Microprocesses associated with plasma inhomogeneities are studied on the basis of data from the Investigation of Cusp Irregularities (ICI-3) sounding rocket. The ICI-3 rocket is devoted to investigating a reverse flow event in the cusp F region ionosphere. By numerical stability analysis, it is demonstrated that inhomogeneous-energy-density-driven (IEDD) instability can be a mechanism for the excitation of small-scale plasma inhomogeneities. The Local Intermittency Measure (LIM) method also applied the rocket data to analyze irregular structures of the electric field during rocket flight in the cusp. A qualitative agreement between high values of the growth rates of the IEDD instability and the regions with enhanced LIM is observed. This suggests that IEDD instability is connected to turbulent non-Gaussian processes.

1.
M. J.
Keskinen
and
S. L.
Ossakow
,
Radio Sci.
18
,
1077
, (
1983
).
2.
R. T.
Tsunoda
,
Rev. Geophys.
26
,
719
, (
1988
).
3.
G.
Paschmann
,
S.
Haaland
,
R.
Treumann
,
O.
Amm
,
J.
Birn
,
J.
Bonnell
,
J.
Borovsky
,
J.
Carbary
,
C.
Carlson
,
C.
Cattell
,
R.
Ergun
,
A.
Eriksson
,
Y.
Galperin
,
T.
Hallinan
,
G.
Haerendel
,
B.
Hultqvist
,
T.
Karlsson
,
D.
Knudsen
,
H.
Koskinen
,
W.
Lotko
,
G.
Lu
,
K.
Lynch
,
R.
Lysak
,
G.
Marklund
,
J.
McFadden
,
A.
Masson
,
C.-I.
Meng
,
H.
Opgenoorth
,
R.
Pottelette
,
T.
Pulkkinen
,
V.
Sergeev
, and
Y.
Song
,
Space Sci. Rev.
103
,
i
(
2002
).
4.
J.
Moen
,
K.
Oksavik
,
L.
Alfonsi
,
Y.
Daabakk
,
V.
Romano
, and
L.
Spogli
,
J. Space Weather Space Clim.
3
,
A02
(
2013
).
5.
P. M.
Kintner
,
B. M.
Ledvina
, and
E. R.
de Paula
,
Space Weather
5
,
s09003
, https://10.1029/2006SW000260 (
2007
).
6.
P.
Prikryl
,
P. T.
Jayachandran
,
S. C.
Mushini
, and
R.
Chadwick
,
Ann. Geophys.
29
,
377
(
2011
).
7.
Y.
Jin
,
J. I.
Moen
, and
W. J.
Miloch
,
J. Space Weather Space Clim.
4
,
A23
(
2014
).
8.
K.
Oksavik
,
J.
Moen
,
M.
Lester
,
T. A.
Bekkeng
, and
J. K.
Bekkeng
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
117
,
A11301
, https://10.1029/2012JA017835 (
2012
).
9.
J. M.
Kindel
and
C. F.
Kennel
,
J. Geophys. Res.
76
,
3055
, (
1971
).
10.
M. C.
Kelley
and
C. W.
Carlson
,
J. Geophys. Res.
82
,
2343
, (
1977
).
11.
M. J.
Keskinen
,
H. G.
Mitchell
,
J. A.
Fedder
,
P.
Satyanarayana
,
S. T.
Zalesak
, and
J. D.
Huba
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
93
,
137
, (
1988
).
12.
J.
Moen
,
I. K.
Walker
,
L.
Kersley
, and
S. E.
Milan
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
107
,
1044
, (
2002
).
13.
G. D.
Earle
,
M. C.
Kelley
, and
G.
Ganguli
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
94
,
15321
, (
1989
).
14.
S.
Chandrasekhar
,
Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability
(
Dover Publications
,
1961
), p.
652
.
15.
A. B.
Mikhailovskii
,
Theory of Plasma Instabilities
, Vol.
2
(
Springer US
,
1974
), p.
314
.
16.
G.
Ganguli
,
M. J.
Keskinen
,
H.
Romero
,
R.
Heelis
,
T.
Moore
, and
C.
Pollock
,
J. Geophys. Res.
99
,
8873
, (
1994
).
17.
G.
Ganguli
,
Y. C.
Lee
, and
P. G.
Palmadesso
,
Geophys. Res. Lett.
12
,
643
, (
1985
).
18.
G.
Ganguli
,
Y. C.
Lee
, and
P. G.
Palmadesso
,
Phys. Fluids
28
,
761
(
1985
).
19.
V.
Gavrishchaka
,
M. E.
Koepke
, and
G.
Ganguli
,
Phys. Plasmas
3
,
3091
(
1996
).
20.
A.
Chernyshov
,
A.
