Whistler-mode waves play an important role in the inner magnetospheric particle dynamics. The direction and efficiency of energy transfer between waves and particles strongly depend on the wave frequency distribution characteristics. Recent observations have drawn attention to the low-frequency whistler-mode chorus waves below 0.1 times the equatorial gyrofrequency of electrons outside the plasmasphere. Here, on the basis of the analysis of the Van Allen Probes wave data, we describe a new type of low-frequency hiss-like whistler-mode wave around or below 0.1 . We show that two normal chorus wave bands split by the 0.5 gap can produce the low-frequency hiss-like whistler-mode waves through the nonlinear three-wave interaction.
References
1.
C. F.
Kennel
and H. E.
Petschek
, J. Geophys. Res.
71
(1
), 1
–28
, (1966
).2.
R. A.
Helliwell
, J. Geophys. Res.
72
, 4773
, (1967
).3.
N. P.
Meredith
, R. B.
Horne
, R. M.
Thorne
, and R. R.
Anderson
, J. Geophys. Res.
114
, A07218
, (2009
).4.
F.
Xiao
, C.
Yang
, Z.
Su
, Q.
Zhou
, Z.
He
, Y.
He
, D.
Baker
, H.
Spence
, H.
Funsten
, and J.
Blake
, Nat. Commun.
6
, 8590
(2015
).5.
H. S.
Fu
, J. B.
Cao
, B.
Yang
, and H. Y.
Lu
, J. Geophys. Res.
116
, A10210
, (2011
).6.
D.
Summers
, R. M.
Thorne
, and F.
Xiao
, J. Geophys. Res.
103
, 20487
, (1998
).7.
R. M.
Thorne
, W.
Li
, B.
Ni
, Q.
Ma
, J.
Bortnik
, L.
Chen
, D. N.
Baker
, H. E.
Spence
, G. D.
Reeves
, M. G.
Henderson
, C. A.
Kletzing
, W. S.
Kurth
, G. B.
Hospodarsky
, J. B.
Blake
, J. F.
Fennell
, S. G.
Claudepierre
, and S. G.
Kanekal
, Nature
504
, 411
(2013
).8.
F.
Xiao
, Z.
Su
, H.
Zheng
, and S.
Wang
, J. Geophys. Res.
114
, A03201
, (2009
).9.
F.
Xiao
, Z.
Su
, H.
Zheng
, and S.
Wang
, J. Geophys. Res.
115
, A05216
, (2010
).10.
Z.
Su
, F.
Xiao
, H.
Zheng
, Z.
He
, H.
Zhu
, M.
Zhang
, C.
Shen
, Y.
Wang
, S.
Wang
, C. A.
Kletzing
, W. S.
Kurth
, G. B.
Hospodarsky
, H. E.
Spence
, G. D.
Reeves
, H. O.
Funsten
, J. B.
Blake
, and D. N.
Baker
, Geophys. Res. Lett.
41
, 229
, (2014
).11.
H. S.
Fu
, J. B.
Cao
, Q.-G.
Zong
, H. Y.
Lu
, S. Y.
Huang
, X. H.
Wei
, and Y. D.
Ma
, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys.
80
, 37
(2012
).12.
B.
Ni
, R. M.
Thorne
, Y. Y.
Shprits
, and J.
Bortnik
, Geophys. Res. Lett.
35
, L11106
, (2008
).13.
Z.
Su
, H.
Zheng
, and S.
Wang
, J. Geophys. Res.
115
, A05219
, (2010
).14.
H.
Zhu
, Z.
Su
, F.
Xiao
, H.
Zheng
, Y.
Wang
, C.
Shen
, T.
Xian
, S.
Wang
, C.
Kletzing
, W.
Kurth
et al, Geophys. Res. Lett.
42
, 1012
, (2015
).15.
Z.
Gao
, Z.
Su
, H.
Zhu
, F.
Xiao
, H.
Zheng
, Y.
Wang
, C.
Shen
, and S.
Wang
, Geophys. Res. Lett.
43
, 967
, (2016
).16.
B. T.
Tsurutani
and E. J.
Smith
, J. Geophys. Res.
79
, 118
, (1974
).17.
O.
Santolík
, D. A.
Gurnett
, J. S.
Pickett
, M.
Parrot
, and N.
Cornilleau-Wehrlin
, J. Geophys. Res.
108
, 1278
, (2003
).18.
W. J.
Burtis
and R. A.
Helliwell
, Planet. Space Sci.
24
, 1007
(1976
).19.
W.
Li
, R. M.
Thorne
, J.
Bortnik
, X.
Tao
, and V.
Angelopoulos
, Geophys. Res. Lett.
39
, L18106
, (2012
).20.
H. S.
Fu
, J. B.
Cao
, C. M.
Cully
, Y. V.
Khotyaintsev
, A.
Vaivads
, V.
Angelopoulos
, Q.-G.
Zong
, O.
Santolík
, E.
Macúšová
, M.
André
, W. L.
Liu
, H. Y.
Lu
, M.
