Characteristic of Pc3 ULF waves observed in the dayside magnetosheath

Abstract

Wave characteristics (wave modes and poynting fluxes) of hydromagnetic ULF (Ultra-Low Frequency) signals, Pc 3 (periods = 10 - 40 s) in the megnetosheath were investigated using the magnetic field, electric field and plasmas simultaneously measured by the Japanese scientific satellite, GEOTAIL. The results showed that Pc 3 ULF signals in the magnetosheath propagated with the mixed wave modes including fast, intermediate and slow magnetosonic waves. The poynting fluxes of the Pc 3 ULF signals in the magnetosheath were found to be 100 - 1,000 times bigger than those of the Pc 3 signals observed in the magnetosphere (10 - 50 nJ/sq m s), suggesting that the transmission efficiency of Pc 3 signals across the magnetopause is the order of 1 percent or 0.1 percent only. These observed facts suggest that Pc 3 ULF waves in the magnetosheath should be the sufficient energy source for the Pc 3 observed both in the magnetosphere and on the ground.

日本の科学衛星GEOTAILを用いて磁場、電場、プラズマの同時測定を行い、磁気シース中の磁気流体学的なULF(極低周波)信号、Pc3(周期10?40秒)の波動特性(波動モードとポインティングフラックス)を調べた。磁気シース中のPc3ULF信号は、高速、中速、低速の磁気波の混合波動モードとして伝搬するという結果が得られた。磁気シース中のPc3ULF信号のポインティングフラックスは磁気圏で観測されるPc3信号(10?50nJ/平方メートルs)に比べて100から1,000倍大きいことが分かった。これは、磁気圏界面のPc3信号の透過効率は1%ないし0.1%に過ぎないことを示している。これらの事実は、磁気シース中のPc3ULF波は、磁気圏および地上両方のPc3信号のエネルギー源として充分な大きさのエネルギーを持っていることを示している。