本文關(guān)鍵詞：宇宙線高能粒子擴(kuò)散系數(shù)的研究　出處：《中國氣象科學(xué)研究院》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：太陽高能粒子在行星際空間的擴(kuò)散機(jī)制一直被認(rèn)為是天體物理學(xué)的一個十分重要的問題，同時也是空間天氣學(xué)研究領(lǐng)域中需要深入了解的知識。Parker在1965年首次引入聚焦方程來研究太陽高能粒子的傳播問題。通常來說，要給出帶電粒子傳播方程的解析解是非常困難的，我們一般采取數(shù)值方法求解高能粒子傳播方程。Jokipii提出的經(jīng)典的準(zhǔn)線性理論認(rèn)為垂直擴(kuò)散系數(shù)常常比平行擴(kuò)散系數(shù)小很多，因此，以前在研究太陽高能粒子在行星際空間中的傳播問題時，經(jīng)常把垂直擴(kuò)散系數(shù)忽略掉。但是，近年來觀測和相關(guān)的研究都表明，垂直擴(kuò)散是太陽高能粒子在行星際空間傳播過程中不可忽視的現(xiàn)象，某些情況下甚至可以與平行擴(kuò)散相提并論。磁場擾動的非線性作用可以引起較大的垂直擴(kuò)散。Matthaeus等人在2003年得出了帶電粒子垂直擴(kuò)散的非線性引導(dǎo)中心（NLGC）理論，該理論采用平行擴(kuò)散系數(shù)作為一個輸入，這個NLGC理論與數(shù)值模擬結(jié)果符合得比較好。另外，Qin在2007年得到了非線性的平行擴(kuò)散理論NLPA，這個理論結(jié)果如果與NLGC理論聯(lián)立可以得到擴(kuò)展的非線性引導(dǎo)中心理論（NLGC-E），該理論是兩個積分方程的形式并且可以用來同時求出平行和垂直擴(kuò)散系數(shù)。 本論文研究的第一部分內(nèi)容是基于推導(dǎo)NLGC理論時引入了一個參數(shù)a2，當(dāng)時根據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果比對取為1/3，，這個參數(shù)也進(jìn)入NLGC-E中。為了確定1/3是不是NLGC-E理論與模擬結(jié)果吻合最好的系數(shù)值，我們將嘗試改變系數(shù)a2的大小，來確定與模擬結(jié)果吻合最好的系數(shù)值。 本論文研究的第二部分內(nèi)容是將利用2004年Zank等人在JGR文章中提供的一種求解NLGC理論近似解的方法。這個求得的近似解與NLGC理論的準(zhǔn)確解能夠吻合的很好。我們將采用和Zank相似的方法，去求解非線性平行擴(kuò)散理論NLPA的近似解，這樣就可以同時得到宇宙線傳播時的平行和垂直非線性擴(kuò)散系數(shù)的數(shù)值解。
【學(xué)位授予單位】：中國氣象科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P172.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1329502