等离子体层Plume中EMIC波的特征及相应波粒相互作用的研究

电磁离子回旋波（EMIC）在内磁层动力学及内磁层-电离层耦合中具有重要的作用。对其特性及相应的波粒相互作用的研究是当今空间物理的热点课题。本项目利用卫星与地面的联合观测，研究了等离子体层及其羽状结构（Plume）区电磁离子回旋（EMIC）波的特性及相应的波粒相互作用。主要的研究研究内容：在等离子体层顶及其Plume区电磁离子回旋波（EMIC）的空间分布特征、EMIC波与内磁层等离子体波粒相互作用、由波粒相互作用导致沉降的高能粒子的电离层效应。本研究项目取得了一系列突出的研究成果：获得了等离子体层Plume中EMIC波及ELF 嘶声的强度与等离子体密度的关系以及由此波粒相互作用导致的高能沉降粒子的空间分布特性，获得了等离子体层Plume中沉降环电流粒子的电离层效应以及对无线电波传播的影响；获得了等离子体层Plume中EMIC波散射辐射带高能电子的观测证据；获得等离子体层中EMIC波的空间分布及其散射辐射带电子对太阳活动的响应特征。获得了等离子体层Plume中EMIC波加热冷电子的观测证据及加热源区，揭示了产生亚极光区稳定的极光红弧的物理机制。首次在等离子体层顶外偏离磁赤道处发现了氧离子回旋谐波，获得了氧离子回旋谐波的波动特征。首次在等离子体层顶发现了热氦离子对平行传播的EMIC波的调制。揭示等离子体嘶声引起的高能电子沉降在电离层吸收探测仪观测印记。研究成果多次被国际权威杂志《JGR》遴选为最受欢迎的论文（Most Popular Article）。以上研究结果对揭示内磁层-电离层系统的物质及能量的耦合特征具有重要的意义。