Ilyasov
,
M.
Mogilevsky
,
I.
Golovchanskaya
, and
B.
Kozelov
,
Plasma Phys. Rep.
41
,
254
(
2015
).
21.
A. A.
Ilyasov
,
A. A.
Chernyshov
,
M. M.
Mogilevsky
,
I. V.
Golovchanskaya
, and
B. V.
Kozelov
,
Phys. Plasmas
22
,
032906
(
2015
).
22.
M. E.
Koepke
,
W. E.
Amatucci
,
J. J. I.
Carroll
, and
T. E.
Sheridan
,
Phys. Rev. Lett.
72
,
3355
(
1994
).
23.
W. E.
Amatucci
,
D. N.
Walker
,
G.
Ganguli
,
D.
Duncan
,
J. A.
Antoniades
,
J. H.
Bowles
,
V.
Gavrishchaka
, and
M. E.
Koepke
,
J. Geophys. Res.
103
,
11711
, (
1998
).
24.
M. E.
Koepke
,
W. E.
Amatucci
,
J. J.
Carroll
 III
,
V.
Gavrishchaka
, and
G.
Ganguli
,
Phys. Plasmas
2
,
2523
(
1995
).
25.
Y.
Liu
,
J.
Lei
,
P.
Yu
,
Z.
Zhang
,
X.
Zhang
, and
J.
Cao
,
Geophys. Res. Lett.
44
,
1634
, (
2017
).
26.
M.
Hamrin
,
P.
Norqvist
,
M.
Andre
, and
A.
Eriksson
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
107
,
SIA 21-1
, https://10.1029/2001JA900144 (
2002
).
27.
P. M.
Kintner
,
J.
Franz
,
P.
Schuck
, and
E.
Klatt
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
105
,
21237
, (
2000
).
28.
I. V.
Golovchanskaya
,
B. V.
Kozelov
,
A. A.
Chernyshov
,
M. M.
Mogilevsky
, and
A. A.
Ilyasov
,
Phys. Plasmas
21
,
082903
(
2014
).
29.
A.
Chernyshov
,
A.
Ilyasov
,
M.
Mogilevsky
,
I.
Golovchanskaya
, and
B.
Kozelov
,
Cosmic Res.
54
,
52
(
2016
).
30.
A. A.
Ilyasov
,
A. A.
Chernyshov
,
M. M.
Mogilevsky
,
I. V.
Golovchanskaya
, and
B. V.
Kozelov
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
121
,
2693
, (
2016
).
31.
G.
Ganguli
,
Y. C.
Lee
, and
P. G.
Palmadesso
,
Phys. Fluids
31
,
823
(
1988
).
32.
A.
Bers
and
S.
Gruber
,
Appl. Phys. Lett.
6
,
27
(
1965
).
33.
B. B.
Kadomtsev
,
A. B.
Mikhailovskii
, and
A. V.
Timofeev
,
JETP
20
,
1517
(
1965
).
35.
A.
Chernyshov
,
A.
Ilyasov
,
M.
Mogilevsky
,
I.
Golovchanskaya
, and
B.
Kozelov
,
Geomagn. Aeron.
57
,
308
, (
2017
).
36.
M.
André
,
P.
Norqvist
,
L.
Andersson
,
L.
Eliasson
,
A. I.
Eriksson
,
L.
Blomberg
,
R. E.
Erlandson
, and
J.
Waldemark
,
J. Geophys. Res.
103
,
4199
, (
1998
).
37.
M.
Lockwood
,
M. O.
Chandler
,
J. L.
Horwitz
,
J. H.
Waite
,
T. E.
Moore
, and
C. R.
Chappell
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
90
,
9736
, (
1985
).
38.
J.
Moen
,
K.
Oksavik
, and
H. C.
Carlson
,
Geophys. Res. Lett.
31
,
L11808
(
2004
).
39.
A.
Skjaeveland
,
J.
Moen
, and
H. C.
Carlson
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
116
,
A10305
, https://10.1029/2011JA016480 (
2011
).
40.
P. J.
Cargill
,
B.
Lavraud
,
C. J.
Owen
,
B.
Grison
,
M. W.
Dunlop
,
N.
Cornilleau-Wehrlin
,
C. P.
Escoubet
,
G.
Paschmann
,
T. D.
Phan
,
L.
Rezeau
,
Y.
Bogdanova
, and
K.
Nykyri
, “
Cluster at the magnetospheric cusps
,” in
Outer Magnetospheric Boundaries: Cluster Results
, edited by
G.
Paschmann
,
S. J.
Schwartz
,
C. P.
Escoubet
, and
S.
Haaland
(
Springer Netherlands
,
Dordrecht
,
2005
), pp.
321
366
.
41.
