, is. 4, pp. 481–490. DOI: https://doi.org/10.1029/RS022i004p00481 8. MATTHAEUS, W. H. and GOLDSTEIN, M. L., 1982. Stationarity of magnetohydrodynamic fluctuations in the solar wind. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 87, is. A12, pp. 10347–10354. DOI: 0.1029/JA087iA12p10347 9. BURLAGA, L. F and KLEIN, L. W., 1986. Fractal structure of the interplanetary magnetic field. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 91, is. A1, pp. 347–350. DOI: https://doi.org/10.1029/JA091iA01p00347 10. GRECO, A., MATTHAEUS, W. H., SERVIDIO, S., CHUYCHAI, P. and DMITRUK, P., 2009. Statistical analysis of discontinuities in solar wind ACE data and comparison with intermittent MHD turbulence. Astrophys. J. Lett. vol. 691, no. 2, pp. L111–L114. DOI: https://doi.org/10.1088/0004-637X/691/2/L111 11. HUDDLESTON, D. E., WOO, R. and NEUGEBAUER, M., 1995. Density fluctuations in different types of solar wind flow at 1 AU and comparison with results from Doppler scintillation measurements near the Sun. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 100, is. A10. pp.19951–19956. DOI: https://doi.org/10.1029/95JA01084 12. ALEXANDROVA, O., LACOMBE, C., MANGENEY, A., GRAPPIN, R. and MAKSIMOVIC, M., 2012. Solar wind turbulent spectrum at plasma kinetic scales. Astrophys. J. vol. 760, no. 2, pp. 121–127. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/760/2/121 13. CHEN, C. H. K., SALEM, C. S., BONNELLl, J. W., MOZER, F. S. and BALE, S. D., 2012. Density fluctuation spectrum of solar wind turbulence between ion and electron scales. Phys. Rev. Lett. vol. 109, no. 3, 35001. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.035001 14. HEWISH, A., SCOTT, P. F. and WILLS, D., 1964. Interplanetary scintillation of small diameter radio sources. Nature. vol. 203, is. 4951, pp. 1214–1217. DOI: https://doi.org/10.1038/2031214a0 15. ZHUK, N., 1980. Scintillation studies of cosmic source angular structure (review). Radiophys. Quantum Electron. vol. 23, no. 8, pp. 597–615. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01041203 16. MANOHARAN, P. K., 1993. Three-dimensional structure of the solar wind: Variation of density with the solar cycle. Sol. Phys. vol. 148, is. 1, pp. 153–167. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00675541 17. GLUBOKOVA, S. K., CHASHEI, I. V. and TYUL'BASHEV, S. A., 2012. Small-scale solar wind density turbulence spectrum from interplanetary scintillation observations. Adv. Astron. Space Phys. vol. 2, is. 2, pp. 164–166. 18. HOUMINER, Z. and HEWISH, A., 1972. Long lived sectors of enhanced density other hand, both the 34- and the 74-MHz IPS spectra were irregularities in the solar wind. Planet. Space Sci. vol. 20, is. 10, pp. 1703–1716. DOI: https://doi.org/10.1016/0032-0633(72)90192-4 19. PYNZAR, A. V., SHISHOV, V. I. and SHISHOVA T. D., 1975. Power spectra of interplanetary scintillations. Astronomicheskii Zhurnal. vol. 52, no. 6, pp. 1187–1194 (in Russian). 20. GOTWOLS, B. L., MITCHELL, D. G., ROELOF, E. C., CRONYN, W. M., SHAWHAN, S. D. and ERICKSON, W. C., 1978. Synoptic analysis of interplanetary radio scintillation spectra observed at 34 MHz // J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 83, is. A9. – P. 4200–4212. DOI: https://doi.org/10.1029/JA083iA09p04200 21. SPANGLER, S. R. and SAKURAI, T., 1995. Radio interferometer observations of solar wind turbulence from the orbit of HELIOS to the solar corona. Astrophys. J. vol. 445, no. 2, pp. 999–1016. DOI: https://doi.org/10.1086/175758 22. FUJIKI, K., KOJIMA, M., TOKUMARU, M., OHMI, T., YOKOBE, A., HAYASHI, K., McCOMAS, D. J. and ELLIOTT, H. A., 2003. How did the solar wind structure change around the solar maximum? From interplanetary scintillation observation. Ann. Geophys. vol. 21, no. 6, pp. 1257–1261. DOI: https://doi.org/10.5194/angeo-21-1257-2003 23. FALKOVICH, I. S., KONOVALENKO, A. A., KALINICHENKO, N. N., OLYAK, M. R., GRIDIN, A. A. BUBNOV, I. N, LECACHEUX, A. and RUCKER, H. O., 2006. Variations of Parameters of Solar Wind Stream Structure outside 1 AU in 2003-2004. Radio Phys. Radio Astron. vol. 11, no. 1, pp. 31–41 (in Russian). 