地球辐射带内低频波对于太阳风扰动的快速响应

来源 :金宇玥 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guangzhilin123546
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辐射带是由捕获在地球磁场中的高能粒子所组成的。经过长期的研究,波粒相互作用被认为是控制辐射带结构和演化的主要机制之一。因此,理解相关等离子体波动的时空分布与生成机制是辐射带研究的核心课题之一。虽然辐射带等离子体波动对于太阳风扰动的快速响应逐渐受到关注,但是相关研究仍存在一些不足:(1)缺乏统计分析探索一般规律;(2)涉及的太阳风扰动类型和波动响应模式不够全面。基于磁层和太阳风观测数据,并结合等离子体线性和非线性不稳定性理论,本文通过统计分析与事例分析两种方法研究了辐射带低频(百毫赫兹至几千赫兹)等离子体波动(哨声模合声、等离子体层嘶声和电磁离子回旋波)对太阳风扰动的快速响应。主要科学发现包括:(1)哨声模合声和嘶声波动对于太阳风动压脉冲的响应呈现磁地方时不对称性,波动振幅更容易受到强太阳风动压脉冲的影响,强正(负)动压脉冲通常导致波动振幅增强(减弱);(2)在内磁层中,太阳风动压脉冲可以通过改变热电子数密度和温度各向异性影响辐射带合声的线性增长过程,而对背景磁场的不均匀性以及合声的非线性增长过程影响相对较小;(3)太阳风动压正脉冲可以通过调控热电子分布和背景磁力线位形推高等离子体层嘶声的核心频率;(4)日球层等离子体片的出现(结束)导致热电子和热离子温度各向异性同时增强(减弱),进而引起等离子体层嘶声和电磁离子回旋波的同时生成(消失)。我们的工作既揭示了低频哨声模合声和嘶声波动幅度对太阳风动压脉冲快速响应的统计规律,又展示了若干低频等离子体波动对太阳风扰动的多种不同响应模式。这些研究结果加深了我们对太阳风-磁层耦合过程的认识,有助于辐射带物理模型的发展和完善。
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