Parametric instabilities of electrostatic electron waves in relatively weak magnetic fields were investigated in a unified manner. As the propagation angle is shifted from the angle parallel to the ambient magnetic field to the perpendicular one, the electrostatic electron normal modes in such a system change from Langmuir to upper-hybrid waves through oblique Langmuir waves. These waves are unstable to various parametric instabilities, such as the modulational and decay instabilities. The present analysis extends the previous work (Akimoto K 1989 Phys. Fluids B1 1998) on parametric instabilities of Langmuir waves to those of electrostatic electron waves that are not field-aligned, and carries out a comparative study of parametric instabilities of the electron waves by numerically solving a dispersion equation. The author finds that as the propagation angle shifts from the field-aligned direction, the maximum growth rate of the dominant instability frequently increases, yet remains of the same order of magnitude; on the other hand, the topological structure of the growth rate contours may change dramatically, even if the propagation angle is only slightly shifted. In addition, the growth rate contours for an upper-hybrid wave show a variety of interesting patterns as the parameters, such as the wavenumber of the pump waves are varied. The overall results indicate that upper-hybrid and oblique Langmuir turbulence isotropizes faster than Langmuir turbulence, and may often be dissipated without the formation of the condensate at any point in the process.
相対的に弱い磁場中における静電電子波のパラメトリック不安定性を統一的に調べた。伝播角が周囲の磁場に平行な角度から垂直な角度へと変化するにつれて、そのような系における静電電子のノーマルモードは、ラングミュア波から斜めラングミュア波を経て上部混成波へと変化する。これらの波は、変調不安定性や崩壊不安定性など、様々なパラメトリック不安定性に対して不安定である。本解析は、ラングミュア波のパラメトリック不安定性に関する先行研究(Akimoto K 1989 Phys. Fluids B1 1998)を、磁場に平行でない静電電子波のパラメトリック不安定性へと拡張し、分散方程式を数値的に解くことにより、電子波のパラメトリック不安定性の比較研究を行うものである。伝播角が磁場に平行な方向からずれるにつれて、支配的な不安定性の最大成長率は頻繁に増加するが、その大きさのオーダーは変わらないことがわかった。一方、成長率の等高線の位相的構造は、伝播角がわずかにずれただけでも劇的に変化し得ることが明らかになった。さらに、上部混成波の成長率の等高線は、ポンプ波の波数などのパラメータを変化させると、多様な興味深いパターンを示す。以上の結果は、上部混成波および斜めラングミュア波の乱流は、ラングミュア波の乱流よりも速く等方化し、その過程のどの時点においてもコンドンセート(凝縮体)の形成を伴わずに散逸されることが多いことを示している。