电磁离子回旋波的空间分布特性与弹跳共振电子散射效应研究

发布时间：2021-04-08 22:56

　　电磁离子回旋波（EMICwave）是一种重要的磁层等离子体波动,它可以将内磁层带电粒子快速沉降到大气层,使其与大气分子碰撞而损失,从而显著影响地球内磁层带电粒子通量的动态演化过程。EMIC波通过共振波粒相互作用,可以将外辐射带相对论电子散射到损失锥中;可以在磁暴期间与高能质子共振,造成环电流在磁暴期间的快速衰减;还可以造成中心等离子体片质子反常的能量-纬度沉降模式。本文旨在更加深入地研究EMIC波的全球分布统计规律、激发机制及其对磁层电子动力学的影响。首先,我们利用最新的卫星观测数据开展了 EMIC波的观测统计工作,分别研究了氢频段、氦频段和氢、氦频段同时被观测到的EMIC波的全球分布规律;然后,我们基于动理学线性理论详细研究了热等离子体环境下氢频段、氦频段和氧频段EMIC波动的激发过程,以及EMIC波线性增长率对背景等离子体参数的依赖性;最后,我们细致地研究了 EMIC波与磁层电子的弹跳共振相互作用及其对磁层电子动态演化过程的影响。本文主要的研究结论如下:1、本文基于VanAllenProbes卫星从2012年9月8日至2017年12月31日的EMFISIS数据,筛选出了 1009个... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１?地球磁层的平面结构图??（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ｃｏｎｔｅｎｔ／ｇｏｄｄａｒｄ／ｍａｇｎｅｔｏｓｐｈｅｒｅ－ｐｌａｓｍａｓｐｈｅｒｅ）??磁层顶（Ｍａｇｎｅｔｏｐａｕｓｅ）位于行星际空间（Ｉｎｔｅｒｐｌａｎｅｔａｒｙ?Ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｆｉｅｌｄ，?ＩＭＦ）??

上的诸多观测现象（如极光、磁暴、亚暴、磁重联等）紧密相关。??在本节中，我们将着重介绍在内磁层动力学演化中起到重要作用的几种等离??子体波动，其空间分布如图１．３所示。我们将按照频率从高到低的顺序简要介绍。??４??

将带电粒子沉降到大气层（Ｓｕｍｍｅｒｓ?ｅｔ?ａｌ．，?２００７ｂ；?Ｌｉ?ｅｔ?ａｌ．，２００７，?２０１５ｂ，?２０１６ｂ；?Ｎｉ??ｅｔ?ａｌ．，?２０１３，?２０１５）〇??图１．２?地球辐射带结构示意图（项正，２０１７）??１．２地球内磁层中的波动??地球内磁层中存在着丰富的等离子体波动，频率可覆盖？１０＿３?Ｈｚ到１?ＭＨｚ??的范围，常见的波动包括静电电子回旋谐振波（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ??Ｈａｒｍｏｎｉｃ?ｗａｖｅ，?ＥＣＨ?ｗａｖｅ）、哨声模合声（Ｗｈｉｓｔｌｅｒ－ｍｏｄｅ?Ｃｈｏｒｕｓ，?Ｃｈｏｒｕｓ）、等离??子体层嘶声（ＰｌａｓｍａｓｐｈｅｒｉｃＨｉｓｓ，Ｈｉｓｓ）、快磁声波（ＦａｓｔＭａｇｎｅｔｏｓｏｎｉｃｗａｖｅ，?ＭＳ??ｗａｖｅ）、电磁离子回旋波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?ＩｏｎＣｙｃｌｏｔｒｏｎｗａｖｅ，ＥＭＩＣｗａｖｅ）、超低??频波（Ｕｌｔｒａ?Ｌｏｗ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｗａｖｅ，?ＵＬＦ?ｗａｖｅ）等等。这些波动频率不同，分布不??同，来源不同，与带电粒子发生相互作用的方式不同，传播特性各异，但与地球??上的诸多观测现象（如极光、磁暴、亚暴、磁重联等）紧密相关。??在本节中

【参考文献】：
期刊论文
[1]场向传播的内磁层哨声波对辐射带高能电子的共振扩散[J]. 倪彬彬,赵正予,顾旭东,汪枫.  物理学报. 2008(12)



本文编号：3126412