一、磁层中哨声波与电子的相互作用（论文文献综述）
任勇[1]（2021）在《地球磁重联区域哨声波和低混杂波的研究》文中研究表明
尧中华,郭瑞龙,袁憧憬,潘东晓,许严[2]（2021）在《巨行星空间环境研究进展》文中指出太阳系八大行星分为类地行星和巨行星,巨行星不仅体积和质量大,其磁场也相对更强.土星的磁矩大约是地球的600倍,而木星的磁矩则有地球的20 000倍之大.土星和木星巨大的磁矩也让其拥有比地球大很多的巨型磁层空间.等离子体在巨行星的磁层空间中受到强大的电磁力而产生复杂的加速和输运过程,持续产生空间能量物质扰动.本文将回顾巨行星磁层空间的能量物质循环基本图像、辐射带高能物理过程、磁层电离层耦合过程以及巨行星磁层空间的关键基本等离子体物理过程,尤其结合中国学者在这一领域的最新研究进展进行介绍.
付铜幸[3]（2021）在《Plume的统计研究及其在不同强度的地磁暴下的模拟演化》文中研究表明等离子体层是磁层最冷,最稠密的内部区域,由电离层等离子体沿地磁场线的上行而形成。在日侧磁层顶的磁场重联直接驱动下,增强的日向对流侵蚀等离子体层的外层。侵蚀导致等离子体层的外边界在夜间向内移动,在日侧向外移动,这些浓密的等离子体向阳延伸到外磁层,形成密集的等离子体层plume。等离子体层在内部磁层中起着至关重要的作用。为了深入的理解这种等离子体层plume结构和分布及形成过程,我们做了如下几个方面的研究:第一,本研究借助 Van Allen Probes 卫星,通过 EMFISIS（Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science）测量的等离子体层密度数据,根据判定条件从2013年1月至2018年12月共72个月期间找出了内磁层的等离子体层plume。首先我们对内磁层中等离子体层plume在MLT-L坐标内的分布进行了统计分析,分析了等离子体层plume的时空分布及其发生率的特点。结果表明,等离子体层plume在L～5-6的区域更容易被观测到,且等离子体层plume在下午侧的发生率明显较高。其次,我们还结合OMNI数据分析等离子体层plume的发生率与地磁活动的关系,并按照磁暴相位对等离子体层plume进行分类,我们发现等离子体层plume主要发生在磁暴的恢复相,而发生在磁暴初相和主相的较少。此外,我们发现等离子体层plume在中等地磁活动水平（即小磁暴）和强地磁活动水平发生率较高。这一研究结果与Lee[1]等人的用Cluster卫星关于外磁层的观测研究结果并不完全一致,他们认为等离子体层plume在中等地磁活动发生率高,而在强地磁活动发生率较低。第二,为了解释Van Allen Probes卫星（主要观测等离子体层plume在内磁层L≤6.2）以及Cluster卫星（主要观测到等离子体层plume在外磁层L≥8）观测到的等离子体层plume与地磁活动水平相关的发生率的差异,我们进行了一组试验粒子模拟,用来对比不同地磁暴期间等离子体层plume的演化。对此,我们分析了两个磁暴事件,一个中等地磁活动（2013年3月,Dst指数最小值为-37nT）,另一个强地磁活动（2013年5月,Dst指数最小值为-72nT）。通过试验粒子模拟,我们分析了在这两次磁暴活动中,等离子体层和等离子体层plume的演化模拟结果显示,在中等地磁活动的等离子体层plume模拟演化过程中,等离子体层plume在L=8处比L=6处持续的时间更长,即在中等地磁活动时,等离子体层plume在L=8处更容易被观测到。而在强地磁活动水平时,等离子体在L=6处比L=8处持续时间更长,即在强地磁活动时,等离子体层plume在L=6处更容易被观察到。通过本文的研究,进一步明确了等离子体层plume的时空分布和发生率的,以及等离子体层plume与地磁活动水平、地磁暴相位的关系。从模拟的角度解释了我们用Van Allen Probes卫星统计结果与Lee[1]等人用Cluster卫星统计结果的差异的原因。并用模拟演化等离子体层plume,用图像直观地展示了等离子体层plume的形成过程。
柏诗晨[4]（2021）在《日侧磁场重联及其物质输运过程的观测分析》文中研究说明磁场重联是空间等离子体中一种重要的磁力线拓扑改变过程和能量转换机制。在磁场重联过程中,电流片两侧附近区域的等离子体随着磁力线运动参与磁场重联,两侧的等离子体相混合,随着重联新生成的磁力线离开重联点,完成物质输运。伴随着磁力线拓扑位形的改变,磁场储存的磁自由能转化为等离子体的动能和热能,从而加速和加热等离子体。在地球磁层与太阳风耦合过程中,磁重联是向磁层输运能量和粒子的重要机制,电离层的极光,磁尾的磁暴、亚暴,磁尾的冷而密等离子体片等空间物理现象都与磁重联驱动的太阳风等离子体输入息息相关。近期的研究发现弓激波附近的瞬态现象会在磁层内部产生超低频波（ULF）波和场向电流,从而加速粒子,在电离层形成极光,影响磁层内部的等离子体输运。在数值模拟研究中磁重联发生于瞬态现象产生的初期,但是至今没有相关的观测。本文通过多卫星数据观测主要研究得到以下结果。1.弓激波瞬态现象中的重联迹象观测近来,通过MMS观测的事例报道,弓激波附近的磁场重联被广泛关注。经过磁重联加速的粒子,可能是弓激波附近一阶费米加速问题中的注入粒子的来源之一。而热流异常等弓激波瞬态结构内部的环境有利于磁场重联的发生,并且已在数值模拟中发现重联迹象,然而并没有经过卫星观测的证实。通过MMS卫星观测的热流异常结构后边界内的小尺度磁通绳事件,我们发现磁重联能够在热流异常等弓激波瞬态结构内部发生。通过进一步分析小尺度磁通绳内部的电流和离子能谱,我们排除了由热流异常膨胀导致观测到磁场的双极性变化的可能性,并进一步分析了磁通绳内部的能量转化和受力情况。2.基于分界线附近的两种尺度的双粒子色散观测确定了从扩散区到重联出流的等离子体输运过程通过MMS卫星观测的一个分型线穿越事例,观测到电子和离子的长短双色散现象,两者能量范围相同而时间尺度不同。分析长短色散的形成机制,我们认为两种色散的形成都与不同能量粒子的平行速度不同,导致的ExB漂移时间不同有关。相比长色散,形成短色散的粒子在沿着分型线离开重联点的细长区域内是不冻结于磁力线上的,没有ExB漂移,所以利用电子/离子短色散的卫星观测确定了磁场重联出流离子/电子边界的源区,从而确定了从扩散区到重联下游出流粒子边界的等离子体输运过程。