An MHD shell model is used to describe the dissipative events that take place in magnetized plasmas. We analyze the activity of the time series of the magnetic energy dissipation rate obtained in the MHD shell model, which evolves under two forcing regimes: quiet and active states. To this purpose, we use solar wind data as the forcing terms of the shell model, covering solar maximum and solar minimum periods. Then, we calculate the fractal dimension of the solar wind data for the thirteen years of the 23rd solar cycle and we compare this with the energy dissipation time series obtained from the shell model description. We discuss the correlation between the fractal dimension of the solar wind data and the corresponding energy dissipation rate.

1.
R. O.
Dendy
,
S. C.
Chapman
, and
M.
Paczuski
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
49
,
A95
(
2007
).
2.
T.
Chang
and
C. C.
Wu
,
Phys. Rev. E
77
,
045401
(
2008
).
3.
R. T. J.
McAteer
,
P. T.
Gallagher
, and
J.
Ireland
,
Astrophys. J.
631
,
628
(
2005
).
4.
V. M.
Uritsky
,
A. J.
Klimas
, and
D.
Vassiliadis
,
Adv. Space Res.
37
,
539
(
2006
).
5.
S. C.
Chapman
,
B.
Hnat
, and
K.
Kiyani
,
Nonlinear Processes Geophys.
15
,
445
(
2008
).
6.
M.
Domínguez
,
V.
Muñoz
, and
J. A.
Valdivia
,
J. Geophys. Res.
119
,
3585
, (
2014
).
7.
M.
Domínguez
,
G.
Nigro
,
V.
Muñoz
, and
V.
Carbone
,
Phys. Plasmas
24
,
072308
(
2017
).
8.
A. M.
Obukhov
,
Akad. Nauk. SSSR, Izv. Ser. Fiz. Atmos. Okeana
7
,
695
(
1971
).
9.
P. D.
Ditlevsen
,
Turbulence and Shell Models
(
Cambridge University Press
,
2011
).
10.
F.
Plunian
,
R.
Stepanov
, and
P.
Frick
,
Phys. Rep.
523
,
1
(
2013
).
11.
Ö. D.
Gürcan
and
R.
Grappin
,
Phys. Rev. E
84
,
066308
(
2011
).
12.
T.
Lessinnes
,
D.
Carati
, and
M. K.
Verma
,
Phys. Rev. E
79
,
066307
(
2009
).
13.
C.
Gloaguen
,
J.
Léorat
,
A.
Pouquet
, and
R.
Grappin
,
Physica D
17
,
154
(
1985
).
14.
V. N.
Desnyansky
and
E. A.
Novikov
,
Izv. Akad. Nauk SSR, Fiz. Atmos. Okeana
10
,
127
(
1974
).
15.
V. S.
L'vov
,
E.
Podivilov
,
A.
Pomyalov
,
I.
Procaccia
, and
D.
Vandembroucq
,
Phys. Rev. E
58
,
1811
(
1998
).
16.
E. B.
Gledzer
,
Sov. Phys. Dokl. SSSR
18
,
216
(
1973
).
17.
M.
Yamada
and
K.
Ohkitani
,
J. Phys. Soc. Jpn.
56
,
4210
(
1987
).
18.
F.
Lepreti
,
V.
Carbone
,
P.
Giuliani
,
L.
Sorriso-Valvo
, and
P.
Veltri
,
Planet. Space Sci.
52
,
957
(
2004
).
19.
G.
Nigro
and
V.
Carbone
,
Phys. Rev. E
82
,
016313
(
2010
).
20.
G.
Nigro
and
P.
Veltri
,
Astrophys. J. Lett.
740
,
L37
(
2011
).
21.
G.
Boffetta
,
V.
Carbone
,
P.
Giuliani
,
P.
Veltri
, and
A.
Vulpiani
,
Phys. Rev. Lett.
83
,
4662
(
1999
).
22.
G.
Nigro
,
F.
Malara
,
V.
Carbone
, and
P.
Veltri
,
Phys. Rev. Lett.
92
,
194501
(
2004
).
23.
A. C.
Cadavid
,
J. K.
Lawrence
,
D. J.
Christian
,
D. B.
Jess
, and
G.
Nigro
,
Astrophys. J.
795
,
48
(
2014
).
24.
V.
Muñoz
,
M.
Domínguez
,
J. A.
Valdivia
,
S.
Good
,
G.
Nigro
, and
V.
Carbone
,
Nonlinear Processes Geophys.
25
,
207
(
2018
).
25.
G.
Nigro
, “
MHD turbulence in astrophysical phenomena: Low dimensional models
,” Ph.D. thesis (Università della Calabria,
2005
).
26.
M. H.
Jensen
,
G.
Paladin
, and
A.
Vulpiani
,
Phys. Rev. A
43
,
798
(
1991
).
27.
P.
Giuliani
, “
Shell models of MHD turbulent cascade
,” Ph.D. thesis (
Università della Calabria
,
1999
).
28.
Z.-S.
She
and
E.
Leveque
,
Phys. Rev. Lett.
72
,
336
(
1994
).
29.
A.
Szczepaniak
and
W. M.
Macek
,
Nonlinear Processes Geophys.
15
,
615
(
2008
).
30.
W. M.
Macek
,
Space Sci. Rev.
122
,
329
(
2006
).
31.
W. M.
Macek
,
Nonlinear Processes Geophys.
14
,
695
(
2007
).
32.
W. M.
Macek
and
A.
Wawrzaszek
,
J. Geophys. Res.
114
,
03108
, (
2009
).
33.
OMNI Database, http://cdaweb.gsfc.nasa.gov/istp_public for solar wind data (OMNI_HRO_1MIN file).
