The analytical treatment of nonlinear evolution of the shear-flow-modified current driven ion cyclotron instability and shear-flow-driven ion cyclotron kinetic instabilities of magnetic field-aligned plasma shear flow is presented. Analysis is performed on the base of the nonlinear dispersion equation, which accounts for a new combined effect of plasma turbulence and shear flow. It consists of turbulent scattering of ions across the shear flow with their convection by shear flow and results in enhanced nonlinear broadening of ion cyclotron resonances. This effect is found to lead to the saturation of ion cyclotron instabilities as well as to the development of nonlinear shear flow driven ion cyclotron instability.

1.
B. G.
Fejer
and
M. C.
Kelly
,
Rev. Geophys.
18
,
401
, DOI: 10.1029/RG018i002p00401 (
1980
).
2.
J. P.
McFadden
,
C. W.
Carlson
,
R. E.
Ergun
,
F. S.
Mozer
,
M.
Temerin
,
W.
Peria
,
D. M.
Klumpar
,
E. G.
Shelley
,
W. K.
Peterson
,
E.
Moebius
,
L.
Kistler
,
R.
Elphic
,
R.
Strangeway
,
C.
Cattell
, and
R.
Pfaff
,
Geophys. Res. Lett.
25
,
2021
, DOI: 10.1029/98GL00648 (
1998
).
3.
C. W.
Carlson
,
J. P.
McFadden
,
R. E.
Ergun
,
M.
Temerin
,
W.
Peria
,
F. S.
Mozer
,
D. M.
Kumpar
,
E. G.
Shelley
,
W. K.
Peterson
,
E.
Moebius
,
R.
Elphic
,
R.
Sttrangeway
,
C.
Cattell
, and
R.
Pfaff
,
Geophys. Res. Lett.
25
,
2017
, DOI: 10.1029/98GL00851 (
1998
).
4.
V. S.
Mikhailenko
,
D. V.
Chibisov
, and
V. V.
Mikhailenko
,
Phys. Plasmas
13
,
102105
(
2006
).
5.
V. S.
Mikhailenko
and
D. V.
Chibisov
,
Phys. Plasmas
14
,
082109
(
2007
).
6.
W. E.
Amatucci
,
J. Geophys. Res.
104
,
14481
, DOI: 10.1029/1998JA900098 (
1999
).
7.
J.
Bleski
,
K.
Kossacki
,
B.
Popielawska
,
S. I.
Klimov
,
S. A.
Romanov
,
S. P.
Slavin
, and
L. M.
Zeleny
,
Phys. Scr.
37
,
623
(
1988
).
8.
J. P.
McFadden
,
C. W.
Carlson
,
R. E.
Ergun
,
C. C.
Chaston
,
F. S.
Mozer
,
M.
Temerin
,
D. M.
Klumpar
,
E. G.
Shelley
,
W. K.
Peterson
,
E.
Moebius
,
L.
Kistler
,
R.
Elphic
,
R.
Strangeway
, and
C.
Cattel
,
Geophys. Res. Lett.
25
,
2045
, DOI: 10.1029/98GL00855 (
1998
).
9.
C.
Cattell
,
R.
Bergmann
,
K.
Sigsbee
,
C.
Carlson
,
C.
Chaston
,
R.
Ergun
,
J.
MacFadden
,
F. C.
Mozer
,
M.
Temerin
,
R.
Strangeway
,
R.
Elphic
,
L.
Kistler
,
E.
Moebius
,
L.
Tang
,
D.
Klumpar
, and
R.
Pfaff
,
Geophys. Res. Lett.
25
,
2053
, DOI: 10.1029/98GL00834 (
1998
).
10.
T. H.
Okuda
and
M.
Ashour-Abdala
,
Geophys. Res. Lett.
8
,
811
, DOI: 10.1029/GL008i007p00811 (
1981
).
11.
P. M.
Kintner
,
J.
Bonnell
,
R.
