地球磁层中超低频波与低能粒子的相互作用
任杰1
宗秋刚2
1.北京大学地球与空间科学学院,北京 100871;中国科学院 空间天气学国家重点实验室,北京 1001902.北京大学地球与空间科学学院,北京 100871
摘要：太阳风—磁层耦合过程会产生各种等离子体波,其中超低频波的频率最低(1 mHz～1 Hz)、波长最长(与内磁层磁力线长度相当)、能量密度最大.超低频波在磁层粒子加速、物质输运和能量转化中起着重要作用.以往的研究主要关注超低频波的全球性传播和分布特征以及这些波动与磁层能量粒子(辐射带电子和环电流离子)的相互作用过程.最近几年人们逐渐发现超低频波与低能粒子之间相互作用对磁层动力学过程会产生重要影响.本文主要综述了以下几个方面的研究进展,包括:(1)多卫星联合观测、多地面台站联合观测、辐射带能量电子的"回旋镖形"投掷角色散特征都证明存在局域性的超低频波,理论和观测表明这类超低频波的存在跟等离子体层羽状结构有关;(2)多卫星观测证明存在等离子体层顶表面波,并且发现"锯齿形"极光的形成跟等离子体层顶表面波有着密切联系;(3)理论和卫星观测表明超低频波可以通过漂移—弹跳共振加速等离子体层低能电子,通过E×B调制作用实现对低能离子成分的区分.最后,本文还总结了超低频波与低能粒子相互作用对磁层动力学过程造成的可能影响,并展望了本研究方向亟待解决的问题.
关键词：超低频波等离子体层羽状结构漂移—弹跳共振低能粒子表面波
分类号：P352(空间物理)
资助基金：国家自然科学基金(41904145)国家自然科学基金(42011530080)中国科学院网信专项资助项目(CAS-WX2021PY-0101)
论文发表日期：2022-07-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 432-442 )
英文信息