超低频波与带电粒子的非线性相互作用
李莉
周煦之
宗秋刚
北京大学地球与空间科学学院,北京 100871
摘要：超低频波在日地能量传输和磁层—电离层耦合过程中都扮演着十分重要的角色,其在调节整个太阳—地球系统的能量流方面的研究一直是空间物理领域最重要的研究方向之一.超低频波是带电粒子在内磁层辐射带中加速和扩散的主要原因之一,磁层中的带电粒子具有典型的垂直于磁场的漂移运动和平行于磁场的弹跳运动,超低频波的频率范围能够覆盖带电粒子的漂移或弹跳频率,因此其与粒子之间会发生共振,超低频波正是通过与电子或离子发生漂移共振或漂移弹跳共振来完成能量的传递,从而实现对带电粒子的加速.自漂移共振理论提出以来,线性分析方法一直沿用至今,即假定粒子运动遵循未扰轨道,轨道因能量改变而造成的扰动一直被忽略不计.这一假设只有在粒子能量变化远小于粒子能量本身时才有效,而实际观测中经常存在振幅较大或持续时间较长的超低频波使得粒子能量变化很大,线性理论不再适用.本文结合理论分析、卫星观测总结了极向模和环向模超低频波与内磁层带电粒子的非线性漂移共振作用,给出了线性方法与非线性方法的使用范围,并从观测上给出了识别非线性漂移共振发生的方法.
关键词：超低频波非线性漂移共振单摆方程卷曲结构
分类号：P353(空间物理)
资助基金：国家自然科学基金(42174184)中国博士后科学基金面上资助项目(2021M700196)
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( 443-453 )
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