多点同步观测的磁层EMIC波色散关系时空特性及对高能电子影响过程
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中文摘要
电磁离子回旋波(EMIC)是影响磁层粒子动力学演化过程的一种重要等离子体波动,尤其是对辐射带高能电子的散射损失有关键作用,故深入研究EMIC波在空间天气预报领域具有重要的理论和应用意义。色散关系是研究波与磁层粒子相互作用的基础,其与等离子体环境参数密切相关。由于部分关键参数很难直接测量,目前EMIC-电子相互作用的研究多采用固定的等离子体成分参数和冷等离子体近似,而忽略了等离子体环境的动态变化和热离子引入的动力学效应等因素。本项目旨在前期研究的基础上,从MMS卫星多点同步观测数据出发利用相位差法直接重构EMIC波的波矢,并深入研究其色散关系时空特性,通过建立与理论色散关系的对比模型,进一步完善对EMIC波的理解;基于直接获得的色散关系,求解Fokker-Planck扩散方程,结合Van Allen Probes观测数据,系统地定量分析EMIC波影响磁层高能电子的物理过程。
英文摘要
Electromagnetic ion cyclotron (EMIC) waves play crucial roles in the dynamic of terrestrial magnetospheric particles, especially in the relativistic electron scattering lose in radiation belts. Hence, the study on EMIC waves is essential for the space weather forecasting. Because the dispersion relation, which is critical for the wave-particles interactions, depends on rarely available ion compositions and cold or hot plasma environment measurements, most of previous works adopted fixed plasma parameters and/or cold plasma approximation for EMIC-electron interaction studies. However, the dynamic variations of plasma environment and the kinetic effects introduced by hot plasmas may not be negligible. In this project, we shall determine the wave vector and dispersion relation of EMIC waves experimentally by using the multi-point synchronous observations from MMS. We shall study the spatial and temporal characteristics of the EMIC dispersion relation, and comparatively analyze the theoretical and experimental results to enrich our understanding of EMIC waves. Moreover, using the Van Allen Probes observations, we shall solve the corresponding Fokker-Planck diffusion equation based on the experimental dispersion relation, and quantify the variations of high-energy electrons introduced by EMIC waves.
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Unusual loss of Van Allen belt relativistic electrons by extremely low-frequency chorus
极低频合唱导致范艾伦带相对论电子的异常损失
DOI:10.1029/2020gl089994
发表时间:2020
期刊:Geophysical Research Letters
影响因子:5.2
作者:Si Liu;Yanqiong Xie;Sai Zhang;Xiongjun Shang;Chang Yang;Qinghua Zhou;Yihua He;Fuliang Xiao
通讯作者:Fuliang Xiao
DOI:10.26464/epp2022036
发表时间:2022
期刊:Earth and Planetary Physics
影响因子:2.9
作者:Zhou Qinghua;Chen Yunxiang;Xiao Fuliang;Zhang Sai;Liu Si;Yang Chang;He Yihua;Gao Zhonglei
通讯作者:Gao Zhonglei
Observation of Unusual Chorus Elements by Van Allen Probes
范艾伦探针对异常合唱元素的观察
DOI:10.1029/2021ja029258
发表时间:2021-06
期刊:JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS
影响因子:2.8
作者:Liu Si;Gao Zhonglei;Xiao Fuliang;He Qian;Li Tong;Shang Xiongjun;Zhou Qinghua;Yang Chang;Zhang Sai
通讯作者:Zhang Sai
DOI:10.1029/2021ja029353
发表时间:2021-08
期刊:Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子:--
作者:Xiongjun Shang;Si Liu;Lunjin Chen;Zhonglei Gao;Geng Wang;Qian He;Tong Li;F. Xiao
通讯作者:Xiongjun Shang;Si Liu;Lunjin Chen;Zhonglei Gao;Geng Wang;Qian He;Tong Li;F. Xiao
Dominant Roles of High Harmonics on Interactions Between AKR and Radiation Belt Relativistic Electrons
高次谐波对AKR与辐射带相对论电子相互作用的主导作用
DOI:10.1029/2020gl088421
发表时间:2020-08
期刊:Geophysical Research Letters
影响因子:5.2
作者:Sai Zhang;Xiongjun Shang;Yihua He;Si Liu;Fuliang Xiao
通讯作者:Fuliang Xiao
电子回旋谐波扫频结构的频谱特征及其对磁层电子的作用
- 批准号:42374199
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2023
- 负责人:刘斯
- 依托单位:
地球磁层中的超低频合声波及其空间天气效应
- 批准号:2021JJ20010
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2021
- 负责人:刘斯
- 依托单位:
地球辐射带高能电子绝热不变量空间分布函数变化特征研究
- 批准号:41504125
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:刘斯
- 依托单位:
国内基金
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