Modelando las Fluctuaciones Turbulentas en el Plasma Ionosférico de Altas Latitudes Usando Observaciones del Campo Eléctrico CSES-01
Autores: Benella, Simone; Quattrociocchi, Virgilio; Papini, Emanuele; Stumpo, Mirko; Alberti, Tommaso; Marcucci, Maria Federica; De Michelis, Paola; Piersanti, Mirko; Consolini, Giuseppe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Plasma ionosférico
Dinámicas turbulentas
Observaciones de campo eléctrico
Turbulencia del plasma
El casquete polar de la Tierra
Ecuación de Fokker-Planck
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El plasma ionosférico de alta latitud constituye un entorno muy complejo, caracterizado por dinámicas turbulentas en presencia de diferentes especies iónicas. El movimiento turbulento del plasma produce características estadísticas tanto de los campos electromagnéticos como de velocidad, que han sido ampliamente estudiadas a lo largo de los años. En este trabajo, utilizamos observaciones de campo eléctrico de alta resolución proporcionadas por el Satélite Electromagnético China-Seismo-01 para investigar las propiedades de la turbulencia del plasma dentro de la capa polar de la Tierra. Adoptamos un modelo de turbulencia en el que las fluctuaciones del campo eléctrico se asimilan a un proceso estocástico que evoluciona a través de las escalas, y mostramos que tal proceso (i) satisface la condición de Markov (ii) puede ser modelado como un proceso de difusión continua. Estas observaciones nos permiten utilizar una ecuación de Fokker-Planck para modelar los cambios en las estadísticas de las fluctuaciones turbulentas a través de las escalas. En este contexto, discutimos las ventajas y limitaciones del enfoque propuesto para modelar las fluctuaciones del campo eléctrico del plasma.
Descripción
El plasma ionosférico de alta latitud constituye un entorno muy complejo, caracterizado por dinámicas turbulentas en presencia de diferentes especies iónicas. El movimiento turbulento del plasma produce características estadísticas tanto de los campos electromagnéticos como de velocidad, que han sido ampliamente estudiadas a lo largo de los años. En este trabajo, utilizamos observaciones de campo eléctrico de alta resolución proporcionadas por el Satélite Electromagnético China-Seismo-01 para investigar las propiedades de la turbulencia del plasma dentro de la capa polar de la Tierra. Adoptamos un modelo de turbulencia en el que las fluctuaciones del campo eléctrico se asimilan a un proceso estocástico que evoluciona a través de las escalas, y mostramos que tal proceso (i) satisface la condición de Markov (ii) puede ser modelado como un proceso de difusión continua. Estas observaciones nos permiten utilizar una ecuación de Fokker-Planck para modelar los cambios en las estadísticas de las fluctuaciones turbulentas a través de las escalas. En este contexto, discutimos las ventajas y limitaciones del enfoque propuesto para modelar las fluctuaciones del campo eléctrico del plasma.