地球磁尾磁通量绳的产生和演化

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41774169
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0411.空间物理学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Magnetic flux tube is one kind of three-dimensional helical magnetic structures, and it has close relation with explosive phenomena in space plasma, such as the earth's substorm, solar flare and coronal mass ejection. In the earth's magnetotail, the observational charcteristics of magnetic flux tubes are the bipolar structure of Bz and enhancement of By. It is generally accepted that magnetic flux tubes are produced during magnetic reconnection. Because of the close magnetic field lines in flux tubes, plasma is easy to be trapped in flux tubes, and these flux tubes will be compressed during their propagation toward the earth. Therefore, magnetic flux tubes are considered to play an important role in the energy transportation and particle acceleration in the earth's magnatotail. We will use three-dimensional global hybird simulations, combined with local particle-in-cell simulations and satallite observations, to study the production and three-dimensional structures of magnetic flux tubes in the magnetotail, their interactions with each other, their propagation and interactions with the dipole field of the earth. We will also discuss how these flux tubes will affect the energy transport and particle acceleration in the magnetotail, and at last evaluate the roles in substorms.
磁通量管是一种三维螺旋状磁场结构,它和地球磁层亚暴、太阳耀斑和日冕物质抛射等空间等离子体环境中的爆发性事件有着密切的关系。在地球磁尾,磁通量管的观测特征主要表现为Bz的双极结构和By的增强,通常认为是磁重联产生了地球磁尾的磁通量管,同时因其闭合的磁力线位型可相对容易地捕获等离子体,并且这些磁通量管在向地球的传播过程中会发生压缩等形变,因而被认为在地球磁尾的能量传输和带电粒子的加速过程中起着重要的作用。我们拟通过三维的全球混合模拟程序,并结合局地的粒子模拟程序和卫星观测,研究地球磁尾磁通量管的产生、它们的三维结构、磁通量管之间的相互作用、它们在地球磁尾的传播及和地球偶极场的相互作用过程,讨论磁通量管的存在对地球磁尾的能量传输和带电粒子加速过程的影响,最后定量地评估磁通量管在地球磁层亚暴这一爆发性过程中所起的作用。

结项摘要

地球日侧磁层顶和磁鞘中的磁场重联在太阳风中能量传输进入地球磁层的过程中起着重要作用,和磁尾重联不同,这些重联发生的电流片两侧的等离子体参数往往是不同的,发生的是非对称重联。.我们首先用粒子模拟研究了非对称重联中Hall磁场的位型,发现不同于对称重联的四极型分布,非对称重联的Hall磁场可形成四极、五极和六极分布。在无引导场时,Hall磁场先是形成四极分布,后又演化为六极;引导场可导致两侧出流区Hall磁场的非对称分布,一侧为二极,一侧为三极,总体为五极。.我们还用全球的混合模拟研究了磁层顶和磁鞘中的磁场重联。磁层顶处的重联是多X线的,形成的通量管会向南北极移动,有一部分通量管会相互靠近并触发二次重联,有一部分通量管移动到极隙区后触发另外一种二次重联,导致通量管合并到极隙区。激波下游的磁鞘中存在着很强的湍动并可形成电流片,在这些电流片中会发生磁场重联,并形成磁通量管。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Formation of electron depletion layer and parallel electric field in the separatrix region of anti-parallel magnetic reconnection
反平行磁重联分界区电​​子耗尽层和平行电场的形成
  • DOI:
    10.1088/1674-1056/28/7/075203
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chinese Physics B
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Zisheng Li;Huanyu Wang;Xinliang Gao
  • 通讯作者:
    Xinliang Gao
A Parametric Study of the Structure of Hall Magnetic Field Based on Kinetic Simulations. I. Anti-parallel Magnetic Reconnection in an Asymmetric Current Sheet
基于动力学模拟的霍尔磁场结构的参数化研究。
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/ab14ef
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    the Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Longlong Sang;Quanming Lu;Rongsheng Wang;Kai Huang;Shui Wang
  • 通讯作者:
    Shui Wang
Magnetic islands in collisionless magnetic reconnection
无碰撞磁重联中的磁岛
  • DOI:
    10.3969/j.issn.0253-2778.2020.09.002
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    JOURNAL OF UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Quanming Lu;Rongsheng Wang;Kai Huang;Shui Wang
  • 通讯作者:
    Shui Wang
Two-dimensional Particle-in-cell Simulation of Magnetic Reconnection in the Downstream of a Quasi-perpendicular Shock
准垂直激波下游磁重联的二维颗粒细胞模拟
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/ac18c0
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    the Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Quanming Lu;Zhongwei Yang;Huanyu Wang;Rongsheng Wang;Kai Huang;San Lu;Shui Wang
  • 通讯作者:
    Shui Wang
The Evolution of Collisionless Magnetic Reconnection from Electron Scales to Ion Scales
无碰撞磁重联从电子尺度到离子尺度的演变
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/ac2900
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    the Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dongkuang Liu;Kai Huang;Quanming Lu;San Lu;Rongsheng Wang;Weixing Ding;Shui Wang
  • 通讯作者:
    Shui Wang

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其他文献

各向异性等离子体中磁场重联的混合模拟研究 Hybrid simulation of magnetic reconnection in anisotropic plasma
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    --
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  • 通讯作者:
    X.K
二维静电孤立波的粒子模拟研究
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  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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无碰撞激波中质子的混沌运动和加热
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    科学通报
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  • 作者:
    陆全明;王水
  • 通讯作者:
    王水
在微机群上用PGHPF实现并行粒子模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机工程与科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陆全明;王水
  • 通讯作者:
    王水
纳秒激光烧蚀固体靶产生的等离子体在外加横向磁场中膨胀时的温度和密度参数演化
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    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    梁亦寒;胡广月;袁鹏;王雨林;赵斌;宋法伦;陆全明;郑坚
  • 通讯作者:
    郑坚

其他文献

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陆全明的其他基金

地球辐射带中合声波的粒子模拟、卫星观测和实验研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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    273 万元
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  • 批准号:
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    2022
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  • 批准号:
    42241160
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地球辐射带中合声波的粒子模拟、卫星观测和实验研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
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    273.00 万元
  • 项目类别:
    重点项目
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    面上项目
地球磁鞘中磁场重联的粒子模拟研究
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  • 批准年份:
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    59 万元
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    面上项目
无碰撞磁重联中电子动力学的理论和实验室研究
  • 批准号:
    41331067
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  • 资助金额:
    305.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
无碰撞磁重联中的电场结构和静电波动
  • 批准号:
    41274144
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
空间等离子体中电子相空间空洞的多维结构
  • 批准号:
    40974081
  • 批准年份:
    2009
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  • 项目类别:
    面上项目
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  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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