Modulation of convective cells by kinetic Alfvén wave (KAW) turbulence is investigated. The interaction is governed by a nonlinear dispersion relation for the convective cells. It is shown that KAW turbulence is disrupted by excitation of the large-scale convective motion through a resonant instability. Application of the results to the auroral ionosphere shows that cross-scale coupling of the KAW turbulence and convective cells plays an important role in the evolution of ionospheric plasma turbulence.
REFERENCES
1.
P. K.
Shukla
, M. Y.
Yu
, H. U.
Rahman
, and K. H.
Spatschek
, Phys. Rep.
105
, 227
(1984
).2.
P. H.
Diamond
, S.-I.
Itoh
, K.
Itoh
, and T. S.
Hahm
, Plasma Phys. Controlled Fusion
47
, R35
(2005
).3.
H.
Okuda
and J. M.
Dawson
, Phys. Fluids
22
, 408
(1973
).4.
V. P.
Pavlenko
and J.
Weiland
, Phys. Rev. Lett.
46
, 246
(1981
).5.
6.
O. A.
Pokhotelov
, O. G.
Onishchenko
, R. Z.
Sagdeev
, and R. A.
Treumann
, J. Geophys. Res.
108
, 1291
, doi: (2003
).7.
O. A.
Pokhotelov
, O. G.
Onishchenko
, R. Z.
Sagdeev
, M. A.
Balikhin
, and L.
Stenflo
, J. Geophys. Res.
109
, A03305
, doi: (2004
).8.
O. G.
Onishchenko
, O. A.
Pokhotelov
, R. Z.
Sagdeev
, L.
Stenflo
, R. A.
Treumann
, and M. A.
Balikhin
, J. Geophys. Res.
109
, A03306
, doi: (2004
).9.
O. G.
Onishchenko
, O. A.
Pokhotelov
, M. A.
Balikhin
, L.
Stenflo
, and R. Z.
Sagdeev
, Phys. Plasmas
11
, 4954
(2004
).10.
G. D.
Aburjaniaa
, Kh. Z.
Chargaziaa
, L. M.
Zelenyic
, and G.
Zimbardod
, Planet. Space Sci.
57
, 1474
(2009
).11.
J. S.
Zhao
, D. J.
Wu
, J. Y.
Lu
, L.
Yang
, and M. Y.
Yu
, New J. Phys.
13
, 063043
(2011
).12.
O. A.
Pokhotelov
, V.
Khruschev
, M.
Parrot
, S.
Senchenkov
, and V. P.
Pavlenko
, J. Geophys. Res.
106
, 25813
, doi: (2001
).13.
V. I.
Petviashvili
and O. A.
Pokhotelov
, Solitary Waves in Plasmas and in the Atmosphere
(Gordon and Breach
, Newark, NJ
, 1992
).14.
A.
Smolyakov
, P.
Diamond
, and Y.
Kishimoto
, Phys. Plasmas
9
, 3826
(2002
).15.
C. K.
Goertz
and R. W.
Boswell
, J. Geophys. Res.
84
, 7239
, doi: (1979
).16.
K.
Stasiewicz
et al., “Small scale Alfvenic structure in the aurora
,” Space Sci. Rev.
92
, 423
(2000
).17.
D. J.
Wu
and J. K.
Chao
, Phys. Plasmas
10
, 3787
(2003
).18.
D. J.
Wu
and J. K.
Chao
, J. Geophys. Res.
109
, 06211
, doi: (2004
).19.
M. X.
Zhao
and J. Y.
Lu
, Chin. Sci. Bull.
57
, 1
(2012
).20.
E. M.
Dubinin
, A. S.
Volokitin
, P. L.
Israelevich
, and N. S.
Nikolaeva
, Planet. Space Sci.
36
, 949
(1988
).21.
M. Y.
Yu
, P. K.
Shukla
, and K. A.
Spatchek
, Phys. Fluids
24
, 1799
(1981
).22.
P. K.
Shukla
, Phys. Plasmas
12
, 012310
(2005
).23.
L.
Chen
, Z.
Lin
, R. B.
White
, and F.
Zonca
, Nucl. Fusion
41
, 747
(2001
).24.
T. D.
Kaladze
, D. J.
Wu
, and L.
Yang
, Phys. Plasmas
14
, 032305
(2007
).25.
C. C.
Chaston
, V.
Genot
, J. W.
Bonnell
, C. W.
Carlson
, J. P.
McFadden
, R. E.
Ergun
, R. J.
Strangeway
, E. J.
Lund
, and K. J.
Hwang
, J. Geophys. Res.
111
, A03206
, doi: (2006
).26.
C. C.
Chaston
, C.
Salem
, J. W.
Bonnell
, C. W.
Carlson
, R. E.
Ergun
, R. J.
Strangeway
, and J. P.
McMadden
, Phys. Rev. Lett.
