<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="review-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Astron. Space Sci.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Astronomy and Space Sciences</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Astron. Space Sci.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-987X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">896671</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fspas.2022.896671</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Astronomy and Space Sciences</subject>
<subj-group>
<subject>Review</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Solar Wind Turbulence Outlined Through Magnetic Islands and Nonlinear Waves</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Sharma et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Solar Wind Turbulence</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>R. P.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Gaur</surname>
<given-names>Nidhi</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1719925/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>Swati</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Mishra</surname>
<given-names>M. K.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Centre for Energy Studies</institution>, <institution>Indian Institute of Technology Delhi</institution>, <addr-line>New Delhi</addr-line>, <country>India</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>School of Basic and Applied Sciences</institution>, <institution>K. R. Mangalam University</institution>, <addr-line>Gurugram</addr-line>, <addr-line>Haryana</addr-line>, <country>India</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>Department of Physics</institution>, <institution>University of Rajasthan</institution>, <addr-line>Jaipur</addr-line>, <country>India</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/755018/overview">Oreste Pezzi</ext-link>, Institute for Plasma Science and Technology (ISTP/CNR), Italy</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/910136/overview">Francesco Malara</ext-link>, University of Calabria, Italy</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/694832/overview">Owen Wyn Roberts</ext-link>, Austrian Academy of Sciences, Austria</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Nidhi Gaur, <email>nidhiphysics@gmail.com</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Space Physics, a section of the journal Frontiers in Astronomy and Space Sciences</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>16</day>
<month>06</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>9</volume>
<elocation-id>896671</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>15</day>
<month>03</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>27</day>
<month>04</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2022 Sharma, Gaur, Sharma and Mishra.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Sharma, Gaur, Sharma and Mishra</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>Various space missions and observations over the past decades have provided unexampled details about the nature of solar wind, the acceleration mechanism, and different nonlinear phenomena responsible for energy transfer and turbulence in the interplanetary space. This review focuses on the role of Alfv&#xe9;nic fluctuations&#x2014;both kinetic Alfv&#xe9;n wave (KAW) and dispersive Alfv&#xe9;n wave (DAW)&#x2014;in driving solar wind turbulence and magnetic reconnection at 1 AU. The process of filamentation has been studied through a nonlinear coupling system of KAW/IAW (ion acoustic wave) and relatively high-frequency pump KAW (HKAW, i.e., frequency less than ion cyclotron frequency) in the presence of LKAW (low-frequency KAW, i.e., frequency very much less then ion cyclotron frequency) perturbation by formulating their dynamical equations in the presence of ponderomotive force and using the numerical results for the same. A simplified model is presented to have a deeper insight into the evolution pattern using the results of simulation. The formation of coherent structures and current sheets using a numerical and semi-analytical approach is elaborated near the magnetic reconnection sites. In addition to this, the relevance of the generated turbulence is also depicted through the energy spectrum by examining the spectral index which is noticeable in determining the energy cascade down to smaller scales.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>turbulence</kwd>
<kwd>magnetic islands</kwd>
<kwd>energy spectrum</kwd>
<kwd>solar wind</kwd>
<kwd>Alfven waves</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>Introduction</title>
<p>Solar wind predominantly permeates the whole heliosphere, providing an indispensable medium to study collisionless plasma. It develops a strong turbulent character on expansion, and for decades, intensive efforts have been directed to understand solar wind and its turbulent nature through various space missions like SOHO (<italic>Solar Heliospheric Observatory</italic>), Ulysses, Voyager, Helios, Yohkoh, FREJA, POLAR, FAST, Cluster, and TRACE (<italic>Transition Region and Coronal Explorer</italic>)<italic>.</italic> Emanating from the solar corona and expanding outward into space (<xref ref-type="bibr" rid="B52">Parker, 1958</xref>), solar wind acts as a natural laboratory (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Bruno and Carbone, 2013</xref>) for <italic>in situ</italic> spacecraft measurements to investigate solar wind turbulence. To understand the turbulent system and perform multipoint measurements, the NASA MIDEX mission HelioSwarm is in a Phase-A study (<xref ref-type="bibr" rid="B36">Klein, 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B75">Spence, 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B25">Hautaluoma and Fox, 2020</xref>). The latest NASA mission, the Parker Solar Probe, is designed to probe the mechanisms leading to acceleration of solar wind. At the closest approach to the Sun, the Parker Solar Probe has progressed one step toward reaching the Sun to explore the mysteries of the evolution of the Sun and provide deeper insights into the flow of energy from the solar corona to the accelerating solar wind. The evolution of astrophysical environments is significantly affected by the turbulent cascade of energy and, so to identify with the dynamics of energy dissipation, is therefore of cardinal importance to the astrophysics communities.</p>
<p>In a turbulent medium like solar wind, the magnetic field lines constantly break and reconnect at some scales (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Franci et al., 2017</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B43">Mallet et al., 2017</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B79">Vech et al., 2018</xref>), making magnetic reconnection an inherent part of a turbulent cascade. This process is associated with the release of large amount of energy and is responsible for the transfer of energy between different length scales, thereby leading to the acceleration of particles in solar wind (<xref ref-type="bibr" rid="B39">Lazarian et al., 2020</xref>). This review presents an outline of the solar wind plasma portraying the influence of the nonlinear wave&#x2013;wave interactions (<xref ref-type="bibr" rid="B37">Kraichnan, 1965</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B29">Howes &#x26; Nielson, 2013</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B33">Iroshnikov P.S., 1964</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B55">Pezzi et al., 2017a</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B56">2017b</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B62">Roberts et al., 2017</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B50">Narita, 2018</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B61">Roberts et al., 2022</xref>) and their role in understanding the nature of turbulence through the transfer of energy from large scales to smaller scales. The understanding of mechanisms which play a decisive part in creation of astrophysical environments through the dissipation of turbulent energy to heat has always been an issue of debate. Different schools of thought have structured this debate. In the first, Alfv&#xe9;nic turbulence is considered one of the processes responsible for the transfer of energy (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Coleman, 1968</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B35">Isenberg and Hollweg, 1982</xref>; Tu et al., 1984; <xref ref-type="bibr" rid="B32">Hu et al., 2000</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B34">Isenberg, 2004</xref>). Being low-frequency magnetohydrodynamic (MHD) modes and difficult to dissipate, they are able to permeate the whole solar atmosphere and are ubiquitously present in the solar wind. An illustrative characteristic of magnetized turbulence is the propensity to form sheets of current density that are liable to magnetic reconnection (<xref ref-type="bibr" rid="B47">Matthaeus &#x26; Lamkin, 1986</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B7">Biskamp &#x26; Welter, 1989</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B19">Dmitruk &#x26; Matthaeus, 2006</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B59">Retin&#xf2; et al., 2007</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B67">Servidio et al., 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B17">Comisso and Sironi, 2019</xref>). These reconnecting current sheets are typical sites of particle acceleration and magnetic energy dissipation (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Dmitruk et al., 2004</xref>). Concurrently, it has long been known that particles can gain energy through random scattering by turbulence fluctuations (<xref ref-type="bibr" rid="B38">Kulsrud &#x26; Ferrari, 1971</xref>). Therefore, turbulence fluctuations and magnetic reconnection work in alliance, and for a comprehensive understanding of the physics in a turbulent surrounding we need to have a detailed examination of their interplay.</p>
<p>The solar wind is inhabited by Alfv&#xe9;nic fluctuations spanning from fraction of a second to several hours. Their presence in the astrophysical plasma is endorsed by various observational evidences (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Belcher and Davis, 1971</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B15">Cirtain et al., 2007</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B26">He et al., 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B51">Okamoto et al., 2007</xref>). The restoring force and inertia for the Alfv&#xe9;n wave are provided by the magnetic tension and the ion mass, respectively. Ideal MHD equations administer the propagation of this non-dispersive Alfv&#xe9;n wave which is now called the shear Alfv&#xe9;n wave. The Alfv&#xe9;nic wave disturbance moves with no attenuation with distance along the background magnetic field, and this remarkable property has important ramifications for the transport of energy in plasma fluids. The nonlinear phenomena are of prominent interest to properly assess the acceleration and transportation of the particles in the solar wind. Alfven waves may come across instabilities and may convert into other dispersive modes which may provide a pathway to carry large amounts of energy and then dissipate it as heat (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Bogdan et al., 2003</xref>).</p>
<p>When the Alfven waves attain wavelengths comparable to the ion gyroradius in the direction perpendicular to the background magnetic field, they are known as kinetic Alfv&#xe9;n waves (KAWs) (<xref ref-type="bibr" rid="B57">Podesta, 2013</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B49">Narita et al., 2020</xref>). KAWs are believed to play an indispensable role in particle heating and acceleration mechanisms (<xref ref-type="bibr" rid="B85">Wu, 2003</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B84">Wu and Chao, 2004</xref>). The transfer of energy from MHD scales to kinetic scales is also possible through the interaction of KAWs with large-scale MHD waves (<italic>Zhao et al, 2011</italic>). The <italic>in situ</italic> measurements in the solar wind back up the idea of an Alfv&#xe9;n wave turbulent cascade in the perpendicular direction at the ion or electron scales producing the KAWs (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Howes et al., 2008a</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B28">Howes et al., 2008b</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B31">Howes et al., 2011</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B3">Alexandrova et al., 2013</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B66">Sahraoui et al., 2009</xref>; Zhao et al., 2013). KAWs are also dominating at proton kinetic scales (<xref ref-type="bibr" rid="B26">He et al., 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B62">Roberts et al., 2017</xref>) and also shorter scales (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Chen et al., 2010a</xref>). In addition, they can also couple with high-frequency modes (Zhao et al., 2013). The shear and kinetic Alfv&#xe9;n waves account for various nonlinear effects like parametric processes such as three-wave decay interactions, modulational instability, and the background plasma number density being modified by the ponderomotive force of the Alfv&#xe9;n wave. The nonlinear interaction of the KAW and shear Alfv&#xe9;n wave has been intensively studied by many authors and energy transfer processes so as to interpret the observations to have a deeper insight into the turbulent cascade of energy (Zhao et al., 2013). With the finite frequency correction, i.e., when the frequency of the Alfven wave becomes comparable to but less than the ion cyclotron frequency, we get circularly polarized dispersive Alfven waves (DAWs). This dispersion of the wave also occurs when the wavelength is around the ion inertial length, which many authors (<xref ref-type="bibr" rid="B48">Meyrand &#x26; Galtier, 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Ghosh, et al., 1996</xref>) consider the Hall term, and this Hall term contributes significantly to the transfer of energy over and across the small scales as well as has an important role in the increased reconnection rate (<xref ref-type="bibr" rid="B73">Shay et al., 2001</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B74">Smith et al., 2004</xref>). The interaction of these dispersive Alfv&#xe9;n waves undergoing filamentation with the pre-existing chain of magnetic islands may also contribute toward the turbulent cascade of energy in the solar wind.</p>
