波粒相互作用是环电流损失的重要机制之一,但波粒相互作用导致的环电流离子沉降而损失迄今为止缺乏直接的观测证据.基于磁层及电离层卫星的协同观测,本文报道了发生在2015年9月7日,由电磁离子回旋波(EMIC波)导致环电流质子沉降的共轭观...波粒相互作用是环电流损失的重要机制之一,但波粒相互作用导致的环电流离子沉降而损失迄今为止缺乏直接的观测证据.基于磁层及电离层卫星的协同观测,本文报道了发生在2015年9月7日,由电磁离子回旋波(EMIC波)导致环电流质子沉降的共轭观测事件.在等离子体层的内边界,Van Allen Probe B卫星观测到,存在EMIC波的区域和不存在EMIC波的区域相比,离子通量的投掷角分布的各向异性变弱.我们将Van Allen Probe B卫星沿着磁力线投影到电离层高度,同时在该投影区域内DMSP 16卫星在亚极光区域观测到环电流质子沉降.而且,通过从理论上计算质子弹跳平均扩散系数,我们进一步证实观测的EMIC波确实能将环电流质子散射到损失锥中.本文的研究工作为EMIC波导致环电流质子沉降提供了直接的观测证据,揭示了环电流衰减的重要物理机制:EMIC波将环电流质子散射到损失锥中,从而沉降到低高度大气层中而损失.展开更多
作为地球磁层中一种分布广泛的电磁波,电磁离子回旋波(Electromagnetic ion cyclotron waves,简称EMIC波)是地球辐射带相对论电子的重要损失机制.EMIC波通常呈现H+、He+和O+三种不同频段,不同频段对相对论电子的散射效应和损失时间尺度...作为地球磁层中一种分布广泛的电磁波,电磁离子回旋波(Electromagnetic ion cyclotron waves,简称EMIC波)是地球辐射带相对论电子的重要损失机制.EMIC波通常呈现H+、He+和O+三种不同频段,不同频段对相对论电子的散射效应和损失时间尺度大不相同.准线性理论是定量分析不同频段EMIC波对地球辐射带相对论电子散射效应的重要工具,我们利用基于准线性理论开发的Full Diffusion Code(FDC),分别计算了H^(+)、He^(+)、O^(+)三种频段EMIC波在不同空间范围、背景等离子体条件以及不同传播角模型下对辐射带相对论电子的弹跳平均投掷角散射系数,建立了L=1.5~7,背景等离子体参数α*(=f_(pe)/f_(ce))=6~30范围内的多频段EMIC波电子散射系数矩阵库.进而,我们计算了辐射带相对论电子在不同频段EMIC波散射作用下的损失时间尺度,获得了在不同磁层条件下EMIC波损失沉降相对论电子的定量信息.这些结果对于提升地球辐射带动力学过程建模水平、开展辐射带空间天气预报具有重要价值.展开更多
研究了电离层加热激发受激布里渊散射效应.利用受激布里渊散射匹配条件,结合国际地磁场参考模型,模拟计算了离子声波(Ion Acoustic,IA)与静电离子回旋波(Electrostatic Ion Cyclotron,EIC)频率随地理纬度、加热频率、波束指向、电子温...研究了电离层加热激发受激布里渊散射效应.利用受激布里渊散射匹配条件,结合国际地磁场参考模型,模拟计算了离子声波(Ion Acoustic,IA)与静电离子回旋波(Electrostatic Ion Cyclotron,EIC)频率随地理纬度、加热频率、波束指向、电子温度等参数变化特性,并以我国海南与美国高频主动极光研究项目(High Frequency Active Auroral Research Program,HAARP)为例,研究IA与EIC频率随纬度的变化.模拟结果表明:随着纬度的增加,IA与EIC频率增大;与IA频率相比,EIC频率随加热频率、波束指向及电子温度的变化相对较小;随加热频率的增加高纬地区IA频率增大,而低纬地区基本不变;随加热波束指向从南到北变化,海南IA频率单调下降,HAARP则为先上升后下降的形态,EIC具有相反的变化;电子温度越高,IA与EIC频率越大.本文模拟结果可为我国将来开展同类实验提供参考.展开更多
文摘波粒相互作用是环电流损失的重要机制之一,但波粒相互作用导致的环电流离子沉降而损失迄今为止缺乏直接的观测证据.基于磁层及电离层卫星的协同观测,本文报道了发生在2015年9月7日,由电磁离子回旋波(EMIC波)导致环电流质子沉降的共轭观测事件.在等离子体层的内边界,Van Allen Probe B卫星观测到,存在EMIC波的区域和不存在EMIC波的区域相比,离子通量的投掷角分布的各向异性变弱.我们将Van Allen Probe B卫星沿着磁力线投影到电离层高度,同时在该投影区域内DMSP 16卫星在亚极光区域观测到环电流质子沉降.而且,通过从理论上计算质子弹跳平均扩散系数,我们进一步证实观测的EMIC波确实能将环电流质子散射到损失锥中.本文的研究工作为EMIC波导致环电流质子沉降提供了直接的观测证据,揭示了环电流衰减的重要物理机制:EMIC波将环电流质子散射到损失锥中,从而沉降到低高度大气层中而损失.
文摘研究了电离层加热激发受激布里渊散射效应.利用受激布里渊散射匹配条件,结合国际地磁场参考模型,模拟计算了离子声波(Ion Acoustic,IA)与静电离子回旋波(Electrostatic Ion Cyclotron,EIC)频率随地理纬度、加热频率、波束指向、电子温度等参数变化特性,并以我国海南与美国高频主动极光研究项目(High Frequency Active Auroral Research Program,HAARP)为例,研究IA与EIC频率随纬度的变化.模拟结果表明:随着纬度的增加,IA与EIC频率增大;与IA频率相比,EIC频率随加热频率、波束指向及电子温度的变化相对较小;随加热频率的增加高纬地区IA频率增大,而低纬地区基本不变;随加热波束指向从南到北变化,海南IA频率单调下降,HAARP则为先上升后下降的形态,EIC具有相反的变化;电子温度越高,IA与EIC频率越大.本文模拟结果可为我国将来开展同类实验提供参考.