Arnoldy
,
K.
Lynch
,
C.
Pollock
, and
T.
Moor
,
Geophys. Res. Lett.
23
,
1873
, DOI: 10.1029/96GL01863 (
1996
).
12.
J. M.
Kindel
and
C. F.
Kennel
,
J. Geophys. Res.
76
,
3055
, DOI: 10.1029/JA076i013p03055 (
1971
).
13.
R.
Bergmann
,
J. Geophys. Res.
89
,
953
, DOI: 10.1029/JA089iA02p00953 (
1984
).
14.
R.
Bergmann
,
I.
Roth
, and
M. K.
Hudson
,
J. Geophys. Res.
93
,
4005
, DOI: 10.1029/JA093iA05p04005 (
1988
).
15.
E. A.
Bering
,
M. C.
Kelley
, and
F. S.
Mozer
,
J. Geophys. Res.
80
,
4612
, DOI: 10.1029/JA080i034p04612 (
1975
).
16.
P. M.
Kintner
,
W.
Sales
,
J.
Vago
,
R.
Arnoldy
,
G.
Garbe
, and
T.
Moore
,
Geophys. Res. Lett.
16
,
739
, DOI: 10.1029/GL016i007p00739 (
1989
).
17.
W. E.
Drummond
and
M. N.
Rosenbluth
,
Phys. Fluids
5
,
1507
(
1962
).
18.
J. J.
Rasmussen
and
R. W.
Schrittwieser
,
IEEE Trans. Plasma Sci.
19
,
457
(
1991
).
19.
A.
Hirose
and
I.
Alexeff
,
Phys. Fluids
16
,
1087
(
1973
).
20.
S. P.
Gary
and
S. J.
Schwartz
,
J. Geophys. Res.
85
,
2978
, DOI: 10.1029/JA085iA06p02978 (
1980
).
21.
G. S.
Lakhina
,
J. Geophys. Res.
92
,
12161
, DOI: 10.1029/JA092iA11p12161 (
1987
).
22.
E. V.
Belova
,
Ya.
Blensky
,
M.
Denis
,
L. M.
Zelenyy
, and
S. P.
Savin
,
Sov. J. Plasma Phys.
17
,
401
(
1991
).
23.
V. V.
Gavrishchaka
,
G. I.
Ganguli
,
W. A.
Scales
,
S. P.
Slinker
,
C. C.
Chaston
,
J. P.
McFadden
,
R. E.
Ergun
, and
C. W.
Carlson
,
Phys. Rev. Lett.
85
,
4285
(
2000
).
24.
G.
Ganguli
,
S.
Slinker
,
V.
Gavrishchaka
, and
W. A.
Scales
,
Phys. Plasmas
9
,
2321
(
2002
).
25.
N.
D’Angelo
,
Phys. Fluids
8
,
1748
(
1965
).
26.
C. T.
Dum
and
T. H.
Dupree
,
Phys. Fluids
13
,
2064
(
1970
).
27.
G.
Benford
,
J. Plasma Phys.
15
,
431
(
1976
).
28.
J.
Weinstock
,
Phys. Fluids
11
,
1977
(
1968
).
29.
D. R.
Dakin
,
T.
Tajima
,
G.
Benford
, and
N.
Rynn
,
J. Plasma Phys.
15
,
175
(
1976
).
30.
P. K.
Chaturvedi
,
J. Geophys. Res.
81
,
6169
, DOI: 10.1029/JA081i034p06169 (
1976
).
31.
P.
Satyanarayana
,
P. K.
Chaturvedi
,
M. J.
Keskinen
,
J. D.
Huba
, and
S. L.
Ossakow
,
J. Geophys. Res.
90
,
12209
, DOI: 10.1029/JA090iA12p12209 (
1985
).
32.
V. S.
Mikhailenko
and
K. N.
Stepanov
,
Plasma Phys.
23
,
1165
(
1981
).
You do not currently have access to this content.