<p>Nonlinear processes being dominant in the transfer of energy from long wavelength magnetic fluctuations to shorter wavelengths, the study of the frequency spectrum is of utmost importance to unravel the nature of turbulent plasma. The energy spectrum depicting the turbulence scaling comprises the energy injection scales followed by the energy-containing scale, known as the forcing range or injective range, marking the energy source. Next, the &#x201c;inertial range,&#x201d; also called the intermediate range, marks the energy transfer process to smaller scales. This range is often described as the &#x201c;dissipation range,&#x201d; &#x201c;dispersion range,&#x201d; or the &#x201c;scattering range.&#x201d; In this range, the fluctuations are converted to thermal energy, thereby causing the heating of particles. For magnetic fluctuations at very large scales (i.e. <italic>f &#x2264;</italic> 10&#x2013;<sup>4</sup>&#xa0;Hz), the power spectra go as <italic>k</italic> <sup>
<italic>&#x2212;1</italic>
</sup>. This range is the energy reservoir feeding the turbulent cascade and so called the 1/f range (<xref ref-type="bibr" rid="B46">Matthaeus and Goldstein 1986</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B12">Chandran 2018</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B45">Matteini et al., 2018</xref>). Various measurements account for the Kolmogorov <italic>k</italic>
<sup>&#x2212;5/3</sup> spectrum in the inertial range (<italic>10</italic>
<sup>
<italic>&#x2212;3</italic>
</sup>
<italic>&#xa0;Hz &#x2264; f &#x2264; 10</italic>
<sup>
<italic>&#x2212;1</italic>
</sup>
<italic>Hz</italic>) followed by steepening at ion kinetic scales. A spectral break appears around <italic>k&#x3c1;</italic>
<sub>s</sub> &#x3e;1 (where <italic>&#x3c1;</italic>
<sub>s</sub> is the ion gyroradius), and the spectral index lies between -2 and -5 (<xref ref-type="bibr" rid="B5">Bale et al., 2005</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B68">Shaikh and Shukla, 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B66">Sahraoui et al., 2009</xref>). Between the ion scales and the electron scales, a small scale turbulent cascade is established (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Alexandrova 2009</xref>). As the turbulent cascade crosses the ion scales and before reaching the electron scales (i.e. 3 &#x2264; f &#x2264; 30&#xa0;Hz), the magnetic spectra follow &#x223c; k<sup>&#x2212;2.8</sup> (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Alexandrova et al., 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B13">Chen et al., 2010a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B65">Sahraoui et al., 2010</xref>). The spectral index is conspicuous of the energy transfer phenomena. Many pioneering works have been carried out to understand the dynamics and the different nonlinear processes responsible for this steepening (<xref ref-type="bibr" rid="B40">Leamon et al., 2000</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B65">Sahraoui et al. 2010</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B63">Rudakov et al., 2011</xref>).</p>
<p>The prime candidates contributing to the spectral properties and the steepening of the spectra are the various nonlinear processes like transverse collapse or filamentation due to KAW, its interaction with other wave modes, and/or the formation of coherent (magnetic) structures resulting from the current sheets. In the literature, the analysis of the field fluctuations from the proton to the electron scales shows the presence of current sheets or possible coherent structures of sub-proton scales which are possible sites of magnetic reconnection and energy dissipation (<xref ref-type="bibr" rid="B54">Perri et al., 2012</xref>)<italic>.</italic> The current sheets may be formed self-consistently from the Alfven wave-driven turbulence as discussed by <xref ref-type="bibr" rid="B78">Tanbarge &#x26; Howes, (2013</xref>). These coherent structures play an important role in driving the nonlinear transfer of energy to the smaller scales as they make some additional self-consistent energy injection available (<xref ref-type="bibr" rid="B42">Ma et al., 1995</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B77">Sturrock et al., 1999</xref>) and thus support the continuation of the turbulence over the smaller scales (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Cerri &#x26; Califano, 2017</xref>). Therefore, it is required to further examine if this turbulent energy transfer across and below the ion scales takes place as a result of instabilities or some other mechanism such as magnetic reconnection that causes the formation of coherent/localized structures or if it is both. A plethora of studies show that instabilities such as those driven by the temperature anisotropy (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Gary and Lee, 1994</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B80">Verscharen et al., 2014</xref>), stream-shear-driven instabilities (<xref ref-type="bibr" rid="B60">Roberts et al., 1992</xref>), and parametric instabilities (<xref ref-type="bibr" rid="B41">Longtin and Sonnerup, 1986</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B9">Brodin and Stenflo, 1988</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B81">Vi&#xf1;as and Goldstein, 1991</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B76">Stenflo and Shukla, 2007</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B58">Primavera et al., 2019</xref>) such as filamentation, all may possibly lead to the dissipation of solar wind turbulence. At the same time, observations also show that reconnection can typically cause turbulence in the solar wind (<xref ref-type="bibr" rid="B82">V&#xf6;r&#xf6;s et al., 2014</xref>). The spectral scaling of these fluctuations driven by the reconnection flow (obtained using the WIND spacecraft data) bears resemblance with the observations in the inertial and dispersive regime of the solar wind. Thus, these two processes, that is, turbulence and magnetic reconnection, work in alliance, and an associative study is required to be carried out.</p>
<p>Here, we revisit the nonlinear effects caused by dispersive Alfv&#xe9;n waves and KAWs to comprehend the dynamics of solar wind turbulence. Part A discusses the nonlinear effects and the turbulence due to the KAW presenting the effect of initial conditions on the spectra and the detailed explanation governing the evolution pattern through a simplified model. In part B, we study the nonlinear evolution of dispersive Alfv&#xe9;n waves in the vicinity of pre-existing chains of magnetic islands. The wave becomes dispersive due to the wave frequency which is finite but less than the ion cyclotron frequency.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>A. Turbulence due to the Kinetic Alfv&#xe9;n Wave</title>
<p>Many simulations backed up with observations have led to a deeper understanding of turbulence at 1 AU (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Howes and Quataert, 2010</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B65">Sahraoui et al., 2010</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B49">Narita et al., 2020</xref>) unwinding the energy transfer processes. This section predominantly focuses on the role of KAWs in understanding the dissipation of energy through different nonlinear processes. One of the processes leading to energy transfer is filamentation or transverse collapse which has been widely investigated. The sensitivity of the nonlinear coupling of KAWs/IAWs resulting in the transverse collapse on different initial conditions is addressed. Considering the wave propagation in the x&#x2013;z plane and background field <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and using a two-fluid model, the following system of equations is derived in the dimensionless form (<xref ref-type="bibr" rid="B22">Gaur and Sharma, 2015</xref>):<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m2">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The localized structures of KAWs with the magnetic field <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the transverse direction are studied at 1 AU under different initial conditions by performing numerical simulation of this set of equations. Here, <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The equation is normalized using the parameters <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle scriptlevel="+1">
<mml:mfrac bevelled="true">
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Here, <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the perpendicular wave vector component and <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the parallel wave vector component to <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m17">
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> refers to the KAW frequency, <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the acoustic speed, <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the Alfv&#xe9;n speed, and <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the ion acoustic gyroradius. Three different perturbations imposed on a uniform plane KAW are periodic perturbation (IC-1), Gaussian perturbation (IC-2), and the third random perturbation (IC-3):<disp-formula id="equ1">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mtext>IC</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">and</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ2">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mtext>IC</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ3">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mtext>IC</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Here, the initial amplitude of the main KAW is <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the magnitude of the perturbation, <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (normalized by <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is the transverse scale size of the perturbation, <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (normalized by <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is the longitudinal scale size of the perturbation, and <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the random variables uniformly distributed on [0,1] (<xref ref-type="bibr" rid="B71">Sharma et al., 1996</xref>). The random value for theta is attributed at each grid point in the x&#x2013;z plane. A seed value was initially provided, and random variables were generated and uniformly distributed on [0,1] in the x&#x2013;z plane.</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F1">Figures 1A</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="F3">3A</xref>,C present the simulation results indicating the splitting of pump KAW at different instances of time with periodic, Gaussian, and random perturbation forms, respectively, in real space alongside contour plots in the Fourier space, i.e., <xref ref-type="fig" rid="F1">Figures 1B</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="F3">3B</xref>,D. The figures demonstrate that there is no regularity in the filament formation with the formation of the most intense structures at the early time and an increase in complexity at later times. The contour plot shows the dependence of <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on Fourier modes. As is noticeable in these figures, the filamentary structures obtained have different intensities and patterns. Also, there is a varied scale size of the structures under the three initial conditions (<inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.3</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with periodic, <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>1.6</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with Gaussian, and <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with random perturbation). For &#x3b2; <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the transverse size of Alfv&#xe9;n vortex tubes is of the order of <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B14">Chmyrev et al., 1988</xref>).</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>With IC-1. <bold>(A)</bold> Normalized intensity profile of the KAW magnetic field (<inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) at normalized t &#x3d; 6 (t normalized by <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) in a normalized <italic>x&#x2013;z</italic> plane (<italic>x</italic> normalized with <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <italic>z</italic> normalized by <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). <bold>(B)</bold> Contours of normalized <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> against Fourier modes of KAW at t &#x3d; 6. <bold>(C)</bold> Normalized intensity profile of the KAW magnetic field <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at normalized t &#x3d; 13. <bold>(D)</bold> Contours of normalized <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> against Fourier modes of KAW at t &#x3d; 13. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B23">Gaur and Sharma, 2014</xref>), <italic>Astrophys Space Sci (2014) 350</italic>, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/">https://doi.org/</ext-link>10.1007/s10509-013-17701], with the permission of Springer Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g001.tif"/>
