地球磁层中合声波的扫频机制研究
滕尚纯1
陶鑫2
1.同济大学海洋与地球科学学院,上海 200092;中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥 2300262.中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥 230026
摘要：哨声模合声波是地球磁层中常见且重要的电磁波动,其扫频结构的激发机制经过了近几十年的研究取得了重要进展.?本文以合声波扫频结构激发模型的发展为脉络,结合卫星观测和数值模拟方法,讨论波动扫频结构的激发条件,扫频激发过程中的非线性波粒相互作用,以及历史上两类主流的合声波激发模型.?其中一种模型的扫频率正比于背景磁场不均匀度,与地球磁层中的观测吻合较好,但无法解释均匀磁场下的扫频;另一种正比于波动振幅,可以被自洽的粒子模拟所验证,但两种扫频率的形式迥异.?本文将重点回顾最新提出的命名为"TaRA"(Trap-Release-Amplify)的理论模型.?该模型根据波动传播方向,将空间中赤道附近区域(即波动源区)分为上下游.?这两个区域在波动激发过程中扮演着不同的角色.?在下游区域,非线性波粒相互作用形成了相干的电子相空间结构;而在上游区域,当满足相位锁定条件时,为使得波动和粒子能量传输达到最大化,电子会选择性放大新的波动,造成波动扫频结构的形成.?本文还将比较TaRA模型与过去两类主流模型的异同.?合声波扫频机制的研究不仅可以解释与合声波精细结构有关的特征,加深理解波粒相互作用的非线性过程,还可以用于解释其他相关现象,如均匀磁场中合声波的扫频结构、地球磁层中电磁离子回旋波的扫频结构,以及存在于其它行星上的相关波动的扫频结构.
关键词：合声波扫频结构地球磁层波粒相互作用
分类号：P354(空间物理)
资助基金：国家自然科学基金(42174182)上海市科技创新行动计划资助项目(21DZ1206102)
论文发表日期：2022-09-25
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：13( 567-579 )
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