34.
R.
Bruno
and
V.
Carbone
,
Living Rev. Sol. Phys.
10
,
2
(
2013
).
35.
U.
Frisch
,
Turbulence
(
Cambridge University Press
,
1995
).
36.
S. D.
Bale
,
J. C.
Kasper
,
G. G.
Howes
,
E.
Quataert
,
C.
Salem
, and
D.
Sundkvist
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
211101
(
2009
).
37.
B. A.
Maruca
,
S. D.
Bale
,
L.
Sorriso-Valvo
,
J. C.
Kasper
, and
M. L.
Stevens
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
241101
(
2013
).
38.
O.
Alexandrova
,
C. H. K.
Chen
,
L.
Sorriso-Valvo
,
T. S.
Horbury
, and
S. D.
Bale
,
Space Sci. Rev.
178
,
101
(
2013
).
39.
T. N.
Parashar
,
C.
Salem
,
R. T.
Wicks
,
H.
Karimabadi
,
S. P.
Gary
, and
W. H.
Matthaeus
,
J. Plasma Phys.
81
,
905810513
(
2015
).
40.
B. T.
Tsurutani
and
G. S.
Lakhina
,
Rev. Geophys.
35
,
491
, (
1997
).
41.
R. J.
Leamon
,
W. H.
Matthaeus
,
C. W.
Smith
, and
H. K.
Wong
,
Astrophys. J. Lett.
507
,
L181
(
1998
).
42.
A.
Retinò
,
D.
Sundkvist
,
A.
Vaivads
,
F.
Mozer
,
M.
André
, and
C. J.
Owen
,
Nat. Phys.
3
,
235
(
2007
).
43.
D.
Sundkvist
,
A.
Retinò
,
A.
Vaivads
, and
S. D.
Bale
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
025004
(
2007
).
44.
T.
Tatsuno
,
W.
Dorland
,
A. A.
Schekochihin
,
G. G.
Plunk
,
M.
Barnes
,
S. C.
Cowley
, and
G. G.
Howes
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
015003
(
2009
).
45.
F.
Sahraoui
,
M. L.
Goldstein
,
P.
Robert
, and
Y. V.
Khotyaintsev
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
231102
(
2009
).
46.
O.
Alexandrova
,
J.
Saur
,
C.
Lacombe
,
A.
Mangeney
,
J.
Mitchell
,
S. J.
Schwartz
, and
P.
Robert
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
165003
(
2009
).
47.
Y.
Narita
,
S. P.
Gary
,
S.
Saito
,
K.-H.
Glassmeier
, and
U.
Motschmann
,
Geophys. Res. Lett.
38
,
L05101
, (
2011
).
48.
P.
Wu
,
S.
Perri
,
K.
Osman
,
M.
Wan
,
W. H.
Matthaeus
,
M. A.
Shay
,
M. L.
Goldstein
,
H.
Karimabadi
, and
S.
Chapman
,
Astrophys. J. Lett.
763
,
L30
(
2013
).
49.
M.
Wan
,
W. H.
Matthaeus
,
H.
Karimabadi
,
V.
Roytershteyn
,
M.
Shay
,
P.
Wu
,
W.
Daughton
,
B.
Loring
, and
S. C.
Chapman
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
195001
(
2012
).
50.
M.
Wan
,
W. H.
Matthaeus
,
V.
Roytershteyn
,
T. N.
Parashar
,
P.
Wu
, and
H.
Karimabadi
,
Phys. Plasmas
23
,
042307
(
2016
).
51.
S.
Perri
,
E.
Yordanova
,
V.
Carbone
,
P.
Veltri
,
L.
Sorriso-Valvo
,
R.
Bruno
, and
M.
André
,
J. Geophys. Res.
114
,
A02102
, (
2009
).
52.
F.
Carbone
and
L.
Sorriso-Valvo
,
Eur. Phys. J. E
37
,
61
(
2014
).
53.
M.
Kobayashi
and
M.
Tsubota
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
065302
(
2005
).
54.
F.
Carbone
,
L.
Sorriso-Valvo
,
T.
Alberti
, and
F.
Lepreti
,
Astrophys. J.
859
,
27
(
2018
).
55.
J.
He
,
L.
Wang
,
C.
Tu
, and
E. M. Q.
Zong
,
Astrophys. J. Lett.
800
,
L31
(
2015
).
56.
W. D.
Gonzalez
,
A.
Dal Lago
,
A. L.
Clúa de Gonzalez
,
L. E. A.
Vieira
, and
B. T.
Tsurutani
,
J. Atmos. Sol. Terr. Phys.
66
,
161
(
2004
).
57.
B. S.
Rathore
,
D. C.
Gupta
, and
K. K.
Parashar
,
Int. J. Geosci.
5
,
1602
(
2014
).
58.
R. P.
Kane
,
J. Geophys. Res.
110
,
02213
, (
2005
).
59.
K. E. J.
Huttunen
,
H. E. J.
Koskinen
, and
R.
Schwenn
,
J. Geophys. Res.
107
,
1121
, (
2002
).
60.
G. K.
Rangarajan
and
L. M.
Barreto
,
Earth Planets Space
52
,
121
(
2000
).
61.
E.
Echer
,
M. V.
Alves
, and
W. D.
Gonzalez
,
Sol. Phys.
221
,
361
(
2004
).
62.
V.
Carbone
,
R.
Cavazzana
,
V.
Antoni
,
L.
Sorriso-Valvo
,
E.
Spada
,
G.
Regnoli
,
P.
Giuliani
,
N.
Vianello
,
F.
Lepreti
,
R.
Bruno
 et al.,
Europhys. Lett.
58
,
349
(
2002
).
You do not currently have access to this content.