</fig>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>With IC-2. <bold>(A)</bold> Normalized intensity profile of the KAW magnetic field <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at normalized t &#x3d; 6 (t normalized by <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) in a normalized <italic>x&#x2013;z</italic> plane (<italic>x</italic> normalized with <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>z</italic> normalized by <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). <bold>(B)</bold> Contours of normalized <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> against Fourier modes of KAW at t &#x3d; 6. <bold>(C)</bold> Normalized magnetic field intensity profile of KAW at t &#x3d; 13. <bold>(D)</bold> Contours of normalized <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> against Fourier modes of KAW at t &#x3d; 13. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B23">Gaur and Sharma, 2014</xref>), <italic>Astrophys Space Sci (2014) 350</italic>, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/%2010.1007/s10509-013-1770-1">https://doi.org/10.1007/s10509-013-17701</ext-link>], with the permission of Springer Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g002.tif"/>
</fig>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>With IC-3. <bold>(A)</bold> Normalized intensity profile of the KAW magnetic field <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at normalized t &#x3d; 6 (t normalized by <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) in a normalized <italic>x&#x2013;z</italic> plane (<italic>x</italic> normalized with <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>z</italic> normalized by <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). <bold>(B)</bold> Contours of normalized <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> against Fourier modes of KAW at t &#x3d; 6. <bold>(C)</bold> Normalized magnetic field intensity profile of KAW at t &#x3d; 13. <bold>(D)</bold> Contours of normalized <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> against Fourier modes of KAW at t &#x3d; 13. &#x201c;Reproduced from [Gaur et al. (2014), <italic>Astrophys Space Sci (2014) 350</italic>, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10509-013-1770-1">https://doi.org/10.1007/s10509-013-17701</ext-link>], with the permission of Springer Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g003.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref> illustrates the effect of formation of localized structures on the wave number spectrum. In the power spectra obtained by plotting <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> against <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m59">
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the scaling law approaches <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> followed by a spectral break at around <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The scaling index for <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> shows dependence on the initial conditions being <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2.6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for periodic, <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2.2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for Gaussian, and <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2.6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the random forms of perturbation.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Power spectrum of normalized magnetic field fluctuations <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:mfrac bevelled="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> against<inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:mtext>k</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>normalized&#xa0;with&#xa0;&#x3c1;</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mtext>s</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <bold>(A)</bold> With IC-1 at t &#x3d; 15. <bold>(B)</bold> With IC-2 at t &#x3d; 17. <bold>(C)</bold> With IC-3 at t &#x3d; 15. &#x201c;Reproduced from [Gaur et al. (2014), <italic>Astrophys Space Sci (2014) 350</italic>, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/">https://doi.org/</ext-link>10.1007/s10509-013-17701], with the permission of Springer Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g004.tif"/>
</fig>
<sec id="s2-1">
<title>A Simplified Model: A Deeper Insight Into the Evolution Pattern of Kinetic Alfv&#xe9;n Wave</title>
<p>Implementing the conditions <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x3e;&#x3e;<inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x3c;&#x3c;<inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the aforementioned system of equations in the un-normalized form (<xref ref-type="bibr" rid="B70">Sharma et al., 2011a</xref>), the dynamics of the evolution are studied in an extended paraxial regime semi-analytically. As elaborately discussed by <xref ref-type="bibr" rid="B69">Sharma et al. (2014</xref>), the equation for dimensionless beam width parameter <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is obtained as (using normalization distance <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>):<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>64</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(a)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In the RHS of the aforementioned equation, the finite transverse size of the KAW accounted by the first term causes diffraction, and the nonlinearity is marked by the last three terms. The equation represents the interplay of diffraction, and nonlinear terms indicate the divergence less travel of the wave when these terms balance each other. The equation for <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is obtained as:<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>64</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(b)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The Equations for <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are expressed as:<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(c)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(d)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Here, <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the initial wave field at z &#x3d; 0, <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the coefficients of x<sup>2</sup> and x<sup>4</sup>, respectively, <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the slowly varying functions of x and z, <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the transverse scale size of the wave, and <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the normalization factor. The system of coupled equations (a)-(d) is numerically solved using the fourth-order Runge&#x2013;Kutta method for a plane wave front under initial conditions being <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x3d; 1 and <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:mfrac bevelled="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at z &#x3d; 0 and <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at z &#x3d; 0.</p>
<p>As illustrated in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref>. The wave intensity becomes high when the parameter <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> takes a minimum value and vice versa. The time dependence in the model is consolidated through the dependency of <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m97">
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> on time (using simulation results). As time progresses, the intensity and localization pattern of the KAW changes through the change in density harmonics.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Normalized magnetic field intensity distribution <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the wave from the (1) Simplified model and (2) Numerical simulation in a normalized x&#x2013;z plane ((<italic>x</italic> normalized with <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>z</italic> normalized by <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>), at <bold>(A)</bold> t &#x3d; 9, <bold>(B)</bold> t &#x3d; 11, and <bold>(C)</bold> t &#x3d; 12. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B69">Sharma and Gaur, 2014</xref>), <italic>Physics of Plasmas</italic>, <bold>21</bold>, 042,302, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://dx.doi.org/10.1063/1.4870500">http://dx.doi.org/10.1063/1.4870500</ext-link>], with the permission of AIP Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g005.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>Nonlinear Effects due to KAW</title>
<p>Various wave modes interact with KAW to comprehend the turbulence in the space plasma. Other wave modes are excited by the ponderomotive force of KAW which leads to modification in density resulting in the nonlinear dynamics of KAW. Low-frequency KAW (LKAW) is also one of the wave modes present in the plasma, and its excitation by the ponderomotive force of relatively high-frequency, high-power pump KAW is analyzed to study its effect on the solar wind turbulence. With cold plasma assumption and two fluid models (separate ion and electron motions) in the solar wind regime, the dynamical equations are formulated and solved numerically to study the KAW evolution and the power spectra at 1 AU [ <italic>Gaur, N and R.P</italic> <xref ref-type="bibr" rid="B69">Sharma, 2014</xref>]:<disp-formula id="equ4">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ5">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>This system of equations is solved under the following initial conditions (ICs) for the magnetic field and density perturbation:<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>and&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(IC-1)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>and&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(IC-2)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>and&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(IC-3)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The initial amplitude of the pump wave is <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,&#xa0;a</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for density perturbation at t &#x3d; 0, and <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m104">
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> represents the magnitude of the perturbation. The normalized transverse and longitudinal scale size of the perturbation is <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. Here, <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the random variables uniformly distributed on [0,1].</p>
<p>The filamentation process giving rise to strong magnetic filaments parallel to the ambient field is demonstrated under three initial conditions. The effect of the perturbation wave number is shown in the <xref ref-type="fig" rid="F6">Figures 6</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="F8">8</xref> under different initial conditions. It exemplifies the dependence of nonlinear evolution patterns on the values of <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and as shown, the structures become highly irregular and random with increased values of the perturbation wave number.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>Normalized magnetic field intensity of wave <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in a normalized x&#x2013;z plane (<italic>x</italic> normalized with <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>z</italic> normalized by <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with IC-1 for <bold>(A)</bold> <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(B)</bold> <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <bold>(C)</bold> <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B22">Gaur and Sharma, 2015</xref>), J. Geophys. Res. Space Physics, 120, 2,397&#x2013;2,408, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="doi:10.1002/">doi:10.1002/</ext-link>2014JA020771], with the permission of AGU Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g006.tif"/>
</fig>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Normalized magnetic field intensity of wave <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:mtext>in</mml:mtext>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> a normalized x&#x2013;z plane (<italic>x</italic> normalized with <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>z</italic> normalized by <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) with IC-2 for <bold>(A)</bold> <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(B)</bold> <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <bold>(C)</bold> <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B22">Gaur and Sharma, 2015</xref>), J. Geophys. Res. Space Physics, 120, 2,397&#x2013;2,408, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="doi:10.1002/">doi:10.1002/</ext-link>2014JA020771], with the permission of AGU Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g007.tif"/>
</fig>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Normalized magnetic field intensity of wave <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in a normalized x&#x2013;z plane (<italic>x</italic> normalized with <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>z</italic> normalized by <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) with IC-3 for <bold>(A)</bold> <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(B)</bold> <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <bold>(C)</bold> <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B22">Gaur and Sharma, 2015</xref>), J. Geophys. Res. Space Physics, 120, 2,397&#x2013;2,408, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="doi:10.1002/">doi:10.1002/</ext-link>2014JA020771], with the permission of AGU Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g008.tif"/>
</fig>
