哨聲波在地球輻射帶對電子加速的參數(shù)化研究.pdf

1、太陽風中含有大量的高速能量粒子,在與地球磁場相互作用的過程中形成了磁層,輻射帶是地球磁層的重要區(qū)域之一,太陽的活動會造成地球磁層的動態(tài)變化-磁暴,其中輻射帶增強的高能粒子通量會對同步軌道的航天器、宇航員以及地面的電力系統(tǒng)造成嚴重的危害。以前的研究結果表明波粒相互作用是電子輻射帶高能粒子加速的重要機制之一,而模擬得到的Chorus模哨聲波驅動的高能電子加速效應時間尺度上與觀測較為吻合。因此研究Chorus模哨聲波對輻射帶高能電子的加速效應

2、有重要的科學意義和現(xiàn)實意義。采用Fokker-Planck方程描述電子相空間密度的動力學演化,在與不同的傳播特性的波共振作用過程中的擴散系數(shù)有所不同。本文利用平行傳播Chorus模哨聲波對地球輻射帶高能電子的加速效應來研究波譜參數(shù)對帶電粒子動力學演化的影響,同時結合觀測研究Chorus模哨聲波對輻射帶高能電子的加速效應。模擬結果表明,忽略交叉擴散項會引起高能電子相空間密度的低估,且交叉擴散在大L(磁殼數(shù))時起的作用更大。波譜參數(shù)的變化會

3、對擴散系數(shù)及PSD的演化產(chǎn)生明顯的影響,特別是對投擲角較小的電子更加明顯,說明波譜參數(shù)的確定在數(shù)值模擬研究中非常重要,需要更加準確的波譜參數(shù)添加到各種數(shù)值模型中以提高計算的準確性。通過對事例的分析發(fā)現(xiàn)高能電子通量上升的幅度受合聲波活動的影響,從觀測上進一步證明了高能電子通量的上升可能是合聲波與其發(fā)生回旋共振導致加速的結果。同時模擬研究了特定的Z模波對高能電子動力學演化問題,與EMIC波和哨聲模Chorus波不同的是這里的動量擴散項對高能