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Helicities in Geophysics, Astrophysics, and Beyond
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Series: Geophysical Monograph Series
Author: Kuzanyan, Kirill (IZMIRAN/Russian Academy of Sciences, Russia) / Yokoi, Nobumitsu (niversity of Tokyo, Japan) / Georgoulis, Manolis K. (Academy of Athens, Greece) / Stepanov, Rodion (Perm Federal Research Center, Russia)(Editor)
Publisher: WILEY
ISBN: 9781119841685
Cover: HARDCOVER
Date: 2024年01月

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DESCRIPTION
Presents cutting-edge studies of helicities from different research fields

Helicities play essential roles in numerous geophysical, astrophysical, and magnetohydrodynamic phenomena, thus are studied from various disciplinary viewpoints.

Helicities in Geophysics, Astrophysics, and Beyond draws together experts from different research fields to present an interdisciplinary and integrated approach to helicity studies. This synthesis advances understanding of the fundamental physical processes underlying various helicity-related phenomena.

Volume highlights include:
* Concise introduction to fundamental properties of helicities
* Recent developments and achievements in helicity studies
* Perspectives from different fields including geophysics, space physics, solar physics, plasma physics, atmospheric and nonlinear sciences
* A cohesive mathematical, physical, observational, experimental, and numerical strategy for helicity studies
* A synthesized framework for the application of helicity to real-world problems

The American Geophysical Union promotes discovery in Earth and space science for the benefit of humanity. Its publications disseminate scientific knowledge and provide resources for researchers, students, and professionals.

TABLE OF CONTENTS
Section I. Helicity principles (formerly was Magnetic Helicity principles)

1. Introduction to field line helicity (20-25 pages)
Anthony Yeates (Durham, UK) and Mitchel Berger (Exeter, UK)

2. Magnetic winding: theoretical and practical aspects (20-25 pages)
David MacTaggart (Glasgow, UK)

3. Helicity in fluid turbulence
Nobumitsu Yokoi (Tokyo, Japan), et al.

Section II. Helicity manifestations in nature and their observations

4. Observations of magnetic helicity proxies in solar photosphere: electric current helicity and magnetic helicity injection in solar cycles 22-24 (20-25 pages)
Hongqi Zhang and Shangbin Yang (National Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China)

5. Magnetic helicity in rotating neutron stars (20-25 pages)
Maxim Dvornikov (IZMIRAN, Russia)

6. Helicity flows in biophysics (20-25 pages)
Chris Prior (Durham, UK)

7. Magnetic configuration and helicity of solar filaments (20-25 pages)
Peng-Fei Chen (Nanjing University, China)

8. Helicity-conserving relaxation in unstable and merging twisted magnetic flux ropes (20-25 pages)
Philippa Browning (Manchester, UK)

Section III. The effects of helicity on physical phenomena

9. The effects of P-noninvariance in the magnetic field generation in astrophysical bodies (20-25 pages)
Victor Semikoz (IZMIRAN, Moscow, Russia) and Dmitry Sokoloff (Moscow University, Russia)

10. Magnetic Helicity in cosmic particles (20-25 pages)
Dmitry Sokoloff (Moscow University, Russia)

11. The stabilizing effect of helical magnetic fields on intergalactic cavities (20-25 pages)
Simon Candelaresi (Glasgow, UK), Fabio Del Sordo (INAF Catania, Italy)

12. Magnetic helicity in evolution of flaring solar active regions
Shin Toriumi (ISAS/JAXA, Japan)

Section IV. Physical models with helicity and applications

13. Parametric resonance synchronization mechanisms in solar dynamo and helicity in heliosphere (20-25 pages)
Rodion Stepanov (ICMM Perm, Russia) and Frank Stefani (Dresden-Rosendorf, Germany)

14. A self-consistent solar dynamo theory with conservation of magnetic helicity (20-25 pages)
Nathan Kleeorin , Igor Rogachevskii (Ben Gurion University, Beer-Sheva, Israel), Nikolai Safiullin (Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia) and Kirill Kuzanyan (IZMIRAN, Russia)

Section V. Helicity in Fluid Turbulence

15. Kinetic helicity and inverse cascade
Flank Plunian (Grenoble) , et al.

16. Magnetic helicity inverse transfer in supersonic isothermal MHD turbulence
J.-M. Teissier , W.-C. Muller (Berlin, Germany)

17. On the generation and segregation of kinetic helicity in geodynamo simulations
Avishek Ranjan (IIT Bombay, India)

18. Helicity and large-scale flow structure generation
Nobumitsu Yokoi (Tokyo, Japan)

19. Fastened compressible helical' turbulence
Jian-Zhou Zhao (Su-Cheng Centre for Fundamental and Interdisciplinary Sciences, Nanjing, China)

20. Kinetic Helicity in the Earth's atmosphere
Chkhetiani, Otto (Obukhov Institute of Atmospheric Physics, Moscow, Russia)

21. The Role of kinetic and magnetic helciity in magnetoconvection in the Earth and planetary cores
(tentative proposal, yet not confirmed) Binod Sreenivasan (Indian Institute of Science, Bangalore, India) and Chris Jones (Leeds, UK)
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