內(nèi)磁層中存在各種等離子體波,主要有電磁離子回旋波、合聲波和嘶聲波等。它們能與空間帶電粒子發(fā)生共振相互作用,導(dǎo)致帶電粒子發(fā)生投擲角散射和能量變化。波粒相互作用是造成內(nèi)磁層輻射帶動(dòng)態(tài)演化的重要物理機(jī)制,因此有必要對(duì)各種等離子體波的激發(fā)過程進(jìn)行深入研究。本文利用RBSP衛(wèi)星最新觀測數(shù)據(jù),系統(tǒng)調(diào)查了地球輻射帶中具有上升調(diào)特征的電磁離子回旋波、合聲波和嘶聲波事件,并利用三種波對(duì)應(yīng)的非線性波增長模型分別計(jì)算了特征波的激發(fā)過程。我們首次對(duì)RBSP衛(wèi)星觀測到的罕見的氦波段上升調(diào)電磁離子回旋波進(jìn)行了非線性波增長模擬。模擬結(jié)果與衛(wèi)星觀測值具有很好的一致性,表明上升調(diào)電磁離子回旋波是在磁赤道附近激發(fā)產(chǎn)生的。還對(duì)較少出現(xiàn)在等離子體層外的電磁離子回旋波事件進(jìn)行了分析,計(jì)算結(jié)果表明該事件是在衛(wèi)星當(dāng)?shù)丶ぐl(fā)的。另外,衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)表明上升調(diào)電磁離子回旋波的激發(fā)往往伴隨較高通量的幾keV至幾十keV的90^o投擲角能量質(zhì)子和100 eV以下的低能量質(zhì)子。上升調(diào)合聲波激發(fā)時(shí),同時(shí)存在著大量的垂直溫度大于平行溫度的熱電子,表明波動(dòng)是由溫度各向異性的熱電子所激發(fā)。計(jì)算發(fā)現(xiàn)上升調(diào)合聲波對(duì)MeV高能電子的加速效...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 地球磁層概述
        1.1.1 磁層頂、磁鞘和磁尾
        1.1.2 等離子體層
        1.1.3 等離子體幔
        1.1.4 極尖區(qū)
        1.1.5 環(huán)電流區(qū)域
        1.1.6 輻射帶
    1.2 等離子體波
        1.2.1 電磁離子回旋波
        1.2.2 合聲波
        1.2.3 嘶聲波
    1.3 輻射帶中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)
        1.3.1 單粒子軌道理論
        1.3.2 磁流體力學(xué)理論和動(dòng)理學(xué)理論
        1.3.3 損失錐
    1.4 研究歷史與現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究內(nèi)容與安排
        1.5.1 本文的研究內(nèi)容
        1.5.2 內(nèi)容安排
第二章 數(shù)據(jù)來源與計(jì)算模型
    2.1 RBSP衛(wèi)星
        2.1.1 EFW儀器
        2.1.2 ECT儀器
        2.1.3 EMFISIS儀器
        2.1.4 RBSPICE儀器
        2.1.5 RPS儀器
    2.2 傅里葉變換
        2.2.1 連續(xù)傅里葉變換
        2.2.2 離散傅里葉變換
        2.2.3 快速傅里葉變換
    2.3 上升調(diào)波增長理論
        2.3.1 合聲波的非線性波增長理論
        2.3.2 電磁離子回旋波的非線性波增長理論
        2.3.3 嘶聲波的非線性波增長理論
        2.3.4 反向波振蕩器模型
第三章 上升調(diào)電磁離子回旋波的衛(wèi)星觀測和非線性波增長模擬
    3.1 引言
        3.1.1 觀測事件綜述
        3.1.2 計(jì)算方法
    3.2 事件一：等離子體層內(nèi)的電磁離子回旋波
        3.2.1 衛(wèi)星觀測
        3.2.2 非線性波增長模擬
    3.3 事件二：等離子體層頂邊界層中的電磁離子回旋波
        3.3.1 衛(wèi)星觀測
        3.3.2 非線性波增長模擬
    3.4 事件三：等離子體層頂外的電磁離子回旋波
        3.4.1 衛(wèi)星觀測
        3.4.2 非線性波增長模擬
    3.5 小結(jié)
第四章 上升調(diào)合聲波的衛(wèi)星觀測和非線性波增長模擬
    4.1 引言
        4.1.1 觀測事件綜述
        4.1.2 計(jì)算方法
    4.2 事件一：強(qiáng)磁暴期間的日側(cè)合聲波
        4.2.1 衛(wèi)星觀測和非線性波增長模擬
        4.2.2 BWO模型計(jì)算結(jié)果
        4.2.3 合聲波對(duì)電子的加速
    4.3 事件二：非磁暴期間的夜側(cè)合聲波
        4.3.1 衛(wèi)星觀測和非線性波增長模擬
        4.3.2 BWO模型計(jì)算結(jié)果
        4.3.3 合聲波對(duì)電子的加速
    4.4 事件三：弱磁暴期間的夜側(cè)合聲波
        4.4.1 衛(wèi)星觀測和非線性波增長模擬
        4.4.2 BWO模型計(jì)算結(jié)果
        4.4.3 合聲波對(duì)電子的加速
    4.5 小結(jié)
第五章 上升調(diào)和下降調(diào)嘶聲波的衛(wèi)星觀測和非線性波增長模擬
    5.1 引言
    5.2 衛(wèi)星觀測
    5.3 非線性波增長模擬
    5.4 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3781563