激波厚度與阿爾芬波對(duì)激波加速粒子的影響.pdf

1、太陽高能粒子(SEPs)是太陽爆發(fā)過程中能量劇烈釋放的一種表現(xiàn)。受不同加速機(jī)制的作用，帶電粒子或電子通常在從太陽低層大氣到行星際的廣泛空間尺度上被加速到10 keV/nucl到GeV/nucl的能量，沿著扇形磁場(chǎng)向地球行進(jìn)。這些高能粒子嚴(yán)重干擾了人類的活動(dòng)，所以對(duì)粒子加速機(jī)制的研究，特別是對(duì)激波加速的研究，對(duì)即時(shí)預(yù)警空間災(zāi)害性天氣，并盡可能減少由此帶來的損失，有著極其重要的實(shí)際意義。 第一章首先介紹了太陽高能粒子(SEPs)對(duì)人

2、類活動(dòng)的干擾，例如微波通訊、航空和航海導(dǎo)航乃至地面的電力供應(yīng)系統(tǒng)等都會(huì)受到嚴(yán)重影響，然后介紹了SEP事件的分類：脈沖事件和緩變事件，兩類事件在時(shí)間輪廓、電離度及元素豐度以及加速機(jī)制方面有著巨大差異。普遍認(rèn)為CME驅(qū)動(dòng)激波是緩變SEP事件的主要加速機(jī)制。 第二章對(duì)激波加速粒子的觀測(cè)進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。通過對(duì)日冕物質(zhì)拋射的觀察以及對(duì)幾個(gè)典型事例的觀測(cè)對(duì)SEPs攜帶的諸如能譜、電離度、元素及同位素豐度等信息進(jìn)行了解讀，分析研究了SEPs的

3、性質(zhì)和粒子加速的物理過程，重點(diǎn)討論了激波加速在觀測(cè)中的角色。 第三章討論了擴(kuò)散激波加速理論以及數(shù)值模擬的進(jìn)展。激波漂移加速和擴(kuò)散加速是二種主要的激波加速機(jī)制，并且擴(kuò)散激波加速從解析和數(shù)值模擬兩個(gè)方面已得到廣泛研究，在忽略加速粒子對(duì)激波結(jié)構(gòu)的影響下主要采用試驗(yàn)粒子方法，混合模擬和蒙特卡羅模擬方法在數(shù)值計(jì)算．中也是經(jīng)常被使用。 第四章通過數(shù)值求解一維擴(kuò)散方程探討在準(zhǔn)平行激波傳播條件下激波厚度對(duì)粒子加速的影響，研究粒子分布函數(shù)

4、的演化與激波厚度內(nèi)稟關(guān)系。結(jié)果表明：(1)考慮激波厚度時(shí)，粒子能譜呈單冪律分布，譜指數(shù)明顯依賴于激波厚度，隨著厚度增大，低能端(3-10 MeV)譜指數(shù)從2.1增大到3.7，能譜逐漸變軟；隨著初始注入動(dòng)量的增大，質(zhì)子能量分布譜指數(shù)從4.3減小到3.1，且與零厚度激波加速的譜指數(shù)差值縮小；當(dāng)厚度不變時(shí)，隨著壓縮比r從2增大到4，基本達(dá)到穩(wěn)態(tài)分布時(shí)的粒子能譜指數(shù)逐漸從4.0減小到1.8。 第五章通過數(shù)值求解包含二階費(fèi)米加速的一維擴(kuò)散