3.北向行星际磁场（IMF）条件下由磁重联驱动的等离子体输运具有半年周期变化,成为Russell-McPherron效应的新观测证据行星际磁场南向时,磁暴、亚暴等强地磁活动存在半年的周期性,Russell-McPherron（R-M）效应预测的南向行星际磁场Bz振幅的日变化和年变化能够很好的解释这种半年周期性。并且磁暴、亚暴等强地磁活动的强度与磁平静期时磁尾等离子体片的环境有关,冷而密的等离子体片有助于形成较强环电流。北向行星际磁场期间的太阳风等离子体进入,会影响磁尾等离子体片参数。本文利用Geotail、Image等卫星多年的观测数据,通过统计分析揭示了冷而密等离子体片和跨极盖极光的发生率的具有明显的半年周期性。我们还发现北向行星际磁场Bz振幅也存在与南向时相同的日变化和年变化,可以用R-M效应很好的预测。行星际磁场北向分量的增强有利于高纬重联的发生,而高纬重联是冷而密等离子体片和跨极盖极光弧产生的一种重要机制,所以冷而密等离子体片和跨极盖极光弧发生率的半年周期性也可以很好的符合R-M效应的预测,因此本系列工作成为了Russell-McPherron效应的新观测证据。
王忠善[5]（2021）在《地球等离子体层羽流中超热电子演化的观测和模拟研究》文中提出地球等离子体层中的超热电子（几eV到几百eV）是电离层等离子体的主要热源之一。电离层等离子体的温度变化能够影响到地球大气层粒子的向外逃逸以及卫星轨道的衰减。超热电子在等离子体层中是如何演化的是磁层—电离层耦合的基本问题。地磁活动期间,超热电子被认为是环电流离子到电离层等离子体能量传导的载体。过去的研究通常认为环电流离子向超热电子能量输送主要有两种途径:一种是环电流离子对等离子体层超热电子的经典库伦碰撞散射加热,另一种是环电流离子不稳定性产生的电磁离子回旋波对等离子体层超热电子的朗道加热。然而,环电流电子向超热电子的能量输送却很少被研究。环电流电子不稳定性能够激发等离子体层嘶声波,嘶声波通过朗道共振对超热电子的加热也是一种可能的途径。在本论文中我们开展了对等离子体层羽流中超热电子演化过程的研究。基于RBSP卫星的观测数据和准线性模拟,我们首次定量研究了超热电子在等离子体层羽流嘶声波的朗道共振加热作用和背景冷等离子体的库伦碰撞冷却作用下的演化过程。模拟显示,对于>50eV的超热电子,朗道共振加热作用显着,能够在1.5小时内使场向超热电子通量有超过一个数量级的增强。我们的结果表明环电流电子能够通过等离子体层羽流中的嘶声波向电离层等离子体传递能量。
桑龙龙[6]（2021）在《磁场重联及其相关等离子体波动的研究》文中研究指明在日地空间中,磁场重联和等离子体波动是等离子体中重要的物理过程。直接或间接的观测数据表明,磁场重联与太阳大气,行星际太阳风,地球的磁层顶以及磁尾等爆发性现象有关。磁场重联可以迅速地将磁场能量转化为等离子体动能热能。近几十年,磁场重联的大量研究成果被不断地报道。最近磁层顶的卫星观测到非对称的磁场重联具有特殊的霍尔磁场结构,但是非对称磁场重联的磁结构以及电流体系尚存在着争议。同时卫星发现一些重联事例中的分离线区域存在着哨声波。磁场重联的分离线区域也经常出现密度空穴,这种密度空穴结构沿分离线延伸,将影响波动的传播。哨声波在密度导管的传播过程依然存在不清楚的地方。本文作者使用二维全粒子模拟对磁层顶的非对称磁场重联进行了研究,进一步地为了探究哨声波在分离线密度导管中传播效应,利用了实验室等离子体装置对哨声波的传播特性进行研究,最后得到主要结论如下:1,非对称磁场重联中的霍尔磁场的研究我们采用二维粒子模拟方法,研究了非对称电流片中反平行磁场重联产生的霍尔磁场的结构。霍尔磁场首先形成四极结构,然后随着磁场重联的进行演化为六极结构。在霍尔磁场的四极结构中,磁场较弱的电流片一侧的极性（占主导地位的霍尔磁场）比另一侧的极性强得多,它们可以穿过电流片的中心。随着磁场比的增大或密度比的减小（这里的比值定义为磁场强的一侧与磁场弱的一侧之间的比值）,这种趋势将变得更加突出。然而,随着温度比的降低,这种趋势相反。随着重联的进行,在主霍尔磁场下面的区域产生两个较小的霍尔磁场增强的带状结构,然后形成霍尔磁场的六极结构。随着磁场比值的增大或密度的减小,六极结构变得更强,而温度不对称性的影响要比磁场和密度不对称性的影响小得多。霍尔磁场的产生可以用由电子携带的面内电流来解释。有引导场下的非对称重联中X线左侧和右侧的霍尔磁场结构不同。整体来说,左侧的霍尔磁场为三极结构,右侧为双极结构。在X线的左侧,电流片上下两部分的霍尔磁场为正,而中心部分的霍尔磁场为负。随着引导场的增大,电流片上部和中部的霍尔磁场幅值减小,下部的霍尔磁场幅值增大。不对称性增加（磁场比增加或电流片两侧密度比减小）,导致电流片上部的霍尔磁场减小,甚至消失,以及电流片下部和中部霍尔磁场的增加。在X线的右侧,电流片上部的霍尔磁场为负,而中部的霍尔磁场为正。接着增大引导场,位于电流片上部的霍尔磁场变强,位于电流片中心处的霍尔磁场减弱。不对称性的增加导致电流片上部和中部的霍尔磁场减小,当不对称性足够大时,中心电流片的下部会出现霍尔磁场。磁场重联中也存在着丰富的等离子体波动。我们利用MMS卫星在磁层顶观测到了非对称磁场重联事例,该非对称重联中的霍尔磁场表现为四极结构,同时我们在其分离线区域发现了单色性很好的哨声波,并且这支哨声波向着X线方向传播。2,实验室等离子体中哨声波的激发与传播我们在中国科学技术大学的线性磁化等离子体装置（KLMP）里,使用自制的环形磁偶极天线激发出了等离子体波动。我们通过波动的频率、偏振性、传播速度,传播角以及折射率曲线等,证实了小尺度的密度导管中激发出了哨声波（导管的直径小于哨声波的波长）。在密度增加的导管中,哨声波以准平行方向传播,且哨声波传播的能量几乎没有衰减;而在密度减小的导管中,哨声波表现为斜传播的特性,其波矢与轴向磁场的夹角接近Gendrin角。这个结果与波动在大尺度的导管中的结果类似。