Zhou
, S. Y.
Huang
, and Z.
Zhima
, J. Geophys. Res.: Space Phys.
119
, 9089
, (2014
).21.
H. S.
Fu
, J. B.
Cao
, F. S.
Mozer
, H. Y.
Lu
, and B.
Yang
, J. Geophys. Res.
117
, A01203
, (2012
).22.
Z.
Su
, H.
Zhu
, F.
Xiao
, H.
Zheng
, Y.
Wang
, Z.
He
, C.
Shen
, C.
Shen
, C. B.
Wang
, R.
Liu
, M.
Zhang
, S.
Wang
, C. A.
Kletzing
, W. S.
Kurth
, G. B.
Hospodarsky
, H. E.
Spence
, G. D.
Reeves
, H. O.
Funsten
, J. B.
Blake
, D. N.
Baker
, and J. R.
Wygant
, J. Geophys. Res.
119
, 4266
, (2014
).23.
F.
Xiao
, Q.
Zhou
, H.
Zheng
, and S.
Wang
, J. Geophys. Res.
111
, A08208
, (2006
).24.
D.
Nunn
, Y.
Omura
, H.
Matsumoto
, I.
Nagano
, and S.
Yagitani
, J. Geophys. Res.
102
, 27083
, (1997
).25.
Y.
Omura
, Y.
Katoh
, and D.
Summers
, J. Geophys. Res.
113
, A04223
, (2008
).26.
H. S.
Fu
, J. B.
Cao
, Z.
Zhima
, Y. V.
Khotyaintsev
, V.
Angelopoulos
, O.
Santolík
, Y.
Omura
, U.
Taubenschuss
, L.
Chen
, and S. Y.
Huang
, Geophys. Res. Lett.
41
, 7419
, (2014
).27.
R. M.
Thorne
, E. J.
Smith
, R. K.
Burton
, and R. E.
Holzer
, J. Geophys. Res.
78
, 1581
, (1973
).28.
Z.
Gao
, Z.
Su
, F.
Xiao
, H.
Zheng
, Y.
Wang
, S.
Wang
, H. E.
Spence
, G. D.
Reeves
, D. N.
Baker
, J. B.
Blake
, and H. O.
Funsten
, Earth Planet. Phys.
2
, 1
(2018
).29.
J.
Bortnik
, R. M.
Thorne
, and N. P.
Meredith
, Nature
452
, 62
(2008
).30.
N.
Liu
, Z.
Su
, Z.
Gao
, H.
Zheng
, Y.
Wang
, and S.
Wang
, Geophys. Res. Lett.
46
, 1900
, (2019
).31.
C.
Cattell
, A.
Breneman
, S.
Thaller
, J.
Wygant
, C.
Kletzing
, and W.
Kurth
, Geophys. Res. Lett.
42
, 7273
–7281
, (2015
).32.
F.
Xiao
, S.
Liu
, X.
Tao
, Z.
Su
, Q.
Zhou
, C.
Yang
, Z.
He
, Y.
He
, Z.
Gao
, D. N.
Baker
, H. E.
Spence
, G. D.
Reeves
, H. O.
Funsten
, and J. B.
Blake
, J. Geophys. Res.: Space Phys.
122
, 3201
, (2017
).33.
X.
Yu
, Z.
Yuan
, S.
Huang
, F.
Yao
, Z.
Qiao
, J. R.
Wygant
, and H. O.
Funsten
, Earth Planet. Phys.
3
(1
), 1
–7
(2019
).34.
Z.
Su
, N.
Liu
, H.
Zheng
, Y.
Wang
, and S.
Wang
, Geophys. Res. Lett.
45
, 565
, (2018
).35.
Z.
Su
, N.
Liu
, H.
Zheng
, Y.
Wang
, and S.
Wang
, Geophys. Res. Lett.
45
, 10
, (2018
).36.
X.
Gao
, Q.
Lu
, and S.
Wang
, Geophys. Res. Lett.
44
, 5269
, (2017
).37.
X.
Fu
, S. P.
Gary
, G. D.
Reeves
, D.
Winske
, and J. R.
Woodroffe
, Geophys. Res. Lett.
44
, 9532
, (2017
).38.
S.
Teng
, J.
Zhao
, X.
Tao
, S.
Wang
, and G.
Reeves
, Geophys. Res. Lett.
45
, 6343
, (2018
).39.
N.
Liu
, Z.
Su
, H.
Zheng
, Y.
Wang
, and S.
Wang
, Geophys. Res. Lett.
45
, 7985
–7995
, (2018
).40.
B. H.
Mauk
, N. J.
Fox
, S. G.
Kanekal
, R. L.
Kessel
, D. G.
Sibeck
, and A.
Ukhorskiy
, Space Sci. Rev.
179
, 3
(2013
).41.
H. O.
Funsten
, R. M.
Skoug
, A. A.
Guthrie
, E. A.
MacDonald
, J. R.
Baldonado
, R. W.
Harper
, K. C.
Henderson
, K. H.
Kihara
, J. E.
