外辐射带波粒相互作用的观测分析与数值模拟  

Observation analysis and numerical simulation of wave-particle interaction in the outer radiation belt

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作  者:金宇玥 宁芬 JIN Yuyue;NING Fen(School of Computing,Guangdong University of Science&Technology,Dongguan Guandong 523083,China)

机构地区:[1]广东科技学院计算机学院,广东东莞523083

出  处:《智能计算机与应用》2019年第1期183-187,共5页Intelligent Computer and Applications

摘  要:本文利用Van Allen Probes卫星观测数据研究了2013年3月17日至18日强磁暴期间外辐射带高能电子通量(1.8-2.6 M e V)的演化。观测结果显示,在磁暴恢复期间,高能电子通量增涨约50-100倍。在L=4.1的附近,Van Allen Probes同步观测到高强度的合声波。本文基于高斯分布的哨声波谱密度分布和偶极子背景磁场模型,计算了弹跳平均电子共振扩散系数,并通过求解Fokker-Planck扩散方程对高能电子相空间密度的演化过程进行了估算。数值计算结果表明,观测到的合声波能够与辐射带高能电子产生回旋共振作用,有效地加速高能电子。本文的观测和模拟结果为合声波加速竞争机制引起的辐射带高能电子演化过程提供了一定依据。The paper studies the evolution of relativistic electron fluxes(1.8-2.6 MeV)in the outer radiation belt during the strong geomagnetic storm on March 17 to 18,2013 using Van Allen Probes observations.The relativistic electron flux increased by 50-100 times during the recovery phase,and Van Allen Probes simultaneously observed intensified chorus waves at L=4.1.The research calculates the bounce-averaged resonant electron diffusion coefficients with Gaussian distributions and a dipole geomagnetic field model,then estimates the evolution of relativistic electron phase space density through Fokker-Planck diffusion equation solution.The numerical simulations indicate that the observed chorus waves could accelerate the high-energy electrons with gyro-resonance interaction.The present observation and modeling results provide a further evidence for the competing mechanisms of chorus-driven acceleration contributing to the relativistic electron evolution in the outer radiation belt.

关 键 词:相对论电子 辐射带 哨声波合声模 波粒相互作用 

分 类 号:TP311[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]

 

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