嘶声波与合声波传播角对波粒回旋共振作用的影响

【摘要】：辐射带自1959年被发现以来就受到广泛关注,它是地球磁层中重要区域之一。在部分磁暴期间,外辐射带高能电子的通量在主相快速下降,在恢复相逐步增强；在亚暴期间,等离子体快速注入内磁层,引起高能电子通量变化。由于高能电子通量的增长会导致人造卫星的损坏,危害航天员的身体健康,甚至会改变大气臭氧层的化学成分,所以研究和预测外辐射带高能粒子的演化具有重要意义。嘶声、合声波可以与高能电子发生回旋共振作用,促使电子加速,这种加速过程取决于Fokker-Planck动力学扩散方程,此方程的解与扩散系数密切相关。本文采用传播角高斯分布,考虑了n为0到±5阶的共振贡献,模拟了L=4.5处合声波和嘶声波驱动1、2、3、4MeV电子扩散系数随传播角的变化趋势。在投掷角a。10。,波传播角峰值XM (XM=tanθM)增大时,向阳侧2MeV及以上的扩散系数微增,嘶声波和背阳侧1MeV及以上的扩散系数也略有增大；投掷角变大,传播角对扩散系数的影响增强；当投掷角a。20。时,随着峰值每增大2.5,嘶声、合声波的扩散系数陡减,其中嘶声波与向阳侧扩散系数减小幅度逐渐变小,背阳侧扩散系数减小幅度是先变大后变小；扩散系数与能量成反比,嘶声波扩散系数随传播角的变化幅度也与能量成反比,相反,合声波传播角对扩散系数的影响与能量成正比。在此基础上,我们还分析了L=6处传播角对1MeV、2MeV扩散系数的影响,结果表明传播角对合声波、嘶声波扩散系数的影响在L=6和4.5处是相同的。
【关键词】：传播角 扩散系数 高能电子 合声波 嘶声波
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P353;O422