【摘 要】
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在地球辐射带的研究中,如何识别以及预测被地球磁层所捕获的高能粒子的动力学变化是十分重要的课题,尤其是地磁暴期间。已有统计研究表明,不同类型的地磁暴（例如太阳CIR或是CME驱动的磁暴）在引起高能粒子的加速、传输和损失方面具有不同的效率。这种现象很有可能是不同磁暴类型产生的超低频波动影响粒子的主要机制以及在磁层内位置不同。例如,在CME驱动的磁暴期间,Pc5 ULF波的主要外部生成机制可能是日侧磁层
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在地球辐射带的研究中,如何识别以及预测被地球磁层所捕获的高能粒子的动力学变化是十分重要的课题,尤其是地磁暴期间。已有统计研究表明,不同类型的地磁暴（例如太阳CIR或是CME驱动的磁暴）在引起高能粒子的加速、传输和损失方面具有不同的效率。这种现象很有可能是不同磁暴类型产生的超低频波动影响粒子的主要机制以及在磁层内位置不同。例如,在CME驱动的磁暴期间,Pc5 ULF波的主要外部生成机制可能是日侧磁层顶的振动,而对于CIR驱动的磁暴,沿磁层顶两侧的开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI）则是产生Pc5 ULF波动的主要原因,这两种磁暴类型中的辐射带粒子发生共振相互作用的位置和效率有所不同。在本研究中,我们使用二维箱形MHD波动模型（boxed wave model）来研究不同外部ULF波源产生的波能深入渗透到磁层的能力。为了做到这一点,开发了具有抛物线磁层顶边界层的2D盒模型对理想MHD波进行建模。在模拟中,利用在磁层顶上的高斯函数作为边界条件模拟磁层顶扰动,从而在磁层内激发MHD快速模式波并发现其与磁流体剪切模波相耦合。对于由开尔文-亥姆霍兹不稳定性激发的波动,在我们的模拟中开发了一个可以适用于抛物线坐标系的简单磁鞘流模型。最终将对磁鞘波动模拟的方程简化至抛物线坐标系的不同方向,这可以在未来用于计算沿磁层顶晨昏两侧因KHI激发的扰动的局部线性增长率,以模拟KHI驱动磁层内部波动的过程。
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