24. FALKOVICH, I. S., OLYAK, M. R., KALINICHENKO, N. N. and BUBNOV, I. N., 2011. Association between Variations of the Solar Wind Parameters and Geomagnetic Activity Index Аp in 2003–2005. Radio Physics and Radio Astronomy. vol. 2, no. 3, pp. 205–210. DOI: https://doi.org/10.1615/RadioPhysicsRadioAstronomy.v2.i3.20 25. FALKOVICH, I. S., KALINICHENKO, N. N., KONOVALENKO, A. A., YATSKIV, Y. S., LYTVYNENKO, L. M., MELNIK, V. N., OLYAK, M. R., DOROVSKYY, V. V., BRAZHENKO, A. I., LYTVYNENKO, O. A., BUBNOV, I. N., GRIDIN, A. A. and SOLOV'EV, V. V., 2011. The URAN Decameter Radiotelescope System as an Instrument for Space Weather Investigations. Radio Physics and Radio Astronomy vol. 2, no. 4, pp. 307–314. DOI: https://doi.org/10.1615/RadioPhysicsRadioAstronomy.v2.i4.30 26. OLYAK, M. R., KALINICHENKO, N. N., KONOVALENKO, A. A. and BRAZHENKO, A. I., 2014. Applicationof Spectral and Dispersion Techniques at the Decameter Wavelengths for Determination of Solar Wind Parameters. Radio Phys. Radio Astron. vol. 19, no. 2, pp. 120–125 (in Russian). 27. OLYAK, M. R., 2013.The dispersion analysis of driftvelocity in the study of solar wind flows. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. vol. 102, pp. 185–191. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jastp.2013.05.016 28. OLYAK, M. R., 2015. High-Speed Solar Wind andGeomagnetic Activity. Radio Phys. Radio Astron. vol. 20, no. 1, pp. 3–9 (in Russian). 29. BOROVIKOV, V., 2003. STATISTICA: The Art of Computer Data Analysis for Professionals. St. Petersburg, Russia: Piter Publ. (in Russian). 30. ROBERTS, D. A., 2010. Evolution of the spectrum of solar wind velocity fluctuations from 0.3 to 5 AU. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 115, is. A12,·id. A12101. DOI: https://doi.org/10.1029/2009JA015120
publisher	Видавничий дім «Академперіодика»
publishDate	2016
url	http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1248
work_keys_str_mv	AT olyakmr spectrumoftheinterplanetaryplasmaturbulenceatadistancefromthesungreaterthan1au AT kalinichenkonn spectrumoftheinterplanetaryplasmaturbulenceatadistancefromthesungreaterthan1au AT konovalenkoaa spectrumoftheinterplanetaryplasmaturbulenceatadistancefromthesungreaterthan1au AT brazhenkoai spectrumoftheinterplanetaryplasmaturbulenceatadistancefromthesungreaterthan1au AT bubnovin spectrumoftheinterplanetaryplasmaturbulenceatadistancefromthesungreaterthan1au AT olyakmr spektrturbulentnostimežplanetnojplazmynarasstoâniâhotsolncabolʹših1ae AT kalinichenkonn spektrturbulentnostimežplanetnojplazmynarasstoâniâhotsolncabolʹših1ae AT konovalenkoaa spektrturbulentnostimežplanetnojplazmynarasstoâniâhotsolncabolʹših1ae AT brazhenkoai spektrturbulentnostimežplanetnojplazmynarasstoâniâhotsolncabolʹših1ae AT bubnovin spektrturbulentnostimežplanetnojplazmynarasstoâniâhotsolncabolʹših1ae AT olyakmr spektrturbulentnostímížplanetnoíplazminavídstanâhvídsoncâponad1ao AT kalinichenkonn spektrturbulentnostímížplanetnoíplazminavídstanâhvídsoncâponad1ao AT konovalenkoaa spektrturbulentnostímížplanetnoíplazminavídstanâhvídsoncâponad1ao AT brazhenkoai spektrturbulentnostímížplanetnoíplazminavídstanâhvídsoncâponad1ao AT bubnovin spektrturbulentnostímížplanetnoíplazminavídstanâhvídsoncâponad1ao
first_indexed	2025-12-02T15:37:03Z
last_indexed	2025-12-02T15:37:03Z
_version_	1850836444521693184
spelling	rpra-journalorgua-article-12482020-06-09T10:36:27Z SPECTRUM OF THE INTERPLANETARY PLASMA TURBULENCE AT A DISTANCE FROM THE SUN GREATER THAN 1 AU СПЕКТР ТУРБУЛЕНТНОСТИ МЕЖПЛАНЕТНОЙ ПЛАЗМЫ НА РАССТОЯНИЯХ ОТ СОЛНЦА БОЛЬШИХ 1 а.е. СПЕКТР ТУРБУЛЕНТНОСТІ МІЖПЛАНЕТНОЇ ПЛАЗМИ НА ВІДСТАНЯХ ВІД СОНЦЯ ПОНАД 1 А. О. Olyak, M. R. Kalinichenko, N. N. Konovalenko, A. A. Brazhenko, A. I. Bubnov, I. N. interplanetary scintillation; fast and slow solar wind; three-dimensional spatial spectrum of electron density fluctuations межпланетные мерцания; быстрый и медленный солнечный ветер; трехмерный пространственный спектр флуктуаций электронной концентрации міжпланетні мерехтіння; швидкий і повільний сонячний вітер; тривимірний просторовий спектр флуктуацій електронної концентрації PACS numbers: 95.30.Jx, 95.75.Pq, 95.85.Bh Purpose: Making analysis of variations of fast and slow solarwind parameters at distances from the Sun of about 1 AU andmore.Design/methodology/approach: The method of Feynman pathintegrals is