孙何雨[7]（2021）在《太阳风中离子和电子动力学不稳定性研究》文中认为太阳风中粒子速度分布的塑造机制是太阳风研究中一个基本科学问题。太阳风观测经常探测到粒子速度分布函数偏离热力学平衡状态,其主要观测特征是束流和温度各向异性。当粒子速度分布严重偏离热力学平衡状态时,会通过波粒相互作用激发各种等离子体波动,触发动力学不稳定性,耗散粒子自由能,从而使粒子速度分布回归到平衡状态。因而,太阳风中粒子动力学不稳定性在粒子速度分布函数的塑造过程中有着非常重要的作用。本论文将基于太阳风观测事实,同时考虑束流和温度各向异性效应,对等离子体色散方程进行数值求解,系统地研究了太阳风离子和电子的动力学不稳定性。论文第一章将介绍太阳风中离子和电子的速度分布函数的观测结果,展示束流和温度各向异性的观测特征。第二章主要介绍太阳风中常见的等离子体波动模式、离子动力学不稳定性类型、电子动力学不稳定性类型以及不稳定性的应用。第三章介绍离子温度各向异性和束流共同作用下的离子动力学不稳定性的研究结果。本章给出电磁离子回旋不稳定性、镜像不稳定性、快磁声/哨声火蛇管不稳定性、阿尔芬火蛇管不稳定性和离子束流不稳定性在βpc||和Tpc||/Tpc||参数空间的分布,其中βpc||代表核质子平行热压与磁压之比,Tpc⊥和Tpc||分别代表核质子垂直温度和平行温度。由于离子束流作用,电磁离子回旋不稳定性和快磁声/哨声火蛇管不稳定性在平行于和反平行于背景磁场方向具有不对称性,镜像不稳定性和阿尔芬火蛇管不稳定性激发出非零实频波动。我们还发现一种新的离子束流不稳定性类型,该不稳定性可以激发左旋偏振的阿尔芬波,在低βpc||区域约束离子温度。此外,我们首次给出各种离子不稳定性的完整电磁特征。第四章介绍电子温度各向异性和束流共同作用下的电子动力学不稳定性的研究结果。本章给出了电磁电子回旋不稳定性、电子镜像不稳定性、周期电子火蛇管不稳定性、非周期电子火蛇管不稳定性、寻常模不稳定性、电子束流驱动的哨声不稳定性、电子声/磁声不稳定性以及斜快磁声/哨声不稳定性在βec||和Tec⊥/Tec||参数空间的分布,其中βec||为核电子平行热压与磁压之比,Tec⊥和Tec||分别为核电子在垂直和平行方向上的温度。我们发现:电子束流在低βec||区域可以激发静电电子声波,在中等βec||和βec||区域可以激发平行传播的哨声波。在电子温度各向异性和束流的共同作用下,在βec||～0.1-2和Tec⊥/Tec||<1区域出现一种新的斜快磁声/哨声不稳定性,该不稳定性激发阈值（Veb～7VA,VA为当地阿尔芬速度）远低于电子束流驱动的哨声不稳定性。我们还首次给出各种电子不稳定性的完整电磁特征。第五章利用内日球层中磁场和等离子体参数的径向模型,对内日球层中电子热流不稳定性的径向分布进行了研究。本章考虑电子速度分布函数由电子束流和电子核组成,电子热流主要来自于电子束流的贡献。研究结果表明,当电子束流相对电子核的漂移速度较大时,不稳定性激发的主要波动模式是电子声波。电子声波与电子之间的朗道共振作用在平行方向上加热电子,导致电子平行温度各向异性的出现,从而反过来抑制电子声不稳定性,使得斜哨声热流不稳定性成为主导的不稳定性。研究结果还表明低β等离子体中低混杂波可以被有效激发,激发机制主要来自垂直电场与束流电子之间的相互作用。此外,研究结果还显示,当日心距离大于10倍太阳半径时,具有中等漂移速度的电子束流可以有效激发平行哨声热流不稳定性。第六章总结了本论文主要研究成果,并对未来研究做了初步规划和构想。
陈华岳[8]（2021）在《电磁离子回旋波与合声波的观测及模拟研究》文中认为电磁离子回旋波与合声波均为内磁层中广泛存在的电磁波动,对地球辐射带中的粒子动力学过程有重要影响。本文重点研究电磁离子回旋波与合声波的激发及演化过程中的波粒相互作用。利用范艾伦探测器及POES卫星的观测,探究电磁离子回旋波的基本特征及源区,阐明亚暴注入和太阳风动压增强是该波动的两种不同的激发源;研究电磁离子谐波对于重离子的加热,并揭示该波动是正午及子夜侧相对论电子沉降事件的主导因素。利用数值模拟,探究合声波中0.5Ωe附近能量间隙的形成原因,提出了新的物理机制——平台分布电子的衰减作用,来解释该现象。本文的主要结论如下:1.阐明亚暴注入及太阳风动压增强是电磁离子回旋波的两种不同激发机制利用范艾伦探测器的观测数据,研究不同波段电磁离子回旋波的特性。氢波段（fcHe+<f<fcH+）事件主要出现磁壳数较大的午侧区域,为弱左旋偏振,传播角度较小。氦波段（fcO+<f<fcHe+）事件对应的磁壳数略小,主要出现在黎明前侧及上午侧,传播角度略大,为左旋偏振。氧波段（f<fcO+）事件数目最少,振幅最弱,主要分布在磁壳数很小的区域,部分事件准平行传播,部分斜传播,为线偏振甚至右旋偏振。利用时间修正后的AE+与Pd+参数,首次区分亚暴注入及太阳风动压增强对波动激发的影响,阐明它们是波动的两种不同激发源:当亚暴注入较强时,源区位于磁赤道附近的昏侧区域;当太阳风动压较强时,源区位于午侧区域,除了磁赤道附近,较高纬度区域也是源区。2.探究电磁离子回旋波对重离子的加热,揭示该波动是午侧与昏侧区域相对论电子沉降的主导机制。利用范艾伦探测器的数据,观测到一个电磁离子回旋波谐波事件,包含一支基频波动及五支谐波,谐波的频率为基频波动的整数倍。基频波动由各向异性的质子激发,谐波由电磁离子回旋波的电磁成分与静电成分耦合产生。通过回旋共振,波动在垂直方向上加热重离子及～keV量级的氢离子。利用POES卫星的数据,首次对相对论电子沉降事件进行长时间统计,发现事件主要出现在磁壳数为L=4-6的昏侧及子夜侧区域,且数目与AE指数相关。分别探究电子沉降受|Dst×Pd|*及AE*参数（定义为前一个小时内|Dst×Pd|及AE的最大值）的影响:当|Dst×Pd|*较小但AE*较大时,沉降主要出现在昏侧;当AE*较小但|Dst×Pd|*较大时,沉降主要在午侧及子夜侧。阐明午侧及昏侧的事件主要由电磁离子回旋波的散射引起,而高度弯曲的磁力线对子夜侧事件起到了重要作用。3.验证下波段合声波的串级,探究演化过程中的波数变化及上、下波段之间的振幅比的影响因素合声波的一个典型特征就是功率谱在0.5Ωe附近会有能量极小值,称为能量间隙。该能量间隙将合声波分为频率在0.1-0.5Ωe的下波段及0.5-0.8Ωe的上波段。利用一维粒子模拟,验证下波段合声波的能量串级机制。下波段的电磁成分与静电成分耦合,产生频率为下波段两倍的上波段波动。在演化过程中,随着电子各向异性降低,下波段的波数与频率下降,但上波段的波数与频率几乎不变,倍数关系不再满足。上、下波段的振幅比与波动的传播角度正相关,与电子各向异性反相关。当波动最大增长率对应的频率在～0.3-～0.4Ωe时,下波段的串级会导致多波段合声波的产生。4.提出新的机制解释能量间隙的形成,阐明平台分布电子是导致0.5Ωe附近波动衰减的决定性因素。由于合声波中存在斜传播的分量,在朗道共振作用下,其平行方向上的速度分布在±0.5VAe附近会出现平台结构。当激发出的合声波可以跨越0.5Ωe,或者略大于0.5Ωe但可以过渡到0.5Ωe以下时,该分布电子可以和反向传播的频率在0.5Ωe附近的波动发生回旋共振,在垂直方向上损耗能量。能量间隙在波动的源区当中就可以形成。揭示平台分布的位置对决定能量间隙的频率起主导作用,二者成反相关关系。当最不稳定波模对应的频率在～0.5-～0.6Ωe时,这种衰减机制会起作用。并且,该机制在一维和二维粒子模拟中均适用。
