Affiliation:
1. Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences
2. Polar Geophysical Institute
Abstract
The non-extensive statistical mechanics method of Tsallis (or q-statistics) is first applied to study pulsating auroras, which are regularly observed in the auroral ionosphere during geomagnetic disturbances. For systems with long-range interactions, such as ionized gas or plasma, whose dynamics are primarily determined by long-range electromagnetic forces, one can expect that non-additive and non-extensive thermostatistical principles may characterize their macroscopic behavior. This paper shows that pulsating polar auroras exhibit non-extensive properties and can be described, in part, by q-statistics. It is also demonstrated that the non-extensive parameter q correlates well with the flatness coefficient and scaling index, indicating the applicability of this approach to auroral emissions. Thus, q-statistics can be used to analyze phenomena in the high-latitude region of the Earth.
Publisher
The Russian Academy of Sciences
Reference74 articles.
1. Зеленый Л.М., Милованов А.В. Фрактальная топология и странная кинетика: от теории перколяции к проблемам космической электродинамики // УФН. Т. 174. № 8. С. 809—852. 2004. https://doi.org/10.3367/UFNr.0174.200408a.0809.
2. Больцман Л. Лекции по теории газов. М.: Гостехиздат, 554 с. 1953.
3. Головчанская И.В., Козелов Б.В., Дэспирак И.В. Исследование широкополосной ELF турбулентности по данным спутника FAST // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 52. № 4. С. 501—509. 2012.
4. Головчанская И.В., Козелов Б.В., Чернышов A.A., Ильясов A.A., Могилевский M.M. Возможный механизм подавления электростатической неустойчивости, связанной с неоднородным распределением плотности энергии, в авроральной ионосфере // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 58. № 2. С. 234—240. 2018. https://doi.org/10.7868/S0016794018020098
5. Кузьмин А.К. Фоновые условия и влияние различных световых факторов на изображения распределений интенсивности авроральных эмиссий, получаемые с орбит космических аппаратов // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. Т. 175. № 2. С. 14—41. 2020.