applied to calculate the temporal spectra and dispersion dependences of the drift velocity of interplanetary scintillations. The calculated spectra and dispersion dependences have been compared with the experimental ones to determine the solar wind parameters.Findings:The parameters of fast and slow solar wind are determined and obtained data analyzed by the results of observations with the UTR-2 and URAN-2 radio telescopes made in 2003–2011. Based on these results, the empirical radial dependences of the turbulence spectra for fast and slow solar wind have been built.Conclusions: The slow solar wind turbulence is shown on the average corresponding to the Kolmogorov law of hydrodynamic turbulence. The turbulence of fast quasi-stationary solar wind is well described by the Iroshnikov–Kraichnan magnetohydrodynamic turbulence.Key words: interplanetary scintillation, fast and slow solar wind, three-dimensional spatial spectrum of electron density fluctuationsManuscript submitted 08.08.2016Radio phys. radio astron. 2016, 21(4): 260-269 REFERENCES1. BRUNO, R. and CARBONE, V., 2005. The solar wind as a turbulence laboratory. Living Rev. Sol. Phys. vol. 2, id. 4. DOI: https://doi.org/10.12942/lrsp-2005-4 2. HAYASHI, K., KOJIMA, M., TOKUMARU, M. and FUJIKI, K., 2003. MHD tomography using interplanetary scintillation measurement. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 108, is. A3, pp. 1102–1123. DOI: https://doi.org/10.1029/2002JA009567 3. JACKSON, B. V., HICK, P. L., KOJIMA, M. and YOKOBE, A., 1998. Heliospheric tomography using interplanetary scintillation observations. 1. Combined Nagoya and Cambridge data. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 103, is. A6, pp. 12049–12068. DOI: https://doi.org/10.1029/97JA02528 4. SPANGLER, S. R., KAVARS, D. W., KORTENKAMP, P. S., BONDI, M., MANTOVANI, F. and ALEF, W., 2002. Very long baseline interferometer measurements of turbulence in the inner solar wind. Astron. Astrophys. vol. 384, no. 2, pp. 654–665. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361:20020028 5. FALLOWS, R. A., BREEN, A. R. and DORRIAN, G. D., 2008. Developments in the use of EISCAT for interplanetary scintillation. Ann. Geophys. vol. 26, pp. 2229–2236. DOI: https://doi.org/10.5194/angeo-26-2229-2008 6. OLYAK, M. R., 2012. Large-scale structure of solar wind and geomagnetic phenomena. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. vol. 86, pp. 34–40. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jastp.2012.06.011 7. FREHLICH, R. G., 1987. Space-time fourth moment of waves propagating in random media. Radio Sci. vol. 22, is. 4, pp. 481–490. DOI: https://doi.org/10.1029/RS022i004p00481 8. MATTHAEUS, W. H. and GOLDSTEIN, M. L., 1982. Stationarity of magnetohydrodynamic fluctuations in the solar wind. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 87, is. A12, pp. 10347–10354. DOI: 0.1029/JA087iA12p10347 9. BURLAGA, L. F and KLEIN, L. W., 1986. Fractal structure of the interplanetary magnetic field. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 91, is. A1, pp. 347–350. DOI: https://doi.org/10.1029/JA091iA01p00347 10. GRECO, A., MATTHAEUS, W. H., SERVIDIO, S., CHUYCHAI, P. and DMITRUK, P., 2009. Statistical analysis of discontinuities in solar wind ACE data and comparison with intermittent MHD turbulence. Astrophys. J. Lett. vol. 691, no. 2, pp. L111–L114. DOI: https://doi.org/10.1088/0004-637X/691/2/L111 11. HUDDLESTON, D. E., WOO, R. and NEUGEBAUER, M., 1995. Density fluctuations in different types of solar wind flow at 1 AU and comparison with results from Doppler scintillation measurements near the Sun. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 100, is. A10. pp.19951–19956. DOI: https://doi.org/10.1029/95JA01084 12. ALEXANDROVA, O., LACOMBE, C., MANGENEY, A., GRAPPIN, R. and MAKSIMOVIC, M., 2012. Solar wind turbulent spectrum at plasma kinetic scales. Astrophys. J. vol. 760, no. 2, pp. 121–127. DOI:https://doi.org/10.1088/0004-637X/760/2/121 13. CHEN, C. H. K., SALEM, C. S., BONNELLl, J. W., MOZER, F. S. and BALE, S. D., 2012. Density fluctuation spectrum of solar wind turbulence between ion and electron scales. Phys. Rev. Lett. vol. 109, no. 3, 35001. