本文關(guān)鍵詞： 范艾倫輻射帶 哨聲模波動 低頻合聲波 振蕩調(diào)合聲波 等離子體層外嘶聲波 波粒相互作用　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：地球輻射帶是內(nèi)磁層中能量100 keV高能帶電粒子聚集成的等離子體區(qū)域。輻射帶電子的演化非常復(fù)雜以及劇烈,并且可以對星載系統(tǒng)和航天員造成嚴(yán)重危害。以往的工作認(rèn)為輻射帶電子的演化是多種加速、損失和輸運過程協(xié)作競爭的結(jié)果。哨聲波與輻射帶電子的回旋共振便是重要的加速和損失機制之一�；诜栋瑐愄綔y器的觀測數(shù)據(jù),本論文著重分析了一些非典型哨聲波的演化以及作用。第一章介紹了輻射帶的動態(tài)演化過程,概述了波粒相互作用的貢獻(xiàn),并提出了論文的核心研究內(nèi)容。第二章介紹了范艾倫探測器的主要觀測數(shù)據(jù)和分析方法,列舉了一些常見等離子波動的分析結(jié)果。第三章關(guān)注于高強度的低頻合聲波。合聲波通常被認(rèn)為分布在0.1到0.8fce,范艾倫探測器數(shù)據(jù)顯示強合聲波能夠發(fā)生在0.1fce以下。這些低頻合聲波平行于磁力線傳播,并且多數(shù)時間表現(xiàn)成類嘶聲的特性。低頻合聲波可以導(dǎo)致種子電子(～0.1 MeV)的快速沉降損失,這和典型合聲波的作用明顯不同。對于相對論電子(≥0.5 MeV),低頻合聲波產(chǎn)生的動量擴散作用與典型合聲波相當(dāng),而其在損失錐處產(chǎn)生的投擲角擴散作用則更強。這些研究結(jié)果表明低頻合聲波在輻射帶演化中扮演了一個非常不同的角色,需要在輻射帶物理模型中加以考慮。第四章關(guān)注于長時間持續(xù)的振蕩調(diào)合聲波。合聲波通常表現(xiàn)為一個類嘶聲帶或一系列短時(最高約為1 s)的分立結(jié)構(gòu)。范艾倫探測器的數(shù)據(jù)顯示,合聲波可以表現(xiàn)為長時間持續(xù)的振蕩調(diào)(長達(dá)25 s)。數(shù)據(jù)分析表明振蕩調(diào)是一個自然現(xiàn)象而非人工信號。其可能的物理機制是:(1)類嘶聲帶觸發(fā)的非線性過程或(2)電磁波源區(qū)的調(diào)制。如此長時間持續(xù)的振蕩調(diào)合聲波具體的產(chǎn)生和演化過程還需要在將來的工作中進(jìn)一步地研究。第五章關(guān)注于等離子體層外嘶聲波的放大過程。外嘶聲波通常被認(rèn)為是由等離子體層內(nèi)的嘶聲波泄漏出等離子體層頂而形成的,并且可作為等離子體層頂外輻射帶電子損失的潛在重要機制。實際上,人們對泄漏之后外嘶聲的演化過程還沒有完全的了解。觀測和模擬表明亞暴注入的100 keV左右的熱電子的可以有效地放大外嘶聲波。這些研究結(jié)果揭示了外嘶聲波演化的一個重要過程—局地放大。第六章總結(jié)了本論文得到的核心成果,并展望了關(guān)于這些非典型哨聲波在將來需要繼續(xù)推進(jìn)的工作。
[Abstract]:The radiation zone of the earth is the plasma region of the inner magnetosphere in which the energetic charged particles of 100 keV gather together. The evolution of electrons in the radiation zone is very complex and intense. And it can cause serious harm to spaceborne systems and astronauts. In the past, it has been considered that the evolution of radiation band electrons is a variety of accelerations. One of the important acceleration and loss mechanisms is the cyclotron resonance of whistler waves and radiation band electrons. In this paper, the evolution and action of some atypical whistler waves are analyzed. In chapter 1, the dynamic evolution of radiation bands is introduced, and the contribution of wave particle interaction is summarized. In the second chapter, the main observation data and analysis methods of Van Allen detector are introduced. Some analytical results of common plasma waves are given. Chapter 3 focuses on high intensity low frequency sound waves, which are generally considered to be distributed between 0.1 and 0.8 fces. van Allen detector data show that strong acoustic waves can occur below 0.1 fce. These low frequency acoustic waves propagate parallel to the magnetic line of force, And for most of the time, it shows the characteristic of hoarseness. The low frequency combined acoustic wave can cause the rapid subsidence loss of the seed electron (0. 1 MeV). In the case of relativistic electrons (鈮，

本文編號：1487077