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Objectifs scientifiques de DSP en complément de Cluster

Premiers résultats des mesures coordonnées entre Cluster et Double Star, un avant goût des projets multi-échelles. N. Cornilleau-Wehrlin, D. Attié,  F. Sahraoui, G. Belmont, I. Dandouras, C. Vallat, L. Rezeau, P. Robert , H. Rème. Objectifs scientifiques de DSP en complément de Cluster.

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Objectifs scientifiques de DSP en complément de Cluster

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Presentation Transcript

  1. Premiers résultats des mesures coordonnées entre Cluster et Double Star, un avant goût des projets multi-échelles N. Cornilleau-Wehrlin, D. Attié,  F. Sahraoui, G. Belmont, I. Dandouras, C. Vallat, L. Rezeau, P. Robert, H. Rème

  2. Objectifs scientifiques de DSP en complément de Cluster • DSP : coopération Chine - ESA • Complémentarité des orbites DSP équatorial et Cluster • Magnétopause à basse latitude • Etudes des sous orages • Transport du plasma • Similarité des instruments

  3. Solar wind STAFF HIA (CIS) Modèles de FGM rechange de PEACE Cluster Cluster DSP Equatorial Summer Winter

  4. Etude des ondes ULF à la magnétopause • La magnétopause : une des régions clé de l’interface Vent Solaire –Magnétosphère • Forte intensité des ondes UBF, maximum à la magnétopause • Une des causes possibles de pénétration de particules du vent solaire dans la magnétosphère

  5. ondes ULF à la magnétopause - Cluster FGM • Cluster : • 4 satellites, k-filtering (Pinçon et Lefeuvre, 1991,Sahraoui et al, 2003); • differents modes, dont le mode miroir • Réflexion à la magnétopause • Puissance des ondes augmente avec: • Pression VS = point subsolaire Magnétopause • Rotation de B à la MP STAFF MagnétosphMP Magnétogaîne

  6. Coordinated magnetopause crossings by both Cluster and DSP-TC1 21 coordinated crossings between 21-02-2004 and 22-05-2004 17 are within one hour Half of the events : determination of subsolar point identical +/- 10% 4 Cluster ~identical : separation 200 km Cornilleau-Wehrlin et al, 2005

  7. An example of coordinated Magnetopause crossing by DSP-TC1 and CLUSTER Re ~9; t = 35 mn; Rss~9.5  Rss ~4% 2004 February 22 -2 -2 -6 -6 1 1 10 10 10 10 2 2 DSP - TC1 CLUSTER - 4 nT / Hz nT / Hz S T A F F F G M 12 12 Bz 10 10 8 8 6 6 Frequency (Hz) 4 4 2 2 0 0 0 0.5 -1 0.0 Log Power, (nT)2 -2 -0.5 1.5 - 10.0 Hz -3 -1.0 -4 -1.5 -5 -2.0 U.T. 19:00 20:00 21:00 19:00 20:00 21:00 100 100 80 80 |B| 60 60 40 40 20 20 0 0 200 200 150 150 B theta 100 100 50 50 0 0 U.T. 19:00 20:00 21:00 19:00 20:00 21:00 DSP CLUSTER

  8. Power spectra Bx By Bz Btotal Cluster DSP 22-02-2004 In what follows we will consider Bz, from 2-10 Hz, or the total power at 2 Hz 0.2 1.0 10.0 HZ

  9. For most events the power at DSP (low latitude) is higher than at Cluster

  10. 1 2 DSP : no Local time dependence The power is stronger at Cluster (high latitude) when Solar Wind pressure increases, the magnetosphere get compressed e.g., 1, on 10/04/04, an IP Shock reaches Earth between DSP and Cluster MPXing, and the subsolar point has decreased by 3 Re

  11. Résultats de la comparaisonà la magnétopause ; aspects multi-échelles Cluster 3xD, séparations 100-200 km : modes, besoin de 4 points de mesure Double Star : Permet la comparaison à deux latitudes, ou à deux heures locales Question : Si les différences d’amplitude observées étaient dues à la pression, on devrait observer une dépendance en LT sur DSP Interprétation en terme de différents modes; non directement accessible avec un point (DSP) Futur : Différentes échelles aux différentes distances ?

  12. Cluster Cluster TC1 TC1 Double Star et Cluster Observations conjuguées lors d’un sous-orage dans la queue de la magnétosphère Dandouras et al., AOGS 2005

  13. Double Star observations dans la couche de plasma proche (13.3 RE) lors du déclenchement d’un sous orage magnétosphérique Dipolarisation Tail-like configuration

  14. Ion Energy Dispersion at PSBL Plasma sheet drop-out • Double Star:Dipolarisation / plasma sheet expansion • Cluster observed a heated plasma sheet in the same meridian but in the Northern tail (R 12.5 RE), • Energetic ion beam moving Earthward then detected by Cluster at the PSBL (~1600 km s-1), followed by Tailward moving ion beams (~400 km s-1) . • Energy-dispersed structure observed by Cluster, compatible with an ion acceleration source tailward of the spacecraft (by~ 22 RE). Cluster Double Star

  15. Même méridien , dans la queue au moment d’un sous orage; Cluster est dans les lobes. Ne voit l’effet du sous-orage que lorsqu’il pénètre dans la couche de plasma, à plus basse latitude : difficultés de la bonne conjugaison au moment d’un évènement. Peu de “bonnes” conjugaisons On ne peut pas faire un “bon” timing; Mesures d’ondes : problème lié aux interférences : THEMIS

  16. En conclusion • Les premières mesures coordonnées multi-échelles • Avec Cluster, 4 points, 3xD, petite échelle : identification de mode des ondes • Cluster - Double STAR : grande échelle • Magnétopause : toujours présente, statistiques possibles alliées à des études de cas • Pas d’identification de modes autour de DSP • Analyse d’évènements (sous-orages) : besoin de plusieurs satellites pour avoir la “bonne” conjugaison. • “vrai” Projet Multi-échelles

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