Lake
, B. A.
Larsen
, A. D.
Puckett
, V. J.
Vigil
, R. H.
Friedel
, M. G.
Henderson
, J. T.
Niehof
, G. D.
Reeves
, M. F.
Thomsen
, J. J.
Hanley
, D. E.
George
, J.-M.
Jahn
, S.
Cortinas
, A.
De Los Santos
, G.
Dunn
, E.
Edlund
, M.
Ferris
, M.
Freeman
, M.
Maple
, C.
Nunez
, T.
Taylor
, W.
Toczynski
, C.
Urdiales
, H. E.
Spence
, J. A.
Cravens
, L. L.
Suther
, and J.
Chen
, Space Sci. Rev.
179
, 423
(2013
).42.
J. B.
Blake
, P. A.
Carranza
, S. G.
Claudepierre
, J. H.
Clemmons
, W. R.
Crain
, Y.
Dotan
, J. F.
Fennell
, F. H.
Fuentes
, R. M.
Galvan
, J. S.
George
, M. G.
Henderson
, M.
Lalic
, A. Y.
Lin
, M. D.
Looper
, D. J.
Mabry
, J. E.
Mazur
, B.
McCarthy
, C. Q.
Nguyen
, T. P.
O'Brien
, M. A.
Perez
, M. T.
Redding
, J. L.
Roeder
, D. J.
Salvaggio
, G. A.
Sorensen
, H. E.
Spence
, S.
Yi
, and M. P.
Zakrzewski
, Space Sci. Rev.
179
, 383
(2013
).43.
H. E.
Spence
, G. D.
Reeves
, D. N.
Baker
, J. B.
Blake
, M.
Bolton
, S.
Bourdarie
, A. H.
Chan
, S. G.
Claudepierre
, J. H.
Clemmons
, J. P.
Cravens
, S. R.
Elkington
, J. F.
Fennell
, R. H. W.
Friedel
, H. O.
Funsten
, J.
Goldstein
, J. C.
Green
, A.
Guthrie
, M. G.
Henderson
, R. B.
Horne
, M. K.
Hudson
, J.-M.
Jahn
, V. K.
Jordanova
, S. G.
Kanekal
, B. W.
Klatt
, B. A.
Larsen
, X.
Li
, E. A.
MacDonald
, I. R.
Mann
, J.
Niehof
, T. P.
O'Brien
, T. G.
Onsager
, D.
Salvaggio
, R. M.
Skoug
, S. S.
Smith
, L. L.
Suther
, M. F.
Thomsen
, and R. M.
Thorne
, Space Sci. Rev.
179
, 311
(2013
).44.
C. A.
Kletzing
, W. S.
Kurth
, M.
Acuna
, R. J.
MacDowall
, R. B.
Torbert
, T.
Averkamp
, D.
Bodet
, S. R.
Bounds
, M.
Chutter
, J.
Connerney
, D.
Crawford
, J. S.
Dolan
, R.
Dvorsky
, G. B.
Hospodarsky
, J.
Howard
, V.
Jordanova
, R. A.
Johnson
, D. L.
Kirchner
, B.
Mokrzycki
, G.
Needell
, J.
Odom
, D.
Mark
, R.
Pfaff
, J. R.
Phillips
, C. W.
Piker
, S. L.
Remington
, D.
Rowland
, O.
Santolik
, R.
Schnurr
, D.
Sheppard
, C. W.
Smith
, R. M.
Thorne
, and J.
Tyler
, Space Sci. Rev.
179
, 127
(2013
).45.
O.
Santolík
, M.
Parrot
, and F.
Lefeuvre
, Radio Sci.
38
, 1010
, (2003
).46.
N. A.
Tsyganenko
and M. I.
Sitnov
, J. Geophys. Res.
110
, A03208
, (2005
).47.
T.
Boyd
, T.
Boyd
, and J.
Sanderson
, The Physics of Plasmas
(Cambridge University Press
, 2003
), pp. 390
–392
.48.
D. P.
Hartley
, C. A.
Kletzing
, W. S.
Kurth
, S. R.
Bounds
, T. F.
Averkamp
, G. B.
Hospodarsky
, J. R.
Wygant
, J. W.
Bonnell
, O.
Santolík
, and C. E. J.
Watt
, J. Geophys. Res.: Space Phys.
121
, 4590
, (2016
).49.
D.
Mourenas
, A. V.
Artemyev
, O. V.
Agapitov
, V.
Krasnoselskikh
, and F. S.
Mozer
, J. Geophys. Res.: Space Phys.
120
, 3665
, (2015
).50.
D.
Mourenas
, A.
Artemyev
, O.
Agapitov
, and V.
Krasnoselskikh
, J. Geophys. Res.
117
, A10212
, (2012
).51.
A.
Artemyev
, O.
Agapitov
, H.
Breuillard
, V.
Krasnoselskikh
, and G.
Rolland
, Geophys. Res. Lett.
39
, L08105
, (2012
).© 2019 Author(s).
2019
Author(s)
You do not currently have access to this content.