<p>The energy distribution is further illustrated in the contour plots of <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Fourier space in <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9</xref> which clearly highlight the confinement of energy to low <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mtext>,&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> wave numbers at initial times and its distribution to higher wave numbers at later times (energy flow from larger scales to smaller scales).</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>Contours of normalized <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> space for pump KAW at <bold>(A)</bold> t &#x3d; 20 and <bold>(B)</bold> t &#x3d; 32. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B22">Gaur and Sharma, 2015</xref>), J. Geophys. Res. Space Physics, 120, 2,397&#x2013;2,408, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="doi:10.1002/">doi:10.1002/</ext-link>2014JA020771], with the permission of AGU Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g009.tif"/>
</fig>
<p>Finally, the averaged power spectra for all the three initial conditions are also shown to analyze the energy transfer through the localization process in <xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10A</xref> with IC-1 and <xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10B</xref> with IC-2 and IC-3. For <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the power spectrum nearly follows the Kolmogorov scaling, and for <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the power spectrum shows steepening (for reference, the green line with a spectral index of nearly -2.6 is shown, indicating that this nonlinear interaction may lead to the distribution of energy at k &#x3e; 1 (<xref ref-type="bibr" rid="B64">Saharoui, 2012</xref>).</p>
<fig id="F10" position="float">
<label>FIGURE 10</label>
<caption>
<p>
<bold>(A)</bold> Ensemble averaged normalized wave number spectrum of pump KAW <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:mfrac bevelled="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> against <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#xa0;k&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>normalized&#xa0;with&#xa0;&#x3c1;</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mtext>s</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B22">Gaur and Sharma, 2015</xref>), J. Geophys. Res. Space Physics, 120, 2,397&#x2013;2,408, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="doi:10.1002/">doi:10.1002/</ext-link>2014JA020771], with the permission of AGU Publishing.&#x201d; <bold>(B)</bold> Ensemble averaged normalized wave number spectrum of pump KAW <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mfrac bevelled="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> against <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:mtext>k&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>normalized&#xa0;with&#xa0;&#x3c1;</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mtext>s</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> obtained in a quasi-steady state with IC-2 (black line) and IC-3 (blue line). &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B22">Gaur and Sharma, 2015</xref>), J. Geophys. Res. Space Physics, 120, 2,397&#x2013;2,408, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="doi:10.1002/">doi:10.1002/</ext-link>2014JA020771], with the permission of AGU Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g010.tif"/>
</fig>
<p>The role of kinetic Alfv&#xe9;n turbulence in collisionless high beta-plasmas is well documented, and the present model may be a step further to understand the turbulence in the solar wind (Boldyrev and <xref ref-type="bibr" rid="B53">Perez, 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B28">Howes et al., 2008b</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s2-3">
<title>B. Magnetic Island-Based Dispersive Alfv&#xe9;n Wave Model</title>
<p>Since turbulence and magnetic reconnection work in alliance, therefore for a comprehensive study, it is important to examine their interplay. For this, we consider the existence of a fully developed pre-existing chain of magnetic islands in the background of the parallel propagating dispersive Alfv&#xe9;n wave. The dispersion in the wave is considered due to the wave frequency which is finite but less than the ion cyclotron frequency. For the study, a uniform background magnetic field (<inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is considered in the <italic>z</italic> direction, and the magnetic field (<inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) as a result of the magnetic islands is assumed along the <italic>y</italic> direction. Therefore, our wave (DAW) subjected to a transverse instability or filamentation is propagating in the vicinity of the total magnetic field, <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="italic">z</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">B</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The wave dynamical equation in terms of dimensionless flux function is obtained using a two-fluid model as follows (<xref ref-type="bibr" rid="B72">Sharma et al., 2020</xref>):<disp-formula id="equ6">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2dc;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2dc;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2dc;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2dc;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2dc;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2dc;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0.</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>In the aforementioned equation, <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2dc;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the right circularly polarized DAW amplitude, <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is constant, <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the ion inertial length, <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the ion gyroradius, <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the wave number of propagation, <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the linear part of dielectric, and <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the frequency of DAW. Here, <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the magnetic island parameters with <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as the magnitude of the perturbation and <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the wave number of perturbation of the magnetic island. The normalization parameters are: <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> where <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>32</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The last two terms of the aforementioned equation are the fluctuations attributable to the existence of magnetic islands and density perturbations, respectively.</p>
<p>For typical solar wind parameters, <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>B</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>6.2</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#xd7;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#xa0;G</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#xd7;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#xa0;K</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#xd7;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#xa0;K</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>n</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#xa0;cm</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B83">Wilson et al., 2018</xref>), the dynamical equation is solved numerically under the following initial condition:<disp-formula id="equ7">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2dc;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2.3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4.1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>The numerical value of the wave parameters is calculated as <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.594</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>7.815</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>7.713</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>9.767</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.298</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.315</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For the wave with frequency, <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0.8</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the wave number is <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4.531</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The results depict that the fluctuations in the field occurring due to the existence of the chain of magnetic islands may induce localization, and the amplitude of these localized structures increases with z as shown in <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11</xref>. As clearly visible from the contour plot in <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11</xref>, the symmetry in the patterns is maintained only at the early stages, and as we evolve along z, this symmetry is broken, and highly irregular structures are obtained. The characteristic scale size of these coherent/localized structures is of the order of ion inertial length scales. For DAW propagating under the influence of both the factors, that is, density fluctuations as well as magnetic islands, these localized structures seem to be more intense and well evolved (<xref ref-type="fig" rid="F12">Figure 12</xref>) compared to the case when DAW was propagating under the influence of magnetic islands only. Thus, these results clearly depict that nonlinearity supports the formation of localized structures, thereby aiding the generation of turbulence.</p>
<fig id="F11" position="float">
<label>FIGURE 11</label>
<caption>
<p>
<bold>(I)</bold> DAW localization (normalized magnetic vector potential <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and <bold>(II)</bold> contour of DAW-normalized magnetic vector potential <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in a normalized x&#x2013;y plane (<italic>x</italic> and <italic>y</italic> axis is normalized by <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) at three snapshots of normalized z (normalization constant <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>), <bold>(A)</bold> z &#x3d; 0, <bold>(B)</bold>z &#x3d; 4, and <bold>(C)</bold> z &#x3d; 8, respectively, when only magnetic islands are present. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B72">Sharma et al., 2020</xref>), <italic>Physics of Plasmas</italic>, <italic>27</italic>, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1063/1">https://doi.org/10.1063/1</ext-link>.5142893], with the permission of AIP Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g011.tif"/>
</fig>
<fig id="F12" position="float">
<label>FIGURE 12</label>
<caption>
<p>
<bold>(I)</bold> DAW localization (normalized magnetic vector potential <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and <bold>(II)</bold> contour of DAW-normalized magnetic vector potential (<inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) in a normalized x&#x2013;y plane (<italic>x</italic> and <italic>y</italic> axis is normalized by <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) at three snapshots of normalized z (normalization constant <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>), <bold>(A)</bold> z &#x3d; 0, <bold>(B)</bold>z &#x3d; 4, and <bold>(C)</bold> z &#x3d; 8, respectively, when magnetic islands and perturbation in the background density are present. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B72">Sharma et al., 2020</xref>), <italic>Physics of Plasmas</italic>, <italic>27</italic>, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1063/1">https://doi.org/10.1063/1</ext-link>.5142893], with the permission of AIP Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g012.tif"/>
</fig>
<p>The localized structures unveil the turbulent behavior that may further result in the development of current sheets. The current density plot of DAW as shown in <xref ref-type="fig" rid="F13">Figure 13</xref> explains that in the beginning, there is a symmetrical distribution of current in the x&#x2013;y plane, but for larger z, it grows into several asymmetric and irregular structures. The size of these current sheets is found to be of the order of sub-ion scale length.</p>
<fig id="F13" position="float">
<label>FIGURE 13</label>
<caption>
<p>DAW-normalized current density for different z, <bold>(A)</bold> z &#x3d; 0, <bold>(B)</bold> z &#x3d; 2, and <bold>(C)</bold> z &#x3d; 5 when the magnetic islands and perturbation in the background density are present. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B72">Sharma et al., 2020</xref>), <italic>Physics of Plasmas</italic>, <italic>27</italic>, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1063/1">https://doi.org/10.1063/1</ext-link>.5142893], with the permission of AIP Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g013.tif"/>
</fig>
<p>The power spectrum of DAW (<xref ref-type="fig" rid="F14">Figure 14</xref>) shows that the energy distribution takes place from larger length scales to smaller length scales. For <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the fluctuations start deviating from the typical Kolmogorov&#x2019;s scaling, and the spectra go steeper beyond the ion inertial length <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The observed scaling exponents bear resemblance with the observations in the inertial and dispersive regime in the solar wind (<xref ref-type="bibr" rid="B2">Alexandrova et al., 2008</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B82">Voros et al., 2014</xref>). Although the study is restricted to limited dispersion of the wave and nonlinear evolution of the perturbation, it does provide an assessment of the turbulent energy transfer and coherent structures/current sheet formation in the vicinity of magnetic islands and the ponderomotive nonlinearity which is useful for future studies.</p>
<fig id="F14" position="float">
<label>FIGURE 14</label>
<caption>