钟志宏[9]（2020）在《伴随磁场重联的多尺度结构研究》文中提出磁场重联是自然界和实验室等离子体中普遍存在的基本物理过程,能改变磁场的宏观拓扑结构,并快速地将磁能转化为等离子体动能与热能。在日地空间环境中,磁场重联会导致诸多爆发性的空间天气,如磁层亚暴、太阳耀斑等。磁场重联涉及到系统流体尺度到动理学尺度的耦合。它经常发生在等离子体内的多尺度结构中,同时也会产生丰富的多尺度结构,如重联扩散区、磁通量绳、偶极化锋面、磁洞和湍流等。这些多尺度结构是如何产生的?它们在磁场重联的发生和演化中起着什么样的作用?它们是否会影响磁场重联中能量的转化与耗散,磁通量与物质输运,或者重联率?这些都是很重要但目前尚未被完全解答的问题。地球磁层是研究无碰撞磁场重联的理想天然等离子体实验室。研究地球磁层中的磁场重联既有利于深入理解爆发性空间天气的物理机制,也有助于理解天体和实验室等离子体中磁能的快速释放机制。历史上有很多针对地球磁层的卫星探测计划。磁层多尺度（MMS）之前的卫星计划主要在流体和离子尺度对磁场重联进行研究,而MMS任务开启了在电子尺度研究磁场重联的新时代。在本博士论文中,我们主要使用MMS卫星的高精度探测数据,对伴随磁场重联的多尺度结构进行研究,揭示或证明了一系列新颖的物理图像和过程,以下是本论文的主要研究成果:1、磁场重联中小尺度结构的特征与产生机制:首次证实了次级磁通量绳可以由电子Kelvin-Helmholtz不稳性产生。MMS卫星在磁层顶磁场重联扩散区内观测到一个亚离子尺度的磁通量绳镶嵌在一个电子流漩涡中,且在该磁通量绳边缘存在一个电子扩散区。该电子流漩涡由主重联形成的电子流剪切所激发的电子Kelvin-Helmholtz不稳性产生。产生后的电子流漩涡扭曲磁场并触发了次级磁场重联,进而产生了次级磁通量绳。我们通过粒子网格（PIC）数值模拟重现了这一过程。报道了磁场重联扩散区内存在动理学尺度电子漩涡磁洞的首个观测证据。磁洞内存在较强的电流和非理想电场,为磁场重联提供了除电子扩散区以外的能量耗散通道。该磁洞可能由Biermann电池效应产生的电子孤立波激发,通过被捕获电子的抗磁化漂移电流演化形成。发现了一个在重联X线下游延伸了至少20个离子惯性长度的电子扩散区。延伸的电子扩散区位于一个中等导向场非对称重联的出流区内。但这种延伸的电子扩散区没有降低重联率;该重联仍然是重联率约为0.1的快重联。目前的理论和数值模拟结果尚无法解释该电子扩散区的形成。2、多尺度结构中的磁场重联:首次报道了在主重联分界线区域发生的次级磁场重联。该次级磁场重联发生在磁层侧磁场和离子尺度磁通量绳的核心磁场之间,无法用二维的磁层顶重联模型进行解释,是一个三维磁场重联。该次级重联电流片在三个方向上的尺度都有限,且离子对该电子尺度电流片无响应,表明这是一个电子重联。这种三维电子重联展示了一种新的三维磁通量绳的演化方式,其可能在重联驱动的湍流演化中起着关键性的作用。报道了在准垂直激波下游磁鞘中发生的磁场重联。这是一个多尺度不稳定性级联的磁场重联。离子镜像模不稳定性在流体尺度调制重联,改变电流片背景条件;倾斜的撕裂不稳定性在离子尺度调控重联,导致了电子扩散区的分叉结构和强烈的电子流剪切;电子Kelvin-Helmholtz不稳定性在电子尺度调制重联,在重联扩散区内形成若干电子流漩涡,磁洞和磁峰结构。这些结果提供了磁场重联中一种新的多尺度不稳定性级联方式,展示了一种新的重联扩散区电子动力学。3、多尺度结构在磁场重联能量转化中的作用:量化研究了磁通量绳内的电子绝热加速效率,直接证明了磁通量绳可以通过局地绝热加速产生高能电子。Betatron加速和费米加速都在该磁通量绳内加速电子;其中betatron加速可以在极短的时间内产生能量超过100 ke V的电子,而费米加速只能产生热电子,无法产生高能电子。统计研究了122个偶极化锋面上的能量转化与耗散。结果表明,偶极化锋面上主要是磁能转化为等离子体能量;其中释放的磁能主要传给了离子而不是电子。离子在整个偶极锋面上获得能量;而电子在偶极化锋面的前端获得能量,在其后端则失去能量。此外,偶极化锋面上的焦耳耗散（J?′）很小,而描述局部流体能量与热能相互转化的动理学能量耗散参数Pi-D不适合描述偶极化锋面上的能量耗散现象。研究了磁层顶重联扩散区内的哨声波和宽带静电波。哨声波主要分布在重联分界线区域,宽带静电波主要分布在靠近电流片中心的区域。这些波动由局地的电子或离子速度分布函数中的不稳定结构产生,表明等离子体能量转化为等离子体波动能量。哨声波和Buneman波通过电子Pacman分布联系在一起,而不是通过波-波相互作用。倾斜的宽带静电波和多X线重联产生的离子束密切相关。这些成果更新或加深了对磁场重联中的电子动力学、磁场重联的触发和演化、磁场重联中的能量转化、电子加速、等离子体波动激发的理解,同时也提出了一些新的问题和挑战,对未来的磁场重联研究有一定的指导性意义。
