基于三维试验粒子模拟的电磁离子回旋波对辐射带电子的散射机制研究
结题报告
批准号:
41974186
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
付松
依托单位:
学科分类:
空间天气学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
付松
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中文摘要
高能电子的损失机制是研究和理解地球辐射带复杂动态变化的重要问题之一,近来的卫星事件观测和统计数据结果表明,对于电子损失以及沉降进入地球大气层的物理过程,局地的波粒相互作用引起的电子投掷角散射有着非常重要的作用。其中电子的快速损失可以由电磁离子回旋波引发的投掷角散射来解释。但是,在准线性理论中,上述波动驱动的回旋共振只能将远离磁赤道的电子散射进入损失锥,而对于磁赤道附近高投掷角的电子则没有散射作用。为解决这一问题,申请人建立了三维试验粒子模型,考察斜传播电磁离子回旋波对电子的回旋共振,弹跳共振和朗道共振等波粒机制,深入研究这些共振机制对电子的投掷角散射作用,讨论这几种共振机制的联合散射作用来解释高能电子在整个赤道投掷角范围上的快速损失。本研究将有助于帮助理解辐射带的动态演化过程。
英文摘要
The loss mechanism of energetic electrons is an important problem to understand the complex dynamics of the Earth’s outer radiation belt. Recent observation results and statistical data analysis have found that by pitch angle scattering, the local wave-particle interaction can contribute to the electron loss and the corresponding electron precipitation to the atmosphere. The rapid loss of electrons have successfully been explained by electromagnetic ion cyclotron (EMIC) wave-driven pitch angle scattering. However, in quasi-linear theory, the EMIC-driven cyclotron resonance can only scatter the off-equatorially mirroring electrons toward the loss cone, while the rapid loss of near-equatorially mirroring electrons with pitch angles close to 90 degree can not be explained. To solve this problem, the applicant builds a 3 dimensional test particle simulation model, and investigate cyclotron resonance, bounce resonance, and Landau resonance scattering for energetic electrons with oblique propagating EMIC wave model. The combined wave-driven pitch angle scattering induced by cyclotron, bounce, and Landau resonance will be discussed to explain the loss of radiation belt energetic electrons over the entire equatorial pitch angle range. This project will be helpful to improve our understanding of the dynamic radiation belt.
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DOI:10.1029/2021ja029926
发表时间:2021-12
期刊:Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子:--
作者:Yingjie Guo;B. Ni;S. Fu;Dedong Wang;Y. Shprits;I. Zhelavskaya;Minghang Feng;Deyu Guo
通讯作者:Yingjie Guo;B. Ni;S. Fu;Dedong Wang;Y. Shprits;I. Zhelavskaya;Minghang Feng;Deyu Guo
DOI:10.6038/cjg2022q0065
发表时间:2022
期刊:地球物理学报
影响因子:--
作者:焦鹿怀;葛亚松;张援农;郭英杰;冯明航;付松
通讯作者:付松
Testing the Linearity of Combined Electron Scattering Effects Driven by Simultaneous H + and He + Band EMIC Waves
测试同时 H 和 He 波段 EMIC 波驱动的组合电子散射效应的线性度
DOI:10.1029/2022ja030267
发表时间:2022
期刊:Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子:--
作者:Yi Juan;Fu Song;Ni Binbin;Zhou Ruoxian;Cao Xing;Xiang Zheng;Gu Xudong;Ma Xin;Yun Xiaotong
通讯作者:Yun Xiaotong
DOI:10.1029/2021ja030093
发表时间:2022-01
期刊:Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子:--
作者:Ruoxian Zhou;B. Ni;S. Fu;S. Teng;X. Tao;Zejun Hu;Jianguang Guo;M. Hua;Juan Yi;Yingjie Guo;Luhuai Jiao;Xin Ma;X. Gu
通讯作者:Ruoxian Zhou;B. Ni;S. Fu;S. Teng;X. Tao;Zejun Hu;Jianguang Guo;M. Hua;Juan Yi;Yingjie Guo;Luhuai Jiao;Xin Ma;X. Gu
DOI:10.6038/cjg2022p0774
发表时间:2022
期刊:地球物理学报
影响因子:--
作者:郭英杰;倪彬彬;付松;胡泽骏;郭建广;冯明航;周若贤;郭德宇;闫玲;马新;顾旭东
通讯作者:顾旭东
辐射带超相对论电子加速与损失过程的多机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    付松
  • 依托单位:
地球辐射带内磁声波的波粒相互作用研究
  • 批准号:
    41704162
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    付松
  • 依托单位:
国内基金
海外基金