<p>Normalized saturated average wave number spectrum of DAW showing the distribution of energy over length scales when magnetic islands and background density perturbations are existing. In the figure, we plot <bold>(A)</bold> <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> versus <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (here k<sub>x</sub> and k<sub>y</sub> are normalized by <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> ) using nine spectra, i.e., between z &#x3d; 24 and z &#x3d; 32 and <bold>(B)</bold> <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> versus the wave number k<sub>x</sub> (normalized by <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) using seven spectra, i.e., between z &#x3d; 25 and z &#x3d; 31. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B72">Sharma et al., 2020</xref>), <italic>Physics of Plasmas</italic>, <italic>27</italic>, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1063/1.5142893">https://doi.org/10.1063/1.5142893</ext-link>], with the permission of AIP Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g014.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s2-4">
<title>Semi-Analytical Method</title>
<p>For a better insight into the development of coherent structures and to determine their scale size, a semi-analytical approach is adopted for the aforementioned model equation as discussed by <xref ref-type="bibr" rid="B72">Sharma et al., 2020</xref>. Within the paraxial limit <inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the transverse scale size of the DAW, following <xref ref-type="bibr" rid="B1">Akhmanov et al. (1967</xref>), the dimensionless beam width parameters <inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be obtained as:<disp-formula id="equ8">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ9">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>0.04</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the amplitude of the wave. The aforementioned equations are solved using the Runge&#x2013;Kutta method under the initial conditions <inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>On the right-hand side of the aforementioned equations, the opposite sign between the first and last two terms indicates that they behave contrary. The first term is the diffraction due to DAW, and the last two terms show convergence due to nonlinearity and magnetic islands. A competition between them goes on until the converging effects dominate the divergence leading to the localization of DAW. The result in <xref ref-type="fig" rid="F15">Figure 15</xref> shows that the localization of the wave occurs in both the planes, but the distribution of these structures is uneven due to different rates of diffraction and nonlinearity.</p>
<fig id="F15" position="float">
<label>FIGURE 15</label>
<caption>
<p>DAW normalized vector potential in the presence of magnetic islands as well as perturbation in the density in the <bold>(A)</bold> x&#x2013;z plane (fixed y) and <bold>(B)</bold>y&#x2013;z plane (fixed x) obtained using a semi-analytical model. &#x201c;Reproduced from [(<xref ref-type="bibr" rid="B72">Sharma et al., 2020</xref>), <italic>Physics of Plasmas</italic>, <italic>27</italic>, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1063/1.5142893">https://doi.org/10.1063/1.5142893</ext-link>], with the permission of AIP Publishing.&#x201d;</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fspas-09-896671-g015.tif"/>
</fig>
<p>To calculate the critical scale size, we equate the diffraction and convergence term and when only magnetic islands are present, it is found to be: <inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.195</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>0.04</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2.827</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. If we plot the critical scale size versus DAW field strength, we see that with the DAW field, the scale size also varies. Thus, the coherent structures ranging from few proton scales to sub-proton scales may be formulated by changing the strength of DAW. In a similar manner, we can find out the critical scale size when ponderomotive nonlinearity as well as magnetic islands are present.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>Summary and Conclusion</title>
<p>In this review, we have discussed the role of kinetic Alfv&#xe9;n waves and dispersive Alfv&#xe9;n waves interacting with the surrounding, nonlinearities, other low-frequency modes, and pre-existing chain of magnetic islands in the evolution of solar wind turbulence. Amongst the different validated processes for explaining the small-scale physics, emphasis is given on the <italic>en route</italic> generated coherent or localized structures which lead to the turbulent behavior and transfer of energy along and across the ion scales. The background vicinity and initial conditions affect the evolution of these structures, but the energy transfer continues to occur from larger length scales to smaller length scales. Although some variation in the spectral index is observed due to these effects, it lies within the observed spectral range of the solar wind turbulence, that is, &#x223c;1.41.7 for large scales and &#x223c;2.62.8 for small scales. As indicated by the observations, a reconnection flow can also generate turbulence in the solar wind, and the magnetic reconnection (magnetic island sites) may customize the plasma conditions such that several dissipation mechanisms may contribute to the evolution of the solar wind (<xref ref-type="bibr" rid="B82">Voros et al., 2014</xref>). Thus, solar wind turbulence is a result of various nonlinear processes like transverse collapse or localization due to KAW, its interaction with other wave modes, and/or the formation of coherent (magnetic) structures resulting from the current sheets, and all these processes gives solar wind turbulence the structure it is found in.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s4">
<title>Author Contributions</title>
<p>All authors listed have made a substantial, direct, and intellectual contribution to the work and approved it for publication.</p>
</sec>
<sec id="s5">
<title>Funding</title>
<p>This work is supported by the Rashtriya Uchchatar Shiksha Abhiyan (RUSA 2.0), India, under Grant No. F. 35-532/PP/2021/1244. The work is partially supported by Indian Space Research organization (ISRO), Department of Science and Technology (DST) and Council of Scientific and Industrial Research (CSIR) India.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s6">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s7">
<title>Publisher&#x2019;s Note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors, and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ack>
<p>Authors thank Melvyn Goldstein from the NASA Goddard Space Flight Centre for useful discussions during the course of original publications from where material for the present review has been taken.</p>
</ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Akhmanov</surname>
<given-names>S. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sukhorukov</surname>
<given-names>A. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khokhlov</surname>
<given-names>R. V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1967</year>). <article-title>Self-focusing and Diffraction of Light in a Nonlinear Medium</article-title>. <source>Usp. Fiz. Nauk.</source> <volume>93</volume> (<issue>9</issue>), <fpage>19</fpage>&#x2013;<lpage>70</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3367/ufnr.0093.196709c.0019</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Alexandrova</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Carbone</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Veltri</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sorriso Valvo</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Small Scale Energy Cascade of the Solar Wind Turbulence</article-title>. <source>Astrophysical J.</source> <volume>674</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>1153</fpage>&#x2013;<lpage>1157</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/524056</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Alexandrova</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>C. H. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bale</surname>
<given-names>S. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sorriso-Valvo</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Horbury</surname>
<given-names>T. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Solar Wind Turbulence and the Role of Ion Instabilities</article-title>. <source>Space Sci. Rev.</source> <volume>178</volume>, <fpage>101</fpage>&#x2013;<lpage>139</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11214-013-0004-8</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Alexandrova</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saur</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lacombe</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mangeney</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mitchell</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Schwartz</surname>
<given-names>S. J.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Universality of Solar-Wind Turbulent Spectrum from MHD to Electron Scales</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>103</volume>, <fpage>165003</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.103.165003</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bale</surname>
<given-names>S. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kellogg</surname>
<given-names>P. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mozer</surname>
<given-names>F. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Horbury</surname>
<given-names>T. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Reme</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2005</year>). <article-title>Measurement of the Electric Fluctuation Spectrum of Magnetohydrodynamic Turbulence</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>94</volume>, <fpage>215002</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.94.215002</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Belcher</surname>
<given-names>J. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Davis</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1971</year>). <article-title>Large-amplitude Alfv&#xe9;n Waves in the Interplanetary Medium, 2</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>76</volume> (<issue>16</issue>), <fpage>3534</fpage>&#x2013;<lpage>3563</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/JA076i016p03534</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Biskamp</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Welter</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1989</year>). <article-title>Dynamics of Decaying Two Dimensional Magnetohydrodynamic Turbulence</article-title>. <source>Phys. Fluids B Plasma Phys.</source> <volume>1</volume> (<issue>10</issue>), <fpage>1964</fpage>&#x2013;<lpage>1979</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.859060</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bogdan</surname>
<given-names>T. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hansteen</surname>
<given-names>M. C. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>McMurry</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rosenthal</surname>
<given-names>C. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Johnson</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Petty Powell</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2003</year>). <article-title>Waves in the Magnetized Solar Atmosphere. II. Waves from Localized Sources in Magnetic Flux Concentrations</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>599</volume>, <fpage>626</fpage>&#x2013;<lpage>660</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/378512</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Brodin</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stenflo</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1988</year>). <article-title>Parametric Instabilities of Finite Amplitude Alfv&#xe9;n Waves</article-title>. <source>Phys. Scr.</source> <volume>37</volume>, <fpage>89</fpage>&#x2013;<lpage>92</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0031-8949/37/1/013</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bruno</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Carbone</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>The Solar Wind as a Turbulence Laboratory</article-title>. <source>Living Rev. Sol. Phys.</source> <volume>10</volume>, <fpage>2</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.12942/lrsp-2013-2</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cerri</surname>
<given-names>S. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Califano</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Reconnection and Small-Scale Fields in 2D-3V Hybrid-Kinetic Driven Turbulence Simulations</article-title>. <source>New J. Phys.</source> <volume>19</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>025007</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1367-2630/aa5c4a</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chandran</surname>
<given-names>B. D. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Parametric Instability, Inverse Cascade and the Range of Solar-Wind Turbulence</article-title>. <source>J. Plasma Phys.f range solar-wind Turbul.</source> <volume>84</volume>, <fpage>905840106</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/s0022377818000016</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>C. H. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Horbury</surname>
<given-names>T. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Schekochihin</surname>
<given-names>A. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wicks</surname>
<given-names>R. T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alexandrova</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mitchell</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010a</year>). <article-title>Anisotropy of Solar Wind Turbulence between Ion and Electron Scales</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>104</volume>, <fpage>255002</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.104.255002</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chmyrev</surname>
<given-names>V. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bilichenko</surname>