J. P.
Heppner
,
M. C.
Liebrecht
,
N. C.
Maynard
, and
R. F.
Pfaff
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
98
,
1629
, (
1993
).
42.
The Magnetospheric Cusps: Structure and Dynamics, edited by
T. A.
Fritz
and
S. F.
Fung
(
Springer Netherlands
,
2005
), p.
414
.
43.
W.
Lotko
,
J. Atmos. Sol.-Terr. Phys.
69
,
191
(
2007
).
44.
T. E.
Moore
,
R.
Lundin
,
D.
Alcayde
,
M.
André
,
S. B.
Ganguli
,
M.
Temerin
, and
A.
Yau
,
Space Sci. Rev.
88
,
7
(
1999
).
45.
K. S.
Jacobsen
and
J. I.
Moen
,
Ann. Geophys.
28
,
1249
(
2010
).
46.
A.
Spicher
,
A. A.
Ilyasov
,
W. J.
Miloch
,
A. A.
Chernyshov
,
L. B. N.
Clausen
,
J. I.
Moen
,
T.
Abe
, and
Y.
Saito
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
121
,
10466
, (
2016
).
47.
Y.
Saito
,
S.
Yokota
,
K.
Asamura
, and
A.
Krieger
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
122
,
1816
, (
2017
).
48.
Y.
Rinne
,
J.
Moen
,
K.
Oksavik
, and
H. C.
Carlson
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
112
,
A10313
, (
2007
).
49.
J.
Moen
,
Y.
Rinne
,
H. C.
Carlson
,
K.
Oksavik
,
R.
Fujii
, and
H.
Opgenoorth
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
113
,
A09220
, (
2008
).
50.
K.
Oksavik
,
J. I.
Moen
,
E. H.
Rekaa
,
H. C.
Carlson
, and
M.
Lester
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
116
,
A12303
, (
2011
).
51.
52.
C.
Torrence
and
G. P.
Compo
,
Bull. Am. Meteorol. Soc.
79
,
61
(
1998
).
53.
H. C.
Carlson
,
K.
Oksavik
,
J.
Moen
,
A. P.
van Eyken
, and
P.
Guio
,
Geophys. Res. Lett.
29
,
24-1
, (
2002
).
54.
T. A.
Bekkeng
,
K. S.
Jacobsen
,
J. K.
Bekkeng
,
A.
Pedersen
,
T.
Lindem
,
J.-P.
Lebreton
, and
J. I.
Moen
,
Meas. Sci. Technol.
21
,
085903
(
2010
).
55.
K. S.
Jacobsen
,
A.
Pedersen
,
J. I.
Moen
, and
T. A.
Bekkeng
,
Meas. Sci. Technol.
21
,
085902
(
2010
).
56.
I. V.
Golovchanskaya
,
B. V.
Kozelov
, and
I. V.
Despirak
,
Geomagn. Aeron.
52
,
474
, (
2012
).
57.
M. A.
Reynolds
and
G.
Ganguli
,
Phys. Plasmas
5
,
2504
(
1998
).
58.
P.
Palmadesso
,
G.
Ganguli
, and
Y. C.
Lee
, “
A new mechanism for excitation of waves in a magnetoplasma II. Wave-particle and nonlinear aspects
,” in
Ion Acceleration in the Magnetosphere and Ionosphere
(
American Geophysical Union
,
1986
), pp.
301
306
.
59.
K.-I.
Nishikawa
,
G.
Ganguli
,
Y. C.
Lee
, and
P. J.
Palmadesso
,
Phys. Fluids
31
,
1568
(
1988
).
60.
K.-I.
Nishikawa
,
G.
Ganguli
,
Y. C.
Lee
, and
P. J.
Palmadesso
,
J. Geophys. Res.: Space Phys.
95
,
1029
, (
1990
).
61.
R.
Bruno
,
B.
Bavassano
,
E.
Pietropaolo
,
V.
Carbone
, and
P.
Veltri
,
Geophys. Res. Lett.
26
,
3185
, (
1999
).
62.
S. W. Y.
Tam
,
T.
Chang
,
P. M.
Kintner
, and
E.
Klatt
,
Geophys. Res. Lett.
32
,
l05109
, (
2005
).
63.
G.
Consolini
and
P.
De Michelis
,
Geophys. Res. Lett.
32
,
l05101
, (
2005
).
64.
D.
Lagoutte
,
J. C.
Cerisier
,
J. L.
Plagnaud
,
J. P.
Villain
, and
B.
Forget
,
J. Atmos. Terr. Phys.
54
,
1283
(
1992
).
65.
M.
Yamauchi
and
R.
Lundin
,
Space Sci. Rev.
95
,
457
(
2001
).
You do not currently have access to this content.