范·艾倫輻射帶包含大量被地球磁場捕獲的高能電子,這些電子可造成多種衛(wèi)星故障,甚至對在軌航天員的健康構(gòu)成威脅。受多種加速、損失和輸運過程的影響,輻射帶電子通量經(jīng)常發(fā)生劇烈變化。投擲角是描述帶電粒子在磁場中運動的一個基本參數(shù),研究電子投擲角分布對于理解輻射帶動力學(xué)演化具有重要意義。輻射帶中的等離子體波能夠與電子發(fā)生共振相互作用,作用強度與投擲角相關(guān),這些作用能夠高效地改變電子投擲角分布。本論文主要研究波-粒相互作用對輻射帶高能電子投擲角分布演化的影響。在本論文第一章,我們首先簡要描述了地球內(nèi)磁層的結(jié)構(gòu),然后介紹了帶電粒子在地球磁場中的運動,繼而敘述了電子投擲角分布的相關(guān)內(nèi)容,包括投擲角分布按形態(tài)的分類,投擲角分布的數(shù)學(xué)描述方法,投擲角分布在空間上的分布特征以及空間天氣條件對分布的影響。最后還介紹了哨聲波和磁聲波的特征及它們在輻射帶中的分布。本論文第二章主要討論哨聲模合聲波對外輻射帶高能電子投擲角分布演化的作用。利用Van Allen Probes數(shù)據(jù),我們研究了兩個合聲波與電子相互作用的觀測事例。第一個事例中,電子投擲角分布在初始時刻呈高斯型,并在合聲波的作用下逐漸演化為接近平頂型分布。第...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 地球磁層
        1.1.1 等離子體層
        1.1.2 環(huán)電流
        1.1.3 輻射帶
    1.2 帶電粒子在地磁場中的運動
        1.2.1 回旋運動
        1.2.2 彈跳運動
        1.2.3 漂移運動
    1.3 輻射帶中的電子投擲角分布
        1.3.1 投擲角分布的類型
        1.3.2 投擲角分布的描述
        1.3.3 全球電子投擲角分布規(guī)律
    1.4 輻射帶中的等離子體波
        1.4.1 哨聲模合聲波
        1.4.2 哨聲模嘶聲波
        1.4.3 閃電激發(fā)哨聲波
        1.4.4 磁聲波
    1.5 本論文研究內(nèi)容
第2章 合聲波對外輻射帶電子投擲角分布演化的作用
    2.1 引言
    2.2 事例研究之一: 高斯型分布的平坦化
        2.2.1 事件總覽
        2.2.2 對通量演化的分析
        2.2.3 合聲波的分布
        2.2.4 物理模型
        2.2.5 參數(shù)選取
        2.2.6 數(shù)值模擬
    2.3 事例研究之二: 蝴蝶型分布的平坦化
        2.3.1 事件觀測與分析
        2.3.2 蝴蝶型分布的形成和平坦化
        2.3.3 等離子體波的觀測
        2.3.4 物理模型
        2.3.5 參數(shù)選取
        2.3.6 數(shù)值模擬
    2.4 小結(jié)與討論
第3章 磁聲波對槽區(qū)電子投擲角分布演化的作用
    3.1 引言
    3.2 觀測事例分析:蝴蝶型分布與波的關(guān)聯(lián)
    3.3 統(tǒng)計方法
    3.4 統(tǒng)計結(jié)果
        3.4.1 蝴蝶指數(shù)的全球分布規(guī)律
        3.4.2 波與地磁活動的關(guān)聯(lián)
        3.4.3 電子蝴蝶型分布與地磁活動的相關(guān)性
        3.4.4 電子蝴蝶型分布與波的相關(guān)性
        3.4.5 不同投擲角分布的出現(xiàn)概率
        3.4.6 不同電子能道的統(tǒng)計結(jié)果比較
        3.4.7 不同磁殼的統(tǒng)計結(jié)果比較
    3.5 小結(jié)與討論
第4章 總結(jié)
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號：3820066