<given-names>S. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pokhotelov</surname>
<given-names>O. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Marchenko</surname>
<given-names>V. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lazarev</surname>
<given-names>V. I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Streltsov</surname>
<given-names>A. V.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>1988</year>). <article-title>Alfv&#xe9;n Vortices and Related Phenomena in the Ionosphere and the Magnetosphere</article-title>. <source>Phys. Scr.</source> <volume>38</volume>, <fpage>841</fpage>&#x2013;<lpage>854</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0031-8949/38/6/016</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cirtain</surname>
<given-names>J. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Golub</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lundquist</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Van Ballegooijen</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Savcheva</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shimojo</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Evidence for Alfven Waves in Solar X-Ray Jets</article-title>. <source>Science</source> <volume>318</volume> (<issue>5856</issue>), <fpage>1580</fpage>&#x2013;<lpage>1582</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.1147050</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Coleman</surname>
<given-names>P. J. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1968</year>). <article-title>Turbulence, Viscosity, and Dissipation in the Solar-Wind Plasma</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>153</volume>, <fpage>371</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/14967</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Comisso</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sironi</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>The Interplay of Magnetically Dominated Turbulence and Magnetic Reconnection in Producing Nonthermal Particles</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>886</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>122</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-4357/ab4c33</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dmitruk</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Matthaeus</surname>
<given-names>W. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Seenu</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Test Particle Energization by Current Sheets and Nonuniform Fields in Magnetohydrodynamic Turbulence</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>617</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>667</fpage>&#x2013;<lpage>679</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/425301</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dmitruk</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Matthaeus</surname>
<given-names>W. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2006</year>). <article-title>Structure of the Electromagnetic Field in Three-Dimensional Hall Magnetohydrodynamic Turbulence</article-title>. <source>Phys. Plasmas</source> <volume>13</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>042307</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.2192757</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Franci</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cerri</surname>
<given-names>S. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Califano</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Landi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Papini</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Verdini</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Magnetic Reconnection as a Driver for a Sub-ion-scale Cascade in Plasma Turbulence</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>850</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>L16</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/2041-8213/aa93fb</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gary</surname>
<given-names>S. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lee</surname>
<given-names>M. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1994</year>). <article-title>The Ion Cyclotron Anisotropy Instability and the Inverse Correlation between Proton Anisotropy and Proton Beta</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>99</volume>, <fpage>11297</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/94ja00253</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gaur</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>R. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Nonlinear Effects Associated with Kinetic Alfv&#xe9;n Wave</article-title>. <source>J. Geophys. Res. Space Phys.</source> <volume>120</volume>, <fpage>2397</fpage>&#x2013;<lpage>2408</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/2014JA020771</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gaur</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>R. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Nonlinear Evolution of Kinetic Alfv&#xe9;n Wave and Turbulent Spectra: Effect of Initial Conditions</article-title>. <source>Astrophys. Space Sci.</source> <volume>350</volume>, <fpage>573</fpage>&#x2013;<lpage>578</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10509-013-1770-1</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ghosh</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Siregar</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Roberts</surname>
<given-names>D. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldstein</surname>
<given-names>M. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1996</year>). <article-title>Simulation of High-Frequency Solar Wind Power Spectra Using Hall Magnetohydrodynamics</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>101</volume> (<issue>A2</issue>), <fpage>2493</fpage>&#x2013;<lpage>2504</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/95ja03201</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hautaluoma</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fox</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>NASA Space Weather Release</article-title>, <fpage>20</fpage>&#x2013;<lpage>083</lpage>.<comment>Available from: https://www.nasa.gov/press-release/nasa-selects-proposalsfor- new-space-environment-missions</comment>. </citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>J. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>TuMarsch</surname>
<given-names>C. Y. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guo</surname>
<given-names>L.-J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yao</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tian</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Upward Propagating High Frequency Alfv&#xe9;n Waves as Identified from Dynamic Wave like Spicules Observed by SOT on Hinode</article-title>. <source>Astron. Astrophys.</source> <volume>497</volume>, <fpage>525</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1051/0004-6361/200810777</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Howes</surname>
<given-names>G. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cowley</surname>
<given-names>S. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dorland</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hammett</surname>
<given-names>G. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Quataert</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Schekochihin</surname>
<given-names>A. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008a</year>). <article-title>A Model of Turbulence in Magnetized Plasmas: Implications for the Dissipation Range in the Solar Wind</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>113</volume>, <fpage>A05103</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/2007JA012665</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Howes</surname>
<given-names>G. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dorland</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cowley</surname>
<given-names>S. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hammett</surname>
<given-names>G. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Quataert</surname>
<given-names>E. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Schekochihin</surname>
<given-names>A. A.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2008b</year>). <article-title>Kinetic Simulations of Magnetized Turbulence in Astrophysical Plasmas</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>100</volume>, <fpage>065004</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.100.065004</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Howes</surname>
<given-names>G. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nielson</surname>
<given-names>K. D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Alfv&#xe9;n Wave Collisions, the Fundamental Building Block of Plasma Turbulence. Asymptotic Solution</article-title>. <source>Phys. Plasmas</source> <volume>20</volume> (<issue>7</issue>), <fpage>072302</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.4812805</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Howes</surname>
<given-names>G. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Quataert</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>On the Interpretation of Magnetic Helicity Signatures in the Dissipation Range of Solar Wind Turbulence</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>709</volume>, <fpage>L49</fpage>&#x2013;<lpage>L52</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/2041-8205/709/1/L49</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Howes</surname>
<given-names>G. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tenbarge</surname>
<given-names>J. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dorland</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>A Weakened Cascade Model for Turbulence in Astrophysical Plasmas</article-title>. <source>Phys. Plasmas</source> <volume>18</volume>, <fpage>102305</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.3646400</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>Y. Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Esser</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Habbal</surname>
<given-names>S. R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2000</year>). <article-title>A Four-Fluid Turbulence-Driven Solar Wind Model for Preferential Acceleration and Heating of Heavy Ions</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>105</volume>, <fpage>5093</fpage>&#x2013;<lpage>5111</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/1999JA900430</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Iroshnikov</surname>
<given-names>P. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1964</year>). <source>Turbul. a conducting fluid a strong magnetic field</source> <volume>7</volume> (<issue>4</issue>).</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Isenberg</surname>
<given-names>P. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Correction to "The Kinetic Shell Model of Coronal Heating and Acceleration by Ion Cyclotron Waves: 3. The Proton Halo and Dispersive Waves"</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>109</volume>, <fpage>3101</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/2004JA010524</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Isenberg</surname>
<given-names>P. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hollweg</surname>
<given-names>J. V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1982</year>). <article-title>Finite Amplitude Alfv&#xe9;n Waves in a Multi-Ion Plasma: Propagation, Acceleration, and Heating</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>87</volume>, <fpage>5023</fpage>&#x2013;<lpage>5029</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/JA087iA07p05023</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="web">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Klein</surname>
<given-names>K. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Multipoint Measurements of the Solar Wind : A Proposed Advance for Studying Magnetized Turbulence</article-title>. <comment>Plasma 2020 Decadal</comment>. <comment>Available at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/1903.05740v2">https://arxiv.org/abs/1903.05740v2</ext-link>
</comment>. </citation>
</ref>
<ref id="B37">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kraichnan</surname>
<given-names>R. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1965</year>). <article-title>Inertial-range Spectrum of Hydromagnetic Turbulence</article-title>. <source>Phys. Fluids</source> <volume>8</volume> (<issue>7</issue>), <fpage>1385</fpage>&#x2013;<lpage>1387</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1761412</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B38">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kulsrud</surname>
<given-names>R. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ferrari</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1971</year>). <article-title>The Relativistic Quasilinear Theory of Particle Acceleration by Hydromagnetic Turbulence</article-title>. <source>Astrophys. Space Sci.</source> <volume>12</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>302</fpage>&#x2013;<lpage>318</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF00651420</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B39">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lazarian</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Eyink</surname>
<given-names>G. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jafari</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kowal</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>3D Turbulent Reconnection: Theory, Tests, and Astrophysical Implications</article-title>. <source>Phys. Plasmas</source> <volume>27</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>012305</fpage>&#x2013;<lpage>012394</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.5110603</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B40">