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.035001 14. HEWISH, A., SCOTT, P. F. and WILLS, D., 1964. Interplanetary scintillation of small diameter radio sources. Nature. vol. 203, is. 4951, pp. 1214–1217. DOI: https://doi.org/10.1038/2031214a0 15. ZHUK, N., 1980. Scintillation studies of cosmic source angular structure (review). Radiophys. Quantum Electron. vol. 23, no. 8, pp. 597–615. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01041203 16. MANOHARAN, P. K., 1993. Three-dimensional structure of the solar wind: Variation of density with the solar cycle. Sol. Phys. vol. 148, is. 1, pp. 153–167. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00675541 17. GLUBOKOVA, S. K., CHASHEI, I. V. and TYUL'BASHEV, S. A., 2012. Small-scale solar wind density turbulence spectrum from interplanetary scintillation observations. Adv. Astron. Space Phys. vol. 2, is. 2, pp. 164–166. 18. HOUMINER, Z. and HEWISH, A., 1972. Long lived sectors of enhanced density other hand, both the 34- and the 74-MHz IPS spectra were irregularities in the solar wind. Planet. Space Sci. vol. 20, is. 10, pp. 1703–1716. DOI: https://doi.org/10.1016/0032-0633(72)90192-4 19. PYNZAR, A. V., SHISHOV, V. I. and SHISHOVA T. D., 1975. Power spectra of interplanetary scintillations. Astronomicheskii Zhurnal. vol. 52, no. 6, pp. 1187–1194 (in Russian). 20. GOTWOLS, B. L., MITCHELL, D. G., ROELOF, E. C., CRONYN, W. M., SHAWHAN, S. D. and ERICKSON, W. C., 1978. Synoptic analysis of interplanetary radio scintillation spectra observed at 34 MHz // J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 83, is. A9. – P. 4200–4212. DOI: https://doi.org/10.1029/JA083iA09p04200 21. SPANGLER, S. R. and SAKURAI, T., 1995. Radio interferometer observations of solar wind turbulence from the orbit of HELIOS to the solar corona. Astrophys. J. vol. 445, no. 2, pp. 999–1016. DOI: https://doi.org/10.1086/175758 22. FUJIKI, K., KOJIMA, M., TOKUMARU, M., OHMI, T., YOKOBE, A., HAYASHI, K., McCOMAS, D. J. and ELLIOTT, H. A., 2003. How did the solar wind structure change around the solar maximum? From interplanetary scintillation observation. Ann. Geophys. vol. 21, no. 6, pp. 1257–1261. DOI: https://doi.org/10.5194/angeo-21-1257-2003 23. FALKOVICH, I. S., KONOVALENKO, A. A., KALINICHENKO, N. N., OLYAK, M. R., GRIDIN, A. A. BUBNOV, I. N, LECACHEUX, A. and RUCKER, H. O., 2006. Variations of Parameters of Solar Wind Stream Structure outside 1 AU in 2003-2004. Radio Phys. Radio Astron. vol. 11, no. 1, pp. 31–41 (in Russian). 24. FALKOVICH, I. S., OLYAK, M. R., KALINICHENKO, N. N. and BUBNOV, I. N., 2011. Association between Variations of the Solar Wind Parameters and Geomagnetic Activity Index Аp in 2003–2005. Radio Physics and Radio Astronomy. vol. 2, no. 3, pp. 205–210. DOI: https://doi.org/10.1615/RadioPhysicsRadioAstronomy.v2.i3.20 25. FALKOVICH, I. S., KALINICHENKO, N. N., KONOVALENKO, A. A., YATSKIV, Y. S., LYTVYNENKO, L. M., MELNIK, V. N., OLYAK, M. R., DOROVSKYY, V. V., BRAZHENKO, A. I., LYTVYNENKO, O. A., BUBNOV, I. N., GRIDIN, A. A. and SOLOV'EV, V. V., 2011. The URAN Decameter Radiotelescope System as an Instrument for Space Weather Investigations. Radio Physics and Radio Astronomy vol. 2, no. 4, pp. 307–314. DOI: https://doi.org/10.1615/RadioPhysicsRadioAstronomy.v2.i4.30 26. OLYAK, M. R., KALINICHENKO, N. N., KONOVALENKO, A. A. and BRAZHENKO, A. I., 2014. Applicationof Spectral and Dispersion Techniques at the Decameter Wavelengths for Determination of Solar Wind Parameters. Radio Phys. Radio Astron. vol. 19, no. 2, pp. 120–125 (in Russian). 27. OLYAK, M. R., 2013.The dispersion analysis of driftvelocity in the study of solar wind flows. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. vol. 102, pp. 185–191. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jastp.2013.05.016 28. OLYAK, M. R., 2015. High-Speed Solar Wind andGeomagnetic Activity. Radio Phys. Radio Astron. vol. 20, no. 1, pp. 3–9 (in Russian). 29. BOROVIKOV, V., 2003. STATISTICA: The Art of Computer Data Analysis for Professionals. St. Petersburg, Russia: Piter Publ. (in Russian). 30. ROBERTS, D. A., 2010. Evolution of the spectrum of solar wind velocity fluctuations from 0.3 to 5 AU. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 115, is. A12,·id. A12101. DOI: https://doi.org/10.1029/2009JA015120 УДК 523.62PACS numbers: 95.30.Jx, 95.75.Pq, 95.85.Bh Предмет и цель работы: Анализируются вариации параметров солнечного ветра на расстояниях от Солнца порядка 1 а. е. и больше.Методы и методология: Метод фейнмановских интегралов по траекториям был применен для вычисления временных спектров и дисперсионных зависимостей дрейфовой скорости межпланетных мерцаний. Полученные выражения были использованы для сопоставления с экспериментальными спектрами и дисперсионными зависимостями дрейфовой скорости и определения параметров солнечного ветра.Результаты: По данным наблюдений на радиотелескопах УТР-2 и УРАН-2 в 2003–2011 гг. были определены параметры быстрого и медленного солнечного ветра и выполнен анализ полученных данных. Построены эмпирические радиальные зависимости спектров турбулентности быстрого и медленного солнечного ветра.Заключение: Показано, что турбулентность медленного солнечного ветра хорошо описывается законом Колмогорова для гидродинамической турбулентности, турбулентность быстрого квазистационарного солнечного ветра описывается законом Ирошникова–Кречнана для магнитогидродинамической турбулентности.Ключевые слова: межпланетные мерцания, быстрый и медленный солнечный ветер, трехмерный пространственный спектр флуктуаций электронной концентрацииСтатья поступила в редакцию 08.08.2016Radio phys. radio astron. 2016, 21(4): 260-269 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Bruno R. and Carbone V. The solar wind as a turbulence laboratory // Living Rev. Sol. Phys. – 2005. – Vol. 2. – id. 4. DOI: 10.12942/lrsp-2005-42. Hayashi K., Kojima M., Tokumaru M., and Fujiki K. MHD tomography using interplanetary scintillation measurement // J. Geophys. Res. Space Phys. – 2003. – Vol. 108, Is. А3. – P. 1102–1123. DOI: 10.1029/2002JA0095673. Jackson B. V., Hick P. L., Kojima M., and Yokobe A. Heliospheric tomography using interplanetary scintillation observations. 1. Combined Nagoya and Cambridge data // J. Geophys. Res. Space Phys. – 1998. – Vol. 103, Is. A6. – P. 12049–12068. DOI: 10.1029/97JA025284. Spangler S. R., Kavars D. W., Kortenkamp P. S., Bondi M., Mantovani F., and Alef W. Very long baseline interferometer measurements of turbulence in the inner solar wind // Astron. Astrophys. – 2002. – Vol. 384, No. 2. – P. 654–665. DOI: 10.1051/0004-6361:200200285. Fallows R. A., Breen A. R., and Dorrian G. D. Developments in the use of EISCAT for interplanetary scintillation // Ann. Geophys. – 2008. – Vol. 26. – P. 2229–2236. DOI:10.5194/angeo-26-2229-20086. Olyak M. R. Large-scale structure of solar wind and geomagnetic phenomena // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. – 2012. – Vol. 86. – P. 34–40. DOI: 10.1016/j.jastp.2012.06.0117. Frehlich R. G. Space-time fourth moment of waves propagating in random media // Radio Sci. – 1987. – Vol. 22, Is. 4. – P. 481–490. DOI: 10.1029/RS022i004p004818. Matthaeus W. H. and Goldstein M. L. Stationarity of magnetohydrodynamic fluctuations in the solar wind // J. Geophys. Res. Space Phys. – 1982. – Vol. 87, Is. A12. – P. 10347–10354. DOI: 0.1029/JA087iA12p103479. Burlaga L. F. and Klein L. W. Fractal structure of the interplanetary magnetic field // J. Geophys. Res. Space Phys. – 1986. – Vol. 91, Is. A1. – P. 347–350. DOI: 10.1029/JA091iA01p00347.10. Greco A., Matthaeus W. H., Servidio S., Chuychai P., and Dmitruk P. Statistical analysis of discontinuities in solar wind ACE data and comparison with intermittent MHD turbulence // Astrophys. J. Lett. – 2009. – Vol. 691, No. 2. – P. L111–L114. DOI: 10.1088/0004-637X/691/2/L11111. Huddleston D. E., Woo R., and Neugebauer M. Density fluctuations in different types of solar wind flow at 1 AU and comparison with results from Doppler scintillation measurements near the Sun // J. Geophys. Res. Space Phys. – 1995. – Vol. 100, Is. A10. – P. 19951–19956. DOI: 10.1029/95JA0108412. Alexandrova O., Lacombe C., Mangeney A., Grappin R., and Maksimovic M. Solar wind turbulent spectrum at plasma kinetic scales // Astrophys. J. – 2012. – Vol. 760, No. 2 – P. 121–127. DOI: 10.1088/0004-637X/760/2/12113. Chen C. H. K., Salem C. S., Bonnell J. W., Mozer F. S., and Bale S. D. Density fluctuation spectrum of solar wind turbulence between