吴晗[10]（2020）在《外辐射带相对论电子通量长期倒空事件的研究》文中研究表明随着各国对太空探索的不断深入,越来越多的航天器发射升空,稳定的空间环境对卫星的安全保障至关重要。地球辐射带是充满着高能带电粒子的区域,尤其是外辐射带中MeV能量电子会对卫星安全造成巨大威胁,人们越来越需要提高对这些“杀手”电子行为过程的认识。地球辐射带易受太阳风、行星际条件和地磁活动水平影响,变化的太阳风条件和地磁活动水平在磁层里激发的波动也时刻影响着辐射带高能电子含量。虽然关于地球辐射带的研究已有数十年的历史,但我们仍然不能在给定特定太阳驱动和边界条件下,准确无误地再现辐射带中高能粒子的行为。辐射带中存在着这样一类物理现象,即电子通量倒空现象,这类现象在不同L范围、不同磁地方时,不同电子能段有着不同的分布特征。以往研究工作的关注点在相对论电子通量显着变化的阶段,来研究分析导致这种显着变化的内在原因,例如太阳风条件的调制作用、磁暴对电子通量的影响,内在的波粒相互作用机制等。与前人研究工作不同的是:（1）本文对MeV相对论电子通量长期倒空现象进行了系统的研究。从跨度约1.5个太阳活动周此类事件随太阳活动水平的分布特征得出,在太阳周峰年和谷年,太阳活动水平的高低不能完全决定相对论电子通量长期倒空事件的发生率的结论。（2）本文还在前人研究的基础上,引进了更多的参数来分析和探讨相对论电子通量长期倒空事件的客观规律和产生机制。统计研究结果表明,等离子体层顶高度、磁层顶高度以及ULF波强度在事件发生前后都有普遍的变化规律,这一结论可以为后续辐射带预报建模提供很好的理论基础。（3）本文关于相对论电子通量长期倒空现象的统计工作中,最重要的发现就是:在长达17年内,同步轨道上相对论电子通量维持长期倒空状态时,无大磁暴发生。这一研究结果充分说明虽然磁暴发生与否不能决定暴后电子通量的变化,但磁暴强度仍然可以在一定程度上影响相对论电子通量的高低。（4）此外,本文还根据2000-2016年间相对论电子通量长期倒空现象发生时各参数的分布特征制定阈值,预估2017-2019年相对论电子通量长期倒空事件。在满足所有条件时,相对论电子通量大部分出现1-2天后下降的现象。并且大磁暴期间相对论电子通量确实没有发生长期倒空现象,也很难同时满足多个条件。（5）在相对论电子通量长期倒空的统计研究工作中,有一类特殊的物理现象,即相对论电子通量可以在两次连续的磁暴过程中维持长时间的倒空状态,这种现象在长达17年的统计事件里仅发生数次,目前国际上也没有对此类事例相关的研究工作。本文对2016年1月31日至2月5日连续两次磁暴发生期间,相对论电子通量长时间倒空现象进行了详细的物理机制的分析。结果表明:在弱的太阳风扰动和中小强度磁暴发生期间,略微压缩的磁层顶和外向的径向扩散是相对论电子通量在外辐射带外边缘区域下降至背景通量水平,外辐射带中心区域通量下降幅度较小的原因。磁暴恢复相期间,IMF Bz分量以北向分布为主抑制了磁层内一些加速活动,因此相对论电子通量得以维持在背景通量水平。直到增强的ULF波活动与长时间的合声波活动发生时,相对论电子通量才显着增强。这个事例突出了相对论电子通量在两次磁暴过程期间的不同变化,并且充分体现了无EMIC波散射损失机制时,受径向扩散作用在不同L区域相对论电子通量的不同变化特性。（6）通过深入研究还发现,在上述两次磁暴期间,能量较低的keV电子通量和能量较高的MeV电子通量变化有着不同的表现:只有MeV电子通量才能维持长时间倒空状态。在外辐射带电子通量最大值高度的变化上,keV电子与MeV电子可以呈现截然相反的变化趋势。能量越低的电子对亚暴活动更敏感,更能快速地恢复暴前水平或远超暴前水平。在有合声波作用时且没有强烈的损失机制发生时,ULF波强度越高,keV电子加速到MeV电子所需时间约短。本文的研究结果揭示了相对论电子通量长期倒空现象的分布、形成和维持原因,连续两次磁暴过程期间相对论电子通量长期倒空事例也提供了很多有意思并且值得深入的物理现象,为未来辐射带的研究提供了更多的参考和可能性。
二、磁层中哨声波与电子的相互作用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、磁层中哨声波与电子的相互作用（论文提纲范文）
（3）Plume的统计研究及其在不同强度的地磁暴下的模拟演化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 地球磁层 |
| 1.2 等离子体层 |
| 1.3 等离子体波 |
| 1.3.1 哨声波 |
| 1.4 地球磁暴 |
| 1.5 研究现状与目的 |
| 1.5.1 国内外研究现状 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 Van Allen Probes卫星及研究数据介绍 |
| 2.1 Van Allen Probes卫星介绍 |
| 2.2 OMNI数据库 |
| 2.3 数据处理 |
| 第3章 等离子体层plume的统计分析 |
| 3.1 统计方法 |
| 3.1.1 等离子体层plume的判定 |
| 3.2 等离子体层plume的空间分布特征 |
| 3.3 等离子体层plume与地磁活动的关系 |
| 3.3.1 等离子体层plume与磁暴相位的关系 |
| 3.3.2 等离子体层plume与地磁指数Dst的关系 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 等离子体层plume在不同地磁活动下的演化 |
| 4.1 模拟方法 |
| 4.1.1 带电粒子在地球电磁场中的运动 |
| 4.2 2013年2月磁暴事件 |
| 4.2.1 模拟结果与Van Allen Probes卫星观测对比 |
| 4.3 2013年5月磁暴事件 |
| 4.3.1 模拟结果与Van Allen Probes卫星观测对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 等离子体层plume中嘶声波的扩散系数 |
| 5.1 扩散系数 |
| 5.2 等离子体层plume中的嘶声波 |
| 5.3 嘶声波的扩散系数 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）日侧磁场重联及其物质输运过程的观测分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二维稳态电阻重联模型介绍 |
| 1.1.1 Sweet-Parker模型 |
| 1.1.2 Peschek模型 |
| 1.1.3 无碰撞重联模型 |
| 1.2. 日侧磁场重联 |
| 1.2.1 弓激波以及磁鞘内的磁场重联 |
| 1.2.2.地球磁层顶磁重联以及物质输运过程 |
| 1.3 地磁活动的半年周期性及相关假说 |
| 1.4 小结 |
| 第二章 卫星仪器数据及数据分析方法 |
| 2.1 相关卫星数据介绍 |