<citation citation-type="other">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Leamon</surname>
<given-names>R. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Matthaeus</surname>
<given-names>W. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Smith</surname>
<given-names>C. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zank</surname>
<given-names>G. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mullan</surname>
<given-names>D. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Oughton</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> <article-title>Mhd-driven Kinetic Dissipation in the Solar Wind and Corona</article-title>. <source>Astrophys. J.</source> <volume>537</volume>, <fpage>1054</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/309059</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B41">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Longtin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sonnerup</surname>
<given-names>B. U. &#xd6;.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1986</year>). <article-title>Modulation Instability of Circularly Polarized Alfv&#xe9;n Waves</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>91</volume>, <fpage>6816</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/ja091ia06p06816</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B42">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ma</surname>
<given-names>Z. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lee</surname>
<given-names>L. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Otto</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <article-title>Generation of Field Aligned Currents and Alfv&#xe9;n Waves by 3D Magnetic Reconnection</article-title>. <source>Geophys. Res. Lett.</source> <volume>22</volume> (<issue>13</issue>), <fpage>1737</fpage>&#x2013;<lpage>1740</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/95GL01430</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B43">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mallet</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Schekochihin</surname>
<given-names>A. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chandran</surname>
<given-names>B. D. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Disruption of Alfv&#xe9;nic Turbulence by Magnetic Reconnection in a Collisionless Plasma</article-title>. <source>J. Plasma Phys.</source> <volume>83</volume> (<issue>6</issue>). <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/S0022377817000812</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B44">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Matsumoto</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Amano</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kato</surname>
<given-names>T. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hoshino</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Stochastic Electron Acceleration during Spontaneous Turbulent Reconnection in a Strong Shock Wave</article-title>. <source>Science</source> <volume>347</volume> (<issue>6225</issue>), <fpage>974</fpage>&#x2013;<lpage>978</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.1260168</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B45">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Matteini</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stansby</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Horbury</surname>
<given-names>T. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>C. H. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>On the 1/f Spectrum in the Solar Wind and its Connection with Magnetic Compressibility</article-title>. <source>Astrophysical J. Lett.</source> <volume>869</volume> (<issue>6pp</issue>), <fpage>L32</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/2041-8213/aaf573</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B46">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Matthaeus</surname>
<given-names>W. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldstein</surname>
<given-names>M. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1986</year>). <article-title>Low-Frequency1fNoise in the Interplanetary Magnetic Field</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>57</volume>, <fpage>495</fpage>&#x2013;<lpage>498</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.57.495</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B47">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Matthaeus</surname>
<given-names>W. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lamkin</surname>
<given-names>S. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1986</year>). <article-title>Turbulent Magnetic Reconnection</article-title>. <source>Phys. Fluids</source> <volume>29</volume> (<issue>8</issue>), <fpage>2513</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.866004</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B48">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Meyrand</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Galtier</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Spontaneous Chiral Symmetry Breaking of Hall Magnetohydrodynamic Turbulence</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>109</volume> (<issue>19</issue>), <fpage>9</fpage>&#x2013;<lpage>13</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.109.194501</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B49">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Narita</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Roberts</surname>
<given-names>O. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>V&#xf6;r&#xf6;s</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hoshino</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Transport Ratios of the Kinetic Alfv&#xe9;n Mode in Space Plasmas</article-title>. <source>Front. Phys.</source> <volume>8</volume>, <fpage>166</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2020.00166</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B50">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Narita</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>), <article-title>Space-time Structure and Wavevector Anisotropy in Space Plasma Turbulence</article-title>, <source>Living Rev. Sol. Phys.</source> <volume>15</volume>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s41116-017-0010-0</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B51">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Okamoto</surname>
<given-names>T. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tsuneta</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Berger</surname>
<given-names>T. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ichimoto</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Katsukawa</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lites</surname>
<given-names>B. W.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Coronal Transverse Magnetohydrodynamic Waves in a Solar Prominence</article-title>. <source>Science</source> <volume>318</volume>, <fpage>1577</fpage>&#x2013;<lpage>1580</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.1145447</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B52">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Parker</surname>
<given-names>E. N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1958</year>). <article-title>Dynamics of the Interplanetary Gas and Magnetic Fields</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>128</volume>, <fpage>664</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/146579</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B53">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Perez</surname>
<given-names>J. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mason</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Boldyrev</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cattaneo</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>On the Energy Spectrum of Strong Magnetohydrodynamic Turbulence</article-title>. <source>Phys. Rev. X</source> <volume>2</volume>, <fpage>041005</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevX.2.041005</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B54">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Perri</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldstein</surname>
<given-names>M. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dorelli</surname>
<given-names>J. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sahraoui</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Detection of Small-Scale Structures in the Dissipation Regime of Solar-Wind Turbulence</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>109</volume> (<issue>19</issue>), <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.109.191101</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B55">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pezzi</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Parashar</surname>
<given-names>T. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Servidio</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Valentini</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>V&#xe1;sconez</surname>
<given-names>C. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2017a</year>). <article-title>Colliding Alfv&#xe9;nic Wave Packets in Magnetohydrodynamics, Hall and Kinetic Simulations</article-title>. <source>J. Plasma Phys.</source> <volume>83</volume> (<issue>1</issue>). <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/S0022377817000113</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B56">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pezzi</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Parashar</surname>
<given-names>T. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Servidio</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Valentini</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>V&#xe1;sconez</surname>
<given-names>C. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2017b</year>). <article-title>Revisiting a Classic: the Parker-moffatt Problem</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>834</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>166</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-4357/834/2/166</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B57">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Podesta</surname>
<given-names>J. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Evidence of Kinetic Alfv&#xe9;n Waves in the Solar Wind at 1 AU</article-title>. <source>Sol. Phys.</source> <volume>286</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>529</fpage>&#x2013;<lpage>548</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11207-013-0258-z</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B58">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Primavera</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Malara</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Servidio</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nigro</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Veltri</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Parametric Instability in Two-Dimensional Alfv&#xe9;nic Turbulence</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>880</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>156</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-4357/ab29f5</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B59">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Retin&#xf2;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sundkvist</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vaivads</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mozer</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andr&#xe9;</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Owen</surname>
<given-names>C. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>
<italic>In Situ</italic> evidence of Magnetic Reconnection in Turbulent Plasma</article-title>. <source>Nat. Phys.</source> <volume>3</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>235</fpage>&#x2013;<lpage>238</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nphys574</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B60">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Roberts</surname>
<given-names>D. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldstein</surname>
<given-names>M. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Matthaeus</surname>
<given-names>W. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ghosh</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1992</year>). <article-title>Velocity Shear Generation of Solar Wind Turbulence</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>97</volume>, <fpage>17115</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/92ja01144</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B61">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Roberts</surname>
<given-names>O. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Narita</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nakamura</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>V&#xf6;r&#xf6;s</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Verscharen</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>The Kinetic Alfv&#xe9;n-like Nature of Turbulent Fluctuations in the Earth&#x27;s Magnetosheath: MMS Measurement of the Electron Alfv&#xe9;n Ratio</article-title>. <source>Phys. Plasmas</source> <volume>29</volume>, <fpage>012308</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/5.0068828</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B62">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Roberts</surname>