100
, 175003
(2008
).27.
C. C.
Chaston
and K.
Seki
, J. Geophys. Res.
115
, A11221
, doi: (2010
).28.
I. V.
Golovchanskaya
, B. V.
Kozelov
, O. V.
Mingalev
, Y. V.
Fedorenko
, and M. N.
Melnik
, Geophys. Res. Lett.
38
, L17103
, doi: (2011
).29.
I.
Gruzinov
, A.
Das
, P. H.
Diamond
, and A.
Smolyakov
, Phys. Lett. A
302
, 119
(2002
).30.
V. P.
Lakhin
, Plasma Phys. Controlled Fusion
46
, 877
(2004
).31.
A. I.
Smolyakov
, P. H.
Diamond
, and V. I.
Shevchenko
, Phys. Plasmas
7
, 1349
(2000
).32.
R. L.
Lysak
and C. W.
Carlson
, Geophys. Res. Lett.
8
, 269
, doi: (1981
).33.
P. K.
Shukla
and L.
Stenflo
, Phys. Scr.
T60
, 32
(1995
).34.
P. K.
Shukla
and L.
Stenflo
, in Nonlinear MHD Waves and Turbulence
, edited by T.
Passot
and P.-L.
Sulem
(Springer
, Berlin
, 1999
), pp. 1
–30
.35.
D. J.
Wu
, G. L.
Huang
, and D. Y.
Wang
, Phys. Rev. Lett.
77
, 4346
(1996
).36.
D. J.
Wu
, G. L.
Huang
, and D. Y.
Wang
, Phys. Plasmas
4
, 611
(1997
).37.
J. S.
Zhao
, D. J.
Wu
, and J. Y.
Lu
, J. Geophys. Res.
115
, 12227
, doi: (2010
).38.
J. S.
Zhao
, D. J.
Wu
, and J. Y.
Lu
, Phys. Plasmas
18
, 032903
(2011
).39.
J. S.
Zhao
, D. J.
Wu
, and J. Y.
Lu
, Astrophys. J.
735
, 114
(2011
).40.
R. L.
Lysak
and W.
Lotko
, J. Geophys. Res.
101
, 5085
, doi: (1996
).41.
D. J.
Wu
, G. L.
Huang
, D. Y.
Wang
, and C. G.
Falthammar
, Phys. Plasmas
3
, 2879
(1996
).42.
R.
Rankin
, C. E. J.
Watt
, K.
Kabin
, R.
Marchand
, J. Y.
Lu
, and A.
Degeling
, “Magnetospheric ULF waves: Synthesis and new directions
,” Geophysical Monograph Series
, edited by K.
Takahashi
et al. (AGU
, Washington, D.C.
, 2006
), Vol. 169, p. 91
, doi:.43.
G.
Zimbardo
, A.
Greco
, L.
Sorriso-Valvo
, S.
Perri
, Z.
Voros
, G.
Aburjania
, K.
Chargazia
, and O.
Alexandrova
, Space Sci. Rev.
156
, 89
(2010
).44.
A. A.
Schekochihin
, S. C.
Cowley
, W.
Dorland
, G. W.
Hammett
, G. G.
Howes
, E.
Quataert
, and T.
Tatsumo
, Astrophys. J. Suppl. Ser.
182
, 310
(2009
).45.
V. M.
Uritsky
, A. J.
Klimas
, D.
Vassiliadis
, D.
Chua
, and G.
Parks
, J. Geophys. Res.
107
, 1426
, doi: (2002
).46.
R.
Kataoka
, Y.
Miyoshi
, T.
Sakanoi
, A.
Yaegashi
, K.
Shiokawa
, and Y.
Ebihara
, J. Geophys. Res.
116
, A00K02
, doi: (2011
).47.
A. V.
Streltsov
, V. M.
Chmyrev
, O. A.
Pokhotelov
, V. A.
Marchenko
, and L.
Stenflo
, Phys. Scr.
41
, 686
(1990
).48.
V. M.
Chmyrev
, V. A.
Marchenko
, O. A.
Pokhotelov
, P. K.
Shukla
, L.
Stenflo
, and A. V.
Streltsov
, IEEE Trans. Plasma Sci.
20
, 764
(1992
).49.
J. Y.
Lu
, R.
Rankin
, R.
Marchand
, V. T.
Tikhonchuk
, and J.
Wanliss
, J. Geophys. Res.
108
, 1394
, doi: (2003
).50.
J. Y.
Lu
, R.
Rankin
, R.
Marchand
, I. J.
Rae
, W.
Wang
, S. C.
Solomon
, and J.
Lei
, J. Geophys. Res.
112
, A10219
, doi: (2007
).51.
R. L.
Lysak
and Y.
Song
, Geophys. Res. Lett.
35
, L20101
, doi: (2008
).© 2012 American Institute of Physics.
2012
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
