地球輻射帶中非典型哨聲波的研究.pdf

1、地球輻射帶是內(nèi)磁層中能量＞100 keV高能帶電粒子聚集成的等離子體區(qū)域。輻射帶電子的演化非常復雜以及劇烈，并且可以對星載系統(tǒng)和航天員造成嚴重危害。以往的工作認為輻射帶電子的演化是多種加速、損失和輸運過程協(xié)作競爭的結果。哨聲波與輻射帶電子的回旋共振便是重要的加速和損失機制之一?；诜栋瑐愄綔y器的觀測數(shù)據(jù)，本論文著重分析了一些非典型哨聲波的演化以及作用。
　　第一章介紹了輻射帶的動態(tài)演化過程，概述了波粒相互作用的貢獻，并提出了論文的

2、核心研究內(nèi)容。
　　第二章介紹了范艾倫探測器的主要觀測數(shù)據(jù)和分析方法，列舉了一些常見等離子波動的分析結果。
　　第三章關注于高強度的低頻合聲波。合聲波通常被認為分布在0.1到0.8fce，范艾倫探測器數(shù)據(jù)顯示強合聲波能夠發(fā)生在0.1fce以下。這些低頻合聲波平行于磁力線傳播，并且多數(shù)時間表現(xiàn)成類嘶聲的特性。低頻合聲波可以導致種子電子(～0.1 MeV)的快速沉降損失，這和典型合聲波的作用明顯不同。對于相對論電子(≥0.5 M

3、eV)，低頻合聲波產(chǎn)生的動量擴散作用與典型合聲波相當，而其在損失錐處產(chǎn)生的投擲角擴散作用則更強。這些研究結果表明低頻合聲波在輻射帶演化中扮演了一個非常不同的角色，需要在輻射帶物理模型中加以考慮。
　　第四章關注于長時間持續(xù)的振蕩調(diào)合聲波。合聲波通常表現(xiàn)為一個類嘶聲帶或一系列短時（最高約為1s）的分立結構。范艾倫探測器的數(shù)據(jù)顯示，合聲波可以表現(xiàn)為長時間持續(xù)的振蕩調(diào)（長達25 s）。數(shù)據(jù)分析表明振蕩調(diào)是一個自然現(xiàn)象而非人工信號。其可能

4、的物理機制是:
　　(1)類嘶聲帶觸發(fā)的非線性過程；
　　(2)電磁波源區(qū)的調(diào)制。如此長時間持續(xù)的振蕩調(diào)合聲波具體的產(chǎn)生和演化過程還需要在將來的工作中進一步地研究。
　　第五章關注于等離子體層外嘶聲波的放大過程。外嘶聲波通常被認為是由等離子體層內(nèi)的嘶聲波泄漏出等離子體層頂而形成的，并且可作為等離子體層頂外輻射帶電子損失的潛在重要機制。實際上，人們對泄漏之后外嘶聲的演化過程還沒有完全的了解。觀測和模擬表明亞暴注入的100