ion and electron scales // Phys. Rev. Lett. – 2012. – Vol. 109, No. 3. – id. 35001.14. Hewish A., Scott P. F., and Wills D. Interplanetary Scintillation of Small Diameter Radio Sources // Nature. – 1964. – Vol. 203, Is. 4951. – P. 1214–1217. DOI: 10.1038/2031214a015. Zhuk N. Scintillation studies of cosmic source angular structure (review) // Radiophys. Quantum Electron. – 1980. – Vol. 23, No. 8. – P. 597–615. DOI: 10.1007/BF0104120316. Manoharan P. K. Three-dimensional structure of the solar wind: Variation of density with the solar cycle // Sol. Phys. – 1993. – Vol. 148, Is. 1. – P. 153–167. DOI: 10.1007/BF0067554117. Glubokova S. K., Chashei I. V., and Tyul’bashev S. A. Small-scale solar wind density turbulence spectrum from interplanetary scintillation observations // Adv. Astron. Space Phys. – 2012. – Vol. 2, Is. 2. – P. 164–166.18. Houminer Z. and Hewish A. Long lived sectors of enhanced density other hand, both the 34- and the 74-MHz IPS spectra were irregularities in the solar wind // Planet. Space Sci. – 1972. – Vol. 20, Is. 10. – P. 1703–1716. DOI: 10.1016/0032-0633(72)90192-419. Пынзарь А. В., Шишов В. И., Шишова Т. Д. Энергетические спектры межпланетных мерцаний // Астрономический журнал. – 1975. – Т. 52, № 6. – С. 1187–1194.20. Gotwols B. L., Mitchell D. G., Roelof E. C., Cronyn W. M., Shawhan S. D., and Erickson W. C. Synoptic analysis of interplanetary radio scintillation spectra observed at 34 MHz // J. Geophys. Res. Space Phys. – 1978. – Vol. 83, Is. A9. – P. 4200–4212. DOI: 10.1029/JA083iA09p0420021. Spangler S. R. and Sakurai T. Radio interferometer observations of solar wind turbulence from the orbit of HELIOS to the solar corona // Astrophys. J. – 1995. – Vol. 445, No. 2. – P. 999–1016. DOI: 10.1086/17575822. Fujiki K., Kojima M., Tokumaru M., Ohmi T., Yokobe A., Hayashi K., McComas D. J., and Elliott H. A. How did the solar wind structure change around the solar maximum? From interplanetary scintillation observation // Ann. Geophys. – 2003. – Vol. 21, No. 6. – P. 1257–1261. DOI:10.5194/angeo-21-1257-200323. Фалькович И. С., Коноваленко А. А, Калиниченко Н. Н., Ольяк М. Р., Гридин А. А., Бубнов И. Н., Лекашо А, Рукер Х. О. Вариации параметров струйной структуры солнечного ветра на расстояниях более 1 а. е. в 2003–2004 гг. // Радиофизика и радиоастрономия. – 2006. – Т. 11, № 1. – С. 31–41.24. Фалькович И. С., Ольяк М. Р., Калиниченко Н. Н., Бубнов И. Н. Связь между вариациями параметров солнечного ветра и индексом геомагнитной активности Аp в 2003–2005 гг. // Радиофизика и радиоастрономия. – 2011. – Т. 16, № 1. – С. 15–21.25. Фалькович И. С., Калиниченко Н. Н, Коноваленко А. А., Яцкив Я. С., Литвиненко Л. Н., Мельник В .Н., Ольяк М. Р., Доровский В. В., Браженко А. И., Литвиненко О. А., Бубнов И. Н., Гридин А. А., Соловьев В. В. Cистема декаметровых радиотелескопов УРАН как инструмент для исследований космической погоды // Радиофизика и радиоастрономия. – 2011. – Т. 16, № 2. – С. 144–153.26. Ольяк М. Р., Калиниченко Н. Н., Коноваленко А. А., Браженко А. И. Применение спектрального и дисперсионного анализа в декаметровом диапазоне радиоволн для определения параметров солнечного ветра // Радиофизика и радиоастрономия. – 2014. – Т. 19, № 2. – С. 120–125.27. Olyak M. R. The dispersion analysis of drift velocity in the study of solar wind flows // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. – 2013. – Vol. 102. – P. 185–191. DOI: 10.1016/j.jastp. 2013.05.01628. Ольяк М. Р. Быстрый солнечный ветер и геомагнитная активность // Радиофизика и радиоастрономия. – 2015. – Т. 20, № 1. – С. 3–9.29. Боровиков. В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов. 2-е изд. – Санкт-Петербург: Питер, 2003. – 688 с.30. Roberts D. A. Evolution of the spectrum of solar wind velocity fluctuations from 0.3 to 5 AU // J. Geophys. Res. Space Phys. – 2010. – Vol. 115, Is. A12. – id. A12101. DOI: 10.1029/2009JA015120 УДК 523.62PACS numbers: 95.30.Jx, 95.75.Pq, 95.85.Bh Предмет і мета роботи: Аналізуються варіації параметрів сонячного вітру на відстанях від Сонця близько 1 а. о. та більше.