袁憧憬
- 作品数：7 被引量：9H指数：3
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- 内磁层中行星际激波激发的超低频波对“杀手”电子和能量离子的快速加速被引量：4
- 2011年
- 辐射带中的能量电子与离子是首要的空间天气威胁.理解这些粒子如何在辐射带中被加速是空间物理学的主要挑战之一.本文总结了行星际激波在内磁层激发的超低频(ULF)波对"杀手"电子与能量离子的快速加速的最新进展.甚低频(VLF)波-粒子相互作用被认为是电子加速的主要机制之一,这是因为电子回旋共振容易在VLF波频率范围内发生.最近,运用4颗Cluster卫星的观测,发现在行星际激波作用于地球磁层之后,辐射带中的能量电子几乎立即被加速,并且加速过程持续数小时.传统的加速机制是基于VLF波粒相互作用加速电子至相对论能量,时间尺度长达数天,因而无法解释我们的观测.进一步发现行星际激波或太阳风压强脉冲,与更加小的动压变化,对辐射带动力学起到无法忽视的作用.行星际激波与地球磁层相互作用会产生许多重要的空间物理学现象,包括能量粒子加速.由行星际激波作用引起的辐射带能量电子的快速加速的机制包括3个组成部分:(1)由与激波相关的磁场剧烈压缩引起的初始绝热加速;(2)与不同L壳层被激发的极向模ULF波造成漂移-共振加速;(3)与ULF波相关的快速衰减的电场引起的粒子加速.粒子最终会获得净加速,因为它们在上半个周期获得的能量多于在下半个周期损失的能量.本文得到的结果对理解在地球VanAllen辐射带中的能量粒子加速有了新的认识,同样也可以被应用于行星际激波与其他行星的相互作用,例如水星、木星、土星、天王星和海王星,以及其他有磁场存在的天体.
- 宗秋刚王永福袁憧憬杨彪王承睿张湘云
- 关键词：辐射带ULF波
- 磁暴期间外辐射带的1.5～6.0MeV电子通量变化被引量：3
- 2011年
- 由于CME与CIR的太阳风/行星际磁场结构有所差别,所以在这两种太阳风/行星际结构触发的地球磁暴期间,太阳风等离子体与能量通过磁重联向地球内磁层的注入过程也不相同.因此对于CME引发的磁暴与CIR引发的磁暴,辐射带高能电子通量的变化有显著差异.通过SAMPAX卫星观测的数据,本文分别对54个CME触发的磁暴与26个CIR触发的重现性磁暴期间1.5～6.0MeV电子外辐射带的动态变化进行了研究.结果表明,在主相期间,对于CME磁暴,电子通量在6≤L≤7的区域出现了显著增强.在Dst指数(中值)达到最小值(-201nT)时,外边界的位置移动到L=4附近.对于CIR磁暴,主相期间,没有在6≤L≤7区域观察到通量的显著增强.而当Dst指数(中值)达最小值(-58nT)时,外边界的位置移动到L=5.5附近.在磁暴恢复相期间,对于CME磁暴,外辐射带的位置整体低于磁暴前,在6≤L≤7的区域也出现了电子通量的增强;对于CIR磁暴,外辐射带外边界的位置相比磁暴前有不明显的增高,并且在上述区域没有观察到通量的明显增强.我们发现在绝大多数情况下,1.5～6.0MeV电子的外辐射带电子通量对数衰减1/e截止廓线可以表示出外辐射带外边界的位置.在CME磁暴主相期间,对数衰减1/e截止纬度与Kp指数具有相关性(相关系数为-0.56).对于CIR磁暴,对数衰减1/e截止纬度与Kp指数也有较好的相关性(相关系数为-0.58).此外,CME磁暴主相期间,1.5～6.0MeV电子通量最大值的位置(L值)受到磁暴期间Dst指数最小值的控制;整体而言,对于上述两种磁暴,电子通量最大值的位置都随磁暴的增强而降低.多重磁暴是造成外辐射带相对论电子通量变化异常的重要原因之一.
- 袁憧憬宗秋刚
- 关键词：外辐射带磁暴日冕物质抛射
- 地磁暴期间外辐射带1.5-6.0兆电子伏特电子的定量研究
- 地球磁层中的外辐射带主要包含100keV到几个MeV的高能电子，这些相对论电子(＞1MeV)有着至关重要的空间天气效应，俗称“杀手电子”。地球外辐射带剧烈的动态变化往往由太阳风驱动源如日冕物质抛射(CME)或太阳风共转相...
- 袁憧憬
- 关键词：外辐射带地磁暴
- 地球辐射带动态变化和辐射带粒子快速加速被引量：4
- 2013年
- 通过SAMPEX卫星的观测,定量地研究了在CME和CIR磁暴期间1.5～6.0MeV"杀手"电子的通量分布的变化.发现外辐射带的内、外边界都可以被随着L壳指数衰减的函数很好地拟合出来.另外,本文根据这一指数衰减函数和由此得到的动态的外辐射带内、外边界改进了RBC指数的计算,并由此得到CME磁暴有可能比CIR磁暴产生更多的相对论电子.辐射带物理模型STEERB基于三维的Fokker-Planck方程实现,包含局地波粒相互作用、径向扩散和绝热输运等物理过程.由于数值格式的限制,以往的辐射带模型均没有引入局地波粒相互作用相关的交叉扩散项.STEERB模型的对比实验显示,交叉扩散项的忽略能够导致电子通量被高估5倍甚至几个数量级.这个结果说明,交叉扩散项对于辐射带电子通量的准确评估具有重要意义.以往的辐射带物理模型常常采用固定的偶极磁场,忽略了背景磁场变化引起的绝热过程.STEERB模型则采用了时变的背景磁场,同时引入绝热和非绝热过程.对比实验结果显示,绝热输运过程能够显著地影响辐射带电子通量的演化.行星际激波与磁层的相互作用能够在内磁层激发的ULF波;激发的极性模的ULF波会造成"杀手"电子的快速加速过程.极向模和环向模ULF波对漂移-共振加速的作用在不同L值区域有所不同.环向模ULF波对能量电子的加速在L值较大的区域(外磁层)较为重要,而在L值较小的区域(内磁层),极向模ULF波则对能量电子的加速起主要作用.
- 宗秋刚袁憧憬王永福苏振鹏
- 关键词：辐射带ULF波
- Quantitative aspects of variations of 1.5-6.0MeV electrons in the outer radiation belt during magnetic storms
- We have quantitatively investigated the radiation belt dynamic variations of 1.5-6.0MeV electrons during 54 co...
- 袁憧憬宗秋刚
- 文献传递
- 强磁暴期间不同行星际条件下外辐射带相对论电子通量的降低
- 地球外辐射带电子通量在磁暴期间的剧烈下降的机制一直是尚未解决的问题.Turner等人[2012]发现在2011年的一次小型的磁暴(CIR引发的)主相期间,电子通量的下降主要是由于高太阳风动压和随之发生的向外传输,而非损失...
- 袁憧憬宗秋刚
- The double-belt outer radiation belt during CME-and CIR-driven geomagnetic storms
- ＜正＞Session:空间天气科学前沿-磁层Type of presentation:口头报告Key word:We have identified8events with double-belt structure i...
- 袁憧憬宗秋刚
- 文献传递