<given-names>O. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Narita</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Laakso</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Multipoint Analysis of Compressive Fluctuations in the Fast and Slow Solar Wind</article-title>. <source>J. Geophys. Res. Space Phys.</source> <volume>122</volume>, <fpage>6940</fpage>&#x2013;<lpage>6963</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/2016JA023552</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B63">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Rudakov</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mithaiwala</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ganguli</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Crabtree</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Linear and Nonlinear Landau Resonance of Kinetic Alfv&#xe9;n Waves: Consequences for Electron Distribution and Wave Spectrum in the Solar Wind</article-title>. <source>Phys. Plasmas</source> <volume>18</volume>, <fpage>012307</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.3532819</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B64">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sahraoui</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Belmont</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldstein</surname>
<given-names>M. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>New Insight into Short-Wavelength Solar Wind Fluctuations from Vlasov Theory</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>748</volume>, <fpage>100</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0004-637X/748/2/100</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B65">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sahraoui</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldstein</surname>
<given-names>M. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Belmont</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Canu</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rezeau</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Three Dimensional AnisotropickSpectra of Turbulence at Subproton Scales in the Solar Wind</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>105</volume>, <fpage>131101</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.105.131101</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B66">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sahraoui</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldstein</surname>
<given-names>M. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Robert</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khotyaintsev</surname>
<given-names>Y. V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Evidence of a Cascade and Dissipation of Solar-Wind Turbulence at the Electron Gyroscale</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>102</volume>, <fpage>231102</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.102.231102</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B67">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Servidio</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Matthaeus</surname>
<given-names>W. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shay</surname>
<given-names>M. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cassak</surname>
<given-names>P. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dmitruk</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Magnetic Reconnection in Two-Dimensional Magnetohydrodynamic Turbulence</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>102</volume> (<issue>11</issue>), <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>4</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.102.115003</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B68">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shaikh</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shukla</surname>
<given-names>P. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>3D Simulations of Fluctuation Spectra in the Hall-MHD Plasma</article-title>. <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>102</volume>, <fpage>045004</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.102.045004</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B69">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>R. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gaur</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Nonlinear Simplified Model to Study Localization of Kinetic Alfv&#xe9;n Wave</article-title>. <source>Phys. Plasmas</source> <volume>21</volume>, <fpage>042302</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.4870500</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B70">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>R. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kumar</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Singh</surname>
<given-names>H. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kumar</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011a</year>). <article-title>Numerical Simulations to Study Solar Wind Turbulence</article-title>. <source>Phys. Plasmas</source> <volume>18</volume>, <fpage>022904</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.3556676</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B71">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>R. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stubbe</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Verga</surname>
<given-names>A. D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1996</year>). <article-title>Numerical Simulation of a Zakharov-Boussinesq System of Equations to Study Langmuir Turbulence in the Ionosphere</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>101</volume>, <fpage>10995</fpage>&#x2013;<lpage>11003</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/96JA00043</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B72">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>R. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mishra</surname>
<given-names>M. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Uma</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Nonlinear Evolution of Dispersive Alfv&#xe9;n Waves and the Effect of Magnetic Islands in the Solar Wind Plasmas</article-title>. <source>Phys. Plasmas</source> <volume>27</volume> (<issue>July 2020</issue>), <fpage>072903</fpage>&#x2013;<lpage>072910</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.5142893</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B73">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shay</surname>
<given-names>M. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Drake</surname>
<given-names>J. F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rogers</surname>
<given-names>B. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Denton</surname>
<given-names>R. E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2001</year>). <article-title>Alfv&#xe9;nic Collisionless Magnetic Reconnection and the Hall Term</article-title>. <source>J. Geophys. Res.</source> <volume>106</volume>, <fpage>3759</fpage>&#x2013;<lpage>3772</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/1999ja001007</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B74">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Smith</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ghosh</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dmitruk</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Matthaeus</surname>
<given-names>W. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Hall and Turbulence Effects on Magnetic Reconnection</article-title>. <source>Geophys. Res. Lett.</source> <volume>31</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>3</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/2003GL018689</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B75">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Spence</surname>
<given-names>H. E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). &#x201c;<article-title>HelioSwarm: Unlocking the Multiscale Mysteries of Weakly Collisional Magnetized Plasma Turbulence and Ion Heating</article-title>,&#x201d; in <comment>Fall Meeting of the American Geophysical Union. Abstract SH11B-04</comment>. </citation>
</ref>
<ref id="B76">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Stenflo</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shukla</surname>
<given-names>P. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). &#x201c;<article-title>Nonlinear Processes in Space Plasmas</article-title>,&#x201d; in <source>Handbook of the Solar- Terrestrial Environment</source>. Editors <person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>Kamide</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chian</surname>
<given-names>A. C. L.</given-names>
</name>
</person-group>. </citation>
</ref>
<ref id="B77">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sturrock</surname>
<given-names>P. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Roald</surname>
<given-names>C. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wolfson</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1999</year>). <article-title>Chromospheric Magnetic Reconnection and its Implication for Coronal Heating</article-title>. <source>Astrophysical J.</source> <volume>524</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>L75</fpage>&#x2013;<lpage>L78</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/312301</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B78">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tenbarge</surname>
<given-names>J. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Howes</surname>
<given-names>G. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Current Sheets and Collisionless Damping in Kinetic Plasma Turbulence</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>771</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>L27</fpage>&#x2013;<lpage>7</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/2041-8205/771/2/L27</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B79">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Vech</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mallet</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Klein</surname>
<given-names>K. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kasper</surname>
<given-names>J. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Magnetic Reconnection May Control the Ion-Scale Spectral Break of Solar Wind Turbulence</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>855</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>L27</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/2041-8213/aab351</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B80">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Verscharen</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bourouaine</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chandran</surname>
<given-names>B. D. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Instabilities Driven by the Drift and Temperature Anisotropy of Alpha Particles in the Solar Wind</article-title>. <source>Astrophys. J.</source> <volume>773</volume>, <fpage>163</fpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B81">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Vi&#xf1;as</surname>
<given-names>A. F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldstein</surname>
<given-names>M. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1991</year>). <article-title>Parametric Instabilities of Circularly Polarized Large-Amplitude Dispersive Alfv&#xe9;n Waves: Excitation of Obliquely-Propagating Daughter and Side-Band Waves</article-title>. <source>J. Plasma Phys.</source> <volume>46</volume>, <fpage>129</fpage>&#x2013;<lpage>152</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/s0022377800015993</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B82">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>V&#xf6;r&#xf6;s</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sasunov</surname>
<given-names>Y. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Semenov</surname>
<given-names>V. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zaqarashvili</surname>
<given-names>T. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bruno</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khodachenko</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Reconnection Outflow Generated Turbulence in the Solar Wind</article-title>. <source>ApJ</source> <volume>797</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>L10</fpage>&#x2013;<lpage>L15</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/2041-8205/797/1/L10</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B83">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wilson III</surname>
<given-names>L. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stevens</surname>
<given-names>M. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kasper</surname>
<given-names>J. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Klein</surname>
<given-names>K. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Maruca</surname>
<given-names>B. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bale</surname>
<given-names>S. D.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>The Statistical Properties of Solar Wind Temperature Parameters Near 1 au</article-title>. <source>ApJS</source> <volume>236</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>41</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-4365/aab71c</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B84">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>D. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chao</surname>
<given-names>J. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Recent Progress in Nonlinear Kinetic Alfv&#xe9;n Waves</article-title>. <source>Nonlin. Process. Geophys.</source> <volume>11</volume> (<issue>5&#x2013;6</issue>), <fpage>631</fpage>&#x2013;<lpage>645</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.5194/npg-11-631-2004</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B85">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>D. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2003</year>). <article-title>Model of Nonlinear Kinetic Alfv&#xe9;n Waves with Dissipation and Acceleration of Energetic Electrons</article-title>. <source>Phys. Rev. E</source> <volume>67</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>4</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevE.67.027402</pub-id> </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>