基于散射效应探讨伴随等离子体密度下降的辐射带电子的波粒和磁声波的关联性（地球物理学论文） ㊣ 精品文档 值得下载

在，最大值出现在投掷角范围，能级范围在损失锥内投掷角散射系数非常小，仅为，表明该磁声波不能导致电子损失图的动量扩散系数比投掷角扩散系数小，从而前者对电子的散射作用是弱于后者的基于图的结果可认为磁声波是个可行的加速机制，磁声波能驱图展示了和指数，显示出这段时间处于地磁平静期和中等亚暴活动中图是背景电子密度，在磁声波发生时，等离子体密度从降到了，在磁声波结束时，又从增加到了，可以认为该时段伴随有等离子体密度下降图展示了波特性及频谱的测量结果，利用波形接收机能清晰地观察到在∶∶时间段出现了很强的磁声波，该磁声波是高度倾斜的图描述的波传播角，且为线性极化的图描述的波极基于散射效应探讨伴随等离子体密度下降的辐射带电子的波粒和磁声波的关联性地球物理学论文磁场仪器于体的综合性科学仪器磁强计和电磁波仪能提供背景磁场波的电场与磁场数据，其中，波仪器中的波形接收机可以测量电场和磁场个分量的波功率谱密度，频率范围在利用奇异值分解法，可以计算波的传播角和极化率波仪器中的高频接收机测量电场谱密度，其频率范围在，覆盖了内磁层大部分的上混杂共振频率，可用于计算背景电子密度从而判断等离子体层顶的位置用散射电子，使辐射带电子分布函数形成投掷角蝴蝶状分布，而且还可以能化背景等离子体对于均匀背景磁场条件，准垂直传播的磁声波能够在垂直方向上能化冷质子，并同时在垂直和平行方向上能化冷电子对于偶极子背景磁场条件，磁声波表现出分别在垂直和平行方向上能化冷质子和冷电子，本文介绍了种伴随等离子体密度下降的磁声波，对发生于年月日和年月日的两个代表事件进行了详细分析利用试验粒子模拟方法，我们计算两个事件阳活动的影响，外辐射带电子通量及其能量投掷角的分布显现出高度的动态变化，这些变化与电子的运输加速和损失过程相关我们知道，在空间等离子体波和辐射带电子之间存在能量交换的过程其中，磁声波也被称为赤道噪声在辐射带电子动力学中同样起着重要的作用磁声波是高度倾斜于背景磁场传播的电磁辐射，其频率范围在质子回旋频率和低混杂共振频率之间般认为磁声波的波谱为分立谱，并在质子回旋频率的谐波上发生，但近来有模拟研究指出磁声波的波摘要利用范阿伦卫星的高质量观测数据，我们报道了伴随等离子体密度下降的磁声波现象通过选取分别发生于年月日事件和年月日事件的两个相应事件进行细致分析，我们开展试验粒子模拟计算了磁声波对辐射带电子的散射系数，并求解维福克普朗克扩散方程量化了磁声波散射导致的辐射带电子动态变化结果表明，事件中的磁声波的散射作用主要发生于投掷角范围为能量范围为的辐射带电子，而事件中的磁声波的散射作用主要发生于投掷角投掷角分布是符合的，从而提供在磁场偶极模型中大部分投掷角分布的合理近似未来，更多与实际观测较为近似的计算模型能够被采用，以提供精确的初始相空间密度分布图在磁声波的影响下，电子的投掷角交叉投掷角和动量动量扩散系数从左到右随赤道投掷角和电子动能变化的维图图在波的影响下，相应时间内电子的维演化图在处，模拟电子实线在用，且在的能量范围内得到的加速效果最强，从而形成了电子的蝴蝶状投掷角分布相较于事件该事件的散射效果更强，这是因为事件中的磁声波幅值比事件中的更高，产生了更明显的影响结论与讨论在本研究中，我们观测到种伴随等离子体密度下降的磁声波在此基础上选取了两个典型的事件，并对由该磁声波产生的电子散射作用和外辐射带电子随时间的演化过程作了详细的分析探讨首先根据试验粒子模拟计算弹跳平均扩散系数，并将其应用于解维福克普朗克扩散掷角范围在之间的电子发生散射作用与事件相比，事件中的磁声波产生的散射作用具有更宽的共振区间图范阿伦卫星年月日的等离子体波的观测和指数背景等离子体密度，由测量得到的波电场和磁场频谱，表示波的强度和极化率年月日∶∶在处波的磁场强度随频率的变化和均值粗红线同样，为了计算初始相空间密度，利用观测得到在∶∶大约在事件发生的前个变化的维图图在波的影响下，相应时间内电子，相空间密度的维演化图在处，模拟电子实线在的演化图，虚线表示初始电子利用与事件同样的方法计算事件的弹跳平均电子散射系数图是在磁声波的影响下，电子的投掷角交叉投掷角，动量动量扩散系数从左到右随赤道投掷角和电子动能变化的维图从图中我基于散射效应探讨伴随等离子体密度下降的辐射带电子的波粒和磁声波的关联性地球物理学论文的演化图，虚线表示初始电子顾旭东，何颖，倪彬彬，付松，花漫，项正伴随等离子体密度下降的磁声波与辐射带电子的波粒相互作用及其散射效应地球物理学报，基金国家自然科学基金湖北省自然科学优秀青年基金中国航天局预研项目澳门科技大学月球与行星科学实验室和中国科学院月球与深空