| 2.1.1 ACE、Wind卫星以及0mni数据库 |
| 2.1.2 Themis和Athemis卫星计划 |
| 2.1.3 Geotail卫星 |
| 2.1.4 MMS卫星 |
| 2.2 数据处理方法 |
| 2.2.1 坐标系和参考系 |
| 2.2.2 最小(最大)方差分析方法(MVA) |
| 2.2.3 最小方向导数分析方法(MDD)和时空差分方法(STD) |
| 2.2.4 时间分析法(Timing analysis) |
| 2.2.5 多卫星计算电流密度的方法 |
| 2.2.6 磁场曲率分析方法 |
| 2.2.7 Walen分析 |
| 2.2.8 小结 |
| 第三章 弓激波附近的热流异常事件中的小尺度磁通量绳观测 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2. MMS卫星观测 |
| 3.2.1. 热流异常瞬态结构的观测结果 |
| 3.2.2. HFA后边界内部的离子惯性尺度的磁通绳观测 |
| 3.2.3. 磁通绳内部的受力分析 |
| 3.3. 讨论与小结 |
| 第四章 分型线附近的电子色散和平行电子束 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 事件观测介绍 |
| 4.2.1. 事件概览 |
| 4.2.2. 重联出流电子和离子边界观测 |
| 4.2.3. 两种电子色散观测 |
| 4.2.4. 分型线外的平行电子束观测 |
| 4.3. 讨论与小结 |
| 第五章 冷而密等离子体片的空间分布及其发生率的半年周期效应 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 冷而密等离子体片的统计分析 |
| 5.3 北向行星际磁场GSM Bz的统计分析 |
| 5.4 讨论与小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）地球等离子体层羽流中超热电子演化的观测和模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 磁层电离层耦合 |
| 1.1.1 磁层等离子体结构 |
| 1.1.2 电离层与磁层的能量与物质交换 |
| 1.2 地球磁层波粒相互作用 |
| 1.2.1 内磁层电磁场 |
| 1.2.2 单粒子在磁层电磁场中的基本运动 |
| 1.2.3 内磁层等离子体波动 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第2章 数据分析和理论基础 |
| 2.1 数据分析 |
| 2.1.1 范艾伦辐射带卫星探测器 |
| 2.1.2 数据分析方法 |
| 2.2 理论基础 |
| 2.2.1 准线性扩散模型 |
| 2.2.2 Test-particle模型 |
| 2.2.3 准线性扩散系数的计算与检验 |
| 第3章 地球等离子体层羽流中嘶声波对超热电子的加热 |
| 3.1 观测 |
| 3.2 模拟 |
| 3.3 分析 |
| 第4章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（6）磁场重联及其相关等离子体波动的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 日地空间和磁场重联 |
| 1.1.1 太阳与太阳风中的磁场重联 |
| 1.1.2 地球磁层中的磁场重联 |
| 1.2 无碰撞磁场重联 |
| 1.2.1 磁场重联模型 |
| 1.2.2 无碰撞磁场重联的霍尔结构 |
| 1.2.3 非对称磁场重联的研究 |
| 1.3 磁场重联中的等离子体波动 |
| 1.4 实验室中的哨声波 |
| 1.4.1 LMPD装置中哨声波的研究 |
| 1.4.2 LAPD装置中哨声波的研究 |
| 第二章 磁场重联的霍尔磁场及相关波动 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非对称重联的霍尔磁场 |
| 2.2.1 粒子模拟方法 |
| 2.2.2 反平行非对称磁场重联的霍尔磁场研究 |
| 2.2.3 反平行重联的非对称度对霍尔磁场的参数研究 |
| 2.2.4 引导场下非对称磁场重联中霍尔磁场的参数研究 |
| 2.2.5 小结 |
| 2.3 磁场重联中哨声波的卫星观测 |
| 2.3.1 MMS卫星简介 |
| 2.3.2 磁层顶磁场重联中的哨声波 |
| 2.3.3 小节 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 实验室等离子体中哨声波的激发与传播 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 线性磁化等离子体装置及诊断方法 |
| 3.3 等离子体波动激发源的构建 |
| 3.4 哨声波的激发 |
| 3.5 哨声波的小尺度密度导管效应 |
| 3.6 本章小节 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（7）太阳风中离子和电子动力学不稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 太阳风中粒子速度分布的基本形态 |
| 第二章 太阳风中等离子体波和不稳定性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 太阳风中等离子体波动 |
| 2.3 太阳风中离子动力学不稳定性类型 |
| 2.4 太阳风中电子动力学不稳定性类型 |
| 2.5 等离子体不稳定性在太阳风中的应用 |
| 2.6 论文研究目标以及研究意义 |
| 第三章 太阳风中离子温度各向异性与束流共同作用下的离子动力学不稳定性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基本方程与数值方法 |
| 3.3 质子温度各向异性不稳定性 |
| T_(pc||)条件下的电磁离子回旋不稳定性和镜像不稳定性'>3.3.1 T_(pc⊥)>T_(pc||)条件下的电磁离子回旋不稳定性和镜像不稳定性 |