Методи і методологія: Метод фейнманівських інтегралів за траєкторіями був застосований для обчислення часових спектрів і дисперсійних залежностей дрейфової швидкості міжпланетних мерехтінь. Отримані вирази були використані для зіставлення з експериментальними спектрами та дисперсійними залежностями дрейфової швидкості і визначення параметрів сонячного вітру.Результати: За даними спостережень на радіотелескопах УТР-2 і УРАН-2 в 2003–2011 рр. визначено параметри швидкого й повільного сонячного вітру та виконано аналіз отриманих даних. Побудовано емпіричні радіальні залежності спектрів турбулентності швидкого й повільного сонячного вітру.Висновок: Показано, що турбулентність повільного сонячного вітру добре описується законом Колмогорова для гідродинамічної турбулентності, турбулентність швидкого квазістаціонарного сонячного вітру описується законом Ірошнікова–Кречнана для магнітогідродинамічної турбулентності.Ключові слова: міжпланетні мерехтіння, швидкий і повільний сонячний вітер, тривимірний просторовий спектр флуктуацій електронної концентраціїСтаття надійшла до редакції 08.08.2016Radio phys. radio astron. 2016, 21(4): 260-269 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ1. Bruno R. and Carbone V. The solar wind as a turbulence laboratory // Living Rev. Sol. Phys. – 2005. – Vol. 2. – id. 4. DOI: 10.12942/lrsp-2005-42. Hayashi K., Kojima M., Tokumaru M., and Fujiki K. MHD tomography using interplanetary scintillation measurement // J. Geophys. Res. Space Phys. – 2003. – Vol. 108, Is. А3. – P. 1102–1123. DOI: 10.1029/2002JA0095673. Jackson B. V., Hick P. L., Kojima M., and Yokobe A. Heliospheric tomography using interplanetary scintillation observations. 1. Combined Nagoya and Cambridge data // J. Geophys. Res. Space Phys. – 1998. – Vol. 103, Is. A6. – P. 12049–12068. DOI: 10.1029/97JA025284. Spangler S. R., Kavars D. W., Kortenkamp P. S., Bondi M., Mantovani F., and Alef W. Very long baseline interferometer measurements of turbulence in the inner solar wind // Astron. Astrophys. – 2002. – Vol. 384, No. 2. – P. 654–665. DOI: 10.1051/0004-6361:200200285. Fallows R. A., Breen A. R., and Dorrian G. D. Developments in the use of EISCAT for interplanetary scintillation // Ann. Geophys. – 2008. – Vol. 26. – P. 2229–2236. DOI:10.5194/angeo-26-2229-20086. Olyak M. R. Large-scale structure of solar wind and geomagnetic phenomena // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. – 2012. – Vol. 86. – P. 34–40. DOI: 10.1016/j.jastp.2012.06.0117. Frehlich R. G. Space-time fourth moment of waves propagating in random media // Radio Sci. – 1987. – Vol. 22, Is. 4. – P. 481–490. DOI: 10.1029/RS022i004p004818. Matthaeus W. H. and Goldstein M. L. Stationarity of magnetohydrodynamic fluctuations in the solar wind // J. Geophys. Res. Space Phys. – 1982. – Vol. 87, Is. A12. – P. 10347–10354. DOI: 0.1029/JA087iA12p103479. Burlaga L. F. and Klein L. W. Fractal structure of the interplanetary magnetic field // J. Geophys. Res. Space Phys. – 1986. – Vol. 91, Is. A1. – P. 347–350. DOI: 10.1029/JA091iA01p00347.10. Greco A., Matthaeus W. H., Servidio S., Chuychai P., and Dmitruk P. Statistical analysis of discontinuities in solar wind ACE data and comparison with intermittent MHD turbulence // Astrophys. J. Lett. – 2009. – Vol. 691, No. 2. – P. L111–L114. DOI: 10.1088/0004-637X/691/2/L11111. Huddleston D. E., Woo R., and Neugebauer M. Density fluctuations in different types of solar wind flow at 1 AU and comparison with results from Doppler scintillation measurements near the Sun // J. Geophys. Res. Space Phys. – 1995. – Vol. 100, Is. A10. – P. 19951–19956. DOI: 10.1029/95JA0108412. Alexandrova O., Lacombe C., Mangeney A., Grappin R., and Maksimovic M. Solar wind turbulent spectrum at plasma kinetic scales // Astrophys. J. – 2012. – Vol. 760, No. 2 – P. 121–127. DOI: 10.1088/0004-637X/760/2/12113. Chen C. H. K., Salem C. S., Bonnell J. W., Mozer F. S., and Bale S. D. Density fluctuation spectrum of solar wind turbulence between ion and electron scales // Phys. Rev. Lett. – 2012. – Vol. 109, No. 3. – id. 35001.14. Hewish A., Scott P. F., and Wills D. Interplanetary Scintillation of Small Diameter Radio Sources // Nature. – 1964. – Vol. 203, Is. 4951. – P. 1214–1217. DOI: 10.1038/2031214a015. Zhuk N. Scintillation studies of cosmic source angular structure (review) // Radiophys. Quantum Electron. – 1980. – Vol. 23, No. 8. – P. 