探测重点实验室伙伴实验室开放课题共同资助基于散射效应探讨伴随等离子体密度下降的辐射带电子的波粒和磁声波的关联性地球物理学论文件更强值得注意的是，由于采用了些前提假设，该研究结果会受到些限制首先，在计算扩散系数时假设波的功率谱密度纬向分布均不随纬度改变，且采用的波传播角是基于以往的经验设置为常量但实际情况中，扩散系数很可能会受到这些因素的影响有研究表明，磁声波的扩散系数受波传播角和纬度影响较大，在后续的研究中，可以尝试定量研究这些因素对伴随等离子体密度下降的磁声波的具体影响其次，模拟电子相空间密度时假设初始电子通量的在的电子得到的加速效果最强，这与上文中散射系数的共振区间相致基于磁声波对电子的散射作用，该区域形成了电子的蝴蝶状投掷角分布事件日事件发生于年月日∶∶图展示了和指数，显示出该时段处于地磁平静期和中等亚暴活动中图是背景电子密度，在磁声波发生时，等离子体密度从降到了，在磁声波结束时，又从增加到了图是波的频谱及波特性的测量结果从图中能看出在∶∶出现了很强的磁程中，模拟外辐射带电子的运动过程通过对两个事件的研究，主要有以下结论本文报道了种伴随等离子体密度下降的磁声波，在波发生时背景等离子体密度开始下降，直到波结束时才上升利用试验粒子模拟方法计算扩散系数和求解维福克普朗克扩散方程，发现事件和中的磁声波均对电子有显著的散射作用，形成了电子的蝴蝶状投掷角分布磁声波对电子的散射作用受波幅的影响由于事件中的磁声波波幅比事件更大，导致电子扩散系数更大，使得磁声波加速电子的效果比事轨道期间投掷角为的电子通量数据，并依据公式将电子通量转变为电子相空间密度图是在磁声波的影响下，辐射带电子相空间密度的模拟演化过程的维图从图中可以明显看出，磁声波能使投掷角范围为能量范围为的电子发生散射，形成了电子的蝴蝶状投掷角分布图给出了事件中辐射带电子相空间密度随时间演化过程的模拟结果，图中显示出，投掷角在范围内的电子受到了磁声波的散射作能够看到朗道共振和弹跳共振对电子的联合散射效果比较明显图中电子的投掷角扩散系数的范围在，最大值出现在投掷角范围为，能级范围为在较低投掷角范围投掷角散射系数非常小，仅为，说明该磁声波也不能导致电子损失图显示的动量扩散系数比投掷角扩散系数小，所以前者对电子的散射作用是弱于后者的结合图的结果，可以认为该事件中的磁声波能导致电子的加速通过朗道共振，磁声波能驱动能量范围在投声波，它既是高度倾斜的图描述的波传播角，也是线性极化的图描述的波极化率图表示磁声波的功率谱密度随波频率的变化，由其平均值计算出来的波振幅为，频率范围为该时段其平均的赤道地磁场强度，背景电子密度图范阿伦卫星年月日的等离子体波的观测结果图在磁声波的影响下，电子的投掷角交叉投掷角，动量动量扩散系数从左到右随赤道投掷角和电子动能基于散射效应探讨伴随等离子体密度下降的辐射带电子的波粒和磁声波的关联性地球物理学论文对于能量的边界条件，当和时，设置为常量图显示在磁声波的影响下，辐射带电子相空间密度的模拟演化过程的维图由于朗道共振，磁声波能使间的电子发生散射且导致的电子产生水平加速，从而形成电子的蝴蝶状投掷角分布图给出了事件中辐射带电子相空间密度随时间演化过程的模拟结果，从图中可以明显地看出，间的电子受到了磁声波的散射作用，且能量范围动能量范围在投掷角范围在的电子发生散射作用由于扩散系数的峰值集中在朗道共振范围附近，因此在该联合散射作用中，朗道共振起主导作用，而弹跳共振和渡越时间效应的贡献相对较小得到弹跳平均的电子散射系数后，通过求解维的福克普朗克扩散方程，分析在磁声波的影响下电子相空间密度在天内的演化过程为了计算初始相空间密度，首先利用范阿伦卫星的和观测得到在∶∶大约在事件发生的前个轨道率图展示了磁声波的功率谱密度随频率的变化，由其平均值计算出来的波振幅为，频率范围为该时段赤道地磁场强度的均值，背景电子密度为了分析磁声波对电子的散射效应，本文计算弹跳平均的电子散射系数常用的计算扩散系数的方法有试验粒子模拟和准线性理论方法，本文中我们采用了试验粒子模拟，分析由朗道共振弹跳共振和渡越时间扩散引起的联合散射效果图显示了在磁声波的影响下，电子的投掷角，此外，利用氦氧质子电子质谱仪磁性电子离子光谱仪和相对论电子质子望远镜，能得到高能电子及兆电子伏特电子的数据基于磁声波被约束在赤道附近的特性，将其传播角设定为固定值，且纬度范围在后续的计算中使用偶极地磁场模型，并利用范阿伦卫星的数据集得到背景电子密度，且认为其不随纬度变化具体的事件分析事件日伴随等离子体密度下降的磁声波事件发生于年月日∶∶磁声波对电子的弹跳平均扩散系数，并通过求解维福克普朗克扩散方程模拟磁声波对电子的散射作用结果表明，这特殊类型的磁声波能显著影响外辐射电子的演变过程，导致电