| 3.4 离子束流不稳定性 |
| 3.5 β_(pc||)和T_(pc⊥)/T_(pc||)参数空间中的离子动力学不稳定性分布 |
| 3.6 离子动力学不稳定性中的能量传输率分布和波粒相互作用机制 |
| 3.7 总结和讨论 |
| 第四章 太阳风中电子温度各向异性与束流共同作用下的电子动力学不稳定性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 等离子体参数和理论模型 |
| 4.3 电子温度各向异性单独驱动的电子动力学不稳定性 |
| 4.4 电子束流单独驱动的电子动力学不稳定性 |
| 4.5 电子温度各向异性和束流共同作用下的电子动力学不稳定性 |
| 4.5.1 电子束流驱动的哨声不稳定性 |
| 4.5.2 电磁电子回旋不稳定性和电子镜像不稳定性 |
| 4.5.3 周期和非周期电子火蛇管不稳定性 |
| 4.5.4 斜快磁声/哨声不稳定性 |
| 4.5.5 寻常模不稳定性 |
| 4.6 能量传输率分布和波粒相互作用机制 |
| 4.7 讨论与总结 |
| 4.7.1 对电子束流的约束 |
| 4.7.2 对于电子温度各向异性的约束 |
| 4.7.3 波粒共振相互作用机制 |
| 4.7.4 线性理论与准线性理论的比较 |
| 第五章 内日球层中电子热流不稳定性: 径向分布及其对电子速度分布函数演化的暗示 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 内日球层中等离子体和磁场的径向模型 |
| 5.3 电子热流不稳定性的径向分布 |
| 5.4 不稳定性的有效激发及其对电子速度分布函数演化的作用 |
| V_(tran)区域电子速度分布函数的演化'>5.4.1 V_(eb)>V_(tran)区域电子速度分布函数的演化 |
| 5.5 举例:不稳定性激发的低混杂波和平行哨声波的径向传播分布 |
| 5.6 讨论和总结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（8）电磁离子回旋波与合声波的观测及模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 地球磁层 |
| 1.1.1 地球磁层的结构 |
| 1.1.2 辐射带 |
| 1.1.3 环电流 |
| 1.1.4 等离子体层 |
| 1.2 内磁层中粒子的周期运动 |
| 1.2.1 地球偶极场模型 |
| 1.2.2 回旋运动 |
| 1.2.3 弹跳运动 |
| 1.2.4 漂移运动 |
| 1.3 内磁层中的波动 |
| 1.3.1 波动的基本理论 |
| 1.3.2 内磁层中的常见波动 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 电磁离子回旋波的基本特征及源区 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数据简介及分析方法 |
| 2.2.1 范艾伦探测器 |
| 2.2.2 地磁活动指数与太阳活动参数 |
| 2.2.3 电磁离子回旋波的分析方法 |
| 2.3 电磁离子回旋波的基本性质研究 |
| 2.3.1 观测结果 |
| 2.3.2 小结 |
| 2.4 电磁离子回旋波的源区研究 |
| 2.4.1 观测结果 |
| 2.4.2 小结 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电磁离子回旋波与粒子的相互作用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁离子回旋波对离子的加热 |
| 3.2.1 观测结果 |
| 3.2.2 小结 |
| 3.3 电磁离子回旋波引起的相对论电子沉降 |
| 3.3.1 数据简介及分析方法 |
| 3.3.2 观测结果 |
| 3.3.3 小结 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 合声波中能量间隙的形成机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 粒子模拟方法 |
| 4.3 下波段合声波的串级 |
| 4.3.1 模拟参数 |
| 4.3.2 模拟结果 |
| 4.3.3 小结 |
| 4.4 平台分布对合声波的衰减 |
| 4.4.1 模拟参数 |
| 4.4.2 模拟结果 |
| 4.4.3 小结 |
| 4.5 平台分布对于能量间隙的影响 |
| 4.5.1 参数设置 |
| 4.5.2 线性理论分析 |
| 4.5.3 小结 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（9）伴随磁场重联的多尺度结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 磁场重联 |
| 1.1.1 磁场重联的定义 |
| 1.1.2 磁场重联模型 |
| 1.2 多尺度结构 |
| 1.2.1 重联扩散区 |
| 1.2.2 偶极化锋面 |
| 1.2.3 磁通量绳 |
| 1.2.4 动理学尺度磁洞 |
| 1.3 日地空间环境中的磁场重联 |
| 第2章 MMS卫星计划、数据和分析方法 |
| 2.1 MMS卫星计划 |
| 2.2 MMS卫星仪器与数据 |
| 2.3 空间坐标系 |
| 2.4 卫星数据分析方法 |
| 2.4.1 最小与最大变量分析法 |
| 2.4.2 多卫星Timing分析 |
| 2.4.3 Curlometer方法 |
| 2.5 Particle-in-Cell(PIC)数值模拟 |
| 第3章 磁场重联产生的小尺度结构研究 |
| 3.1 重联扩散区内亚离子尺度的磁通量绳 |
| 3.1.1 MMS卫星观测 |
| 3.1.2 PIC数值模拟 |
| 3.2 重联扩散区内动理学尺度的磁洞 |
| 3.3 延伸的电子扩散区 |
| 3.4 总结和讨论 |
| 第4章 多尺度结构中的磁场重联研究 |