597–615. DOI: 10.1007/BF0104120316. Manoharan P. K. Three-dimensional structure of the solar wind: Variation of density with the solar cycle // Sol. Phys. – 1993. – Vol. 148, Is. 1. – P. 153–167. DOI: 10.1007/BF0067554117. Glubokova S. K., Chashei I. V., and Tyul’bashev S. A. Small-scale solar wind density turbulence spectrum from interplanetary scintillation observations // Adv. Astron. Space Phys. – 2012. – Vol. 2, Is. 2. – P. 164–166.18. Houminer Z. and Hewish A. Long lived sectors of enhanced density other hand, both the 34- and the 74-MHz IPS spectra were irregularities in the solar wind // Planet. Space Sci. – 1972. – Vol. 20, Is. 10. – P. 1703–1716. DOI: 10.1016/0032-0633(72)90192-419. Пынзарь А. В., Шишов В. И., Шишова Т. Д. Энергетические спектры межпланетных мерцаний // Астрономический журнал. – 1975. – Т. 52, № 6. – С. 1187–1194.20. Gotwols B. L., Mitchell D. G., Roelof E. C., Cronyn W. M., Shawhan S. D., and Erickson W. C. Synoptic analysis of interplanetary radio scintillation spectra observed at 34 MHz // J. Geophys. Res. Space Phys. – 1978. – Vol. 83, Is. A9. – P. 4200–4212. DOI: 10.1029/JA083iA09p0420021. Spangler S. R. and Sakurai T. Radio interferometer observations of solar wind turbulence from the orbit of HELIOS to the solar corona // Astrophys. J. – 1995. – Vol. 445, No. 2. – P. 999–1016. DOI: 10.1086/17575822. Fujiki K., Kojima M., Tokumaru M., Ohmi T., Yokobe A., Hayashi K., McComas D. J., and Elliott H. A. How did the solar wind structure change around the solar maximum? From interplanetary scintillation observation // Ann. Geophys. – 2003. – Vol. 21, No. 6. – P. 1257–1261. DOI:10.5194/angeo-21-1257-200323. Фалькович И. С., Коноваленко А. А, Калиниченко Н. Н., Ольяк М. Р., Гридин А. А., Бубнов И. Н., Лекашо А, Рукер Х. О. Вариации параметров струйной структуры солнечного ветра на расстояниях более 1 а. е. в 2003–2004 гг. // Радиофизика и радиоастрономия. – 2006. – Т. 11, № 1. – С. 31–41.24. Фалькович И. С., Ольяк М. Р., Калиниченко Н. Н., Бубнов И. Н. Связь между вариациями параметров солнечного ветра и индексом геомагнитной активности Аp в 2003–2005 гг. // Радиофизика и радиоастрономия. – 2011. – Т. 16, № 1. – С. 15–21.25. Фалькович И. С., Калиниченко Н. Н, Коноваленко А. А., Яцкив Я. С., Литвиненко Л. Н., Мельник В .Н., Ольяк М. Р., Доровский В. В., Браженко А. И., Литвиненко О. А., Бубнов И. Н., Гридин А. А., Соловьев В. В. Cистема декаметровых радиотелескопов УРАН как инструмент для исследований космической погоды // Радиофизика и радиоастрономия. – 2011. – Т. 16, № 2. – С. 144–153.26. Ольяк М. Р., Калиниченко Н. Н., Коноваленко А. А., Браженко А. И. Применение спектрального и дисперсионного анализа в декаметровом диапазоне радиоволн для определения параметров солнечного ветра // Радиофизика и радиоастрономия. – 2014. – Т. 19, № 2. – С. 120–125.27. Olyak M. R. The dispersion analysis of drift velocity in the study of solar wind flows // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. – 2013. – Vol. 102. – P. 185–191. DOI: 10.1016/j.jastp. 2013.05.01628. Ольяк М. Р. Быстрый солнечный ветер и геомагнитная активность // Радиофизика и радиоастрономия. – 2015. – Т. 20, № 1. – С. 3–9.29. Боровиков. В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов. 2-е изд. – Санкт-Петербург: Питер, 2003. – 688 с.30. Roberts D. A. Evolution of the spectrum of solar wind velocity fluctuations from 0.3 to 5 AU // J. Geophys. Res. Space Phys. – 2010. – Vol. 115, Is. A12. – id. A12101. DOI: 10.1029/2009JA015120 Видавничий дім «Академперіодика» 2016-12-23 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1248 10.15407/rpra21.04.260 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 21, No 4 (2016); 260 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 21, No 4 (2016); 260 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 21, No 4 (2016); 260 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra21.04 ru http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1248/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/downloadSuppFile/1248/8 Copyright (c) 2016 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY

SPECTRUM OF THE INTERPLANETARY PLASMA TURBULENCE AT A DISTANCE FROM THE SUN GREATER THAN 1 AU

Institution

Similar Items