| 4.1 磁通量绳边界上的三维电子磁场重联 |
| 4.2 磁鞘湍流中的磁场重联 |
| 4.3 总结和讨论 |
| 第5章 多尺度结构内的能量转化与粒子加速研究 |
| 5.1 离子尺度磁通量绳内的电子加速 |
| 5.2 偶极化锋面上的能量转化与耗散 |
| 5.3 多X线重联扩散区内的哨声波与宽带静电波 |
| 5.4 总结和讨论 |
| 第6章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A:偶极化锋面事件列表 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（10）外辐射带相对论电子通量长期倒空事件的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 地球辐射带的结构 |
| 1.1.1 内辐射带 |
| 1.1.2 槽区 |
| 1.1.3 外辐射带 |
| 1.2 地球亚暴和磁暴 |
| 1.2.1 亚暴 |
| 1.2.2 磁暴 |
| 1.3 相对论电子通量倒空现象 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 外辐射带电子的输送、损失和加速机制 |
| 2.1 绝热和非绝热作用 |
| 2.1.1 单粒子轨道理论与绝热不变量 |
| 2.1.2 磁暴“Dst效应”——完全绝热作用 |
| 2.1.3 非绝热作用 |
| 2.2 径向扩散与磁层顶损失 |
| 2.2.1 径向扩散 |
| 2.2.2 “磁层顶阴影”损失机制 |
| 2.3 波粒相互作用 |
| 2.3.1 超低频波(ULF waves) |
| 2.3.2 合声波(Chorus waves) |
| 2.3.3 电磁离子回旋波(EMIC waves) |
| 2.3.4 等离子体层嘶声波(Plasmaspheric hiss waves) |
| 2.3.5 波粒相互作用小结 |
| 2.4 PSD的介绍及应用 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 基于多卫星观测方法的介绍和其它数据来源 |
| 3.1 卫星轨道简介和仪器参数说明 |
| 3.1.1 地球同步轨道卫星 |
| 3.1.2 近极地太阳同步轨道卫星 |
| 3.1.3 近赤道面卫星 |
| 3.2 太阳风数据、地磁数据 |
| 3.3 ULF波指数 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 地球同步轨道相对论电子通量长期倒空事件的统计研究 |
| 4.1 相对论电子通量长期倒空事件的定义 |
| 4.2 相对论电子通量长期倒空事件在太阳活动周内的年分布特点 |
| 4.3 相对论电子通量长期倒空事件产生条件和结束条件的统计特征 |
| 4.3.1 磁层顶高度和等离子体层顶高度模型介绍 |
| 4.3.2 时间序列叠加法 |
| 4.3.3 讨论 |
| 4.4 维持相对论电子通量长期倒空现象的条件及其与磁暴强度的关系 |
| 4.4.1 有无磁暴发生事件的选取标准 |
| 4.4.2 有无磁暴发生事件期间太阳风参数和地磁参数的统计对比 |
| 4.4.3 磁暴强度与维持相对论电子通量长期倒空现象的联系 |
| 4.4.4 讨论 |
| 4.5 各类参数的量化和预估 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 连续两次磁暴发生期间外辐射带相对论电子通量长期倒空事件特征和机制的研究 |
| 5.1 行星际条件和地磁活动水平 |
| 5.2 多卫星观测相对论电子通量的变化 |
| 5.2.1 同步轨道卫星观测结果 |
| 5.2.2 RBSP观测结果 |
| 5.2.3 极轨卫星观测结果 |
| 5.3 讨论 |
| 5.3.1 暴时磁场与环电流 |
| 5.3.2 相空间密度 |
| 5.3.3 波粒相互作用与相对论电子通量增长 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 外辐射带不同能量高能电子对两次连续磁暴的不同响应 |
| 6.1 多卫星观测不同能量高能电子通量的变化 |
| 6.2 不同能量电子在外辐射带通量峰值处的变化 |
| 6.3 不同L高度电子能量分布特征 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、磁层中哨声波与电子的相互作用（论文参考文献）
- [1]地球磁重联区域哨声波和低混杂波的研究[D]. 任勇. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021
- [2]巨行星空间环境研究进展[J]. 尧中华,郭瑞龙,袁憧憬,潘东晓,许严. 地球与行星物理论评, 2021(05)
- [3]Plume的统计研究及其在不同强度的地磁暴下的模拟演化[D]. 付铜幸. 南昌大学, 2021
- [4]日侧磁场重联及其物质输运过程的观测分析[D]. 柏诗晨. 山东大学, 2021(11)
- [5]地球等离子体层羽流中超热电子演化的观测和模拟研究[D]. 王忠善. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [6]磁场重联及其相关等离子体波动的研究[D]. 桑龙龙. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]太阳风中离子和电子动力学不稳定性研究[D]. 孙何雨. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [8]电磁离子回旋波与合声波的观测及模拟研究[D]. 陈华岳. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [9]伴随磁场重联的多尺度结构研究[D]. 钟志宏. 南昌大学, 2020(02)
- [10]外辐射带相对论电子通量长期倒空事件的研究[D]. 吴晗. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2020(01)