利用复合经验电场模型模拟内辐射带中的电子斑马纹  

Simulations of electron zebra stripes in the inner radiation belt using a composite empirical electric field model

作　　者：王子扬 刘鹰 宗秋刚[1,2] 邹鸿 叶雨光[1] 周煦之 乐超[1] 汪珊[1] Wang Z;Liu Y;Zong Q;Zou H;Ye Y;Zhou X;Yue C;Wang S

机构地区：[1]北京大学空间物理与应用技术研究所,北京100871 [2]澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室,中国澳门999078

出　　处：《中国科学:地球科学》2025年第1期26-37,共12页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFA0718600);国家自然科学基金项目(42230202);澳门科学技术发展基金项目(0176/2023/RIA3)资助。

摘　　要：“斑马纹”指的是存在于内辐射带高能电子(几十到几百千keV)的能量-空间(L shell)谱中的一种规则条纹状结构.这些结构呈现出漂移周期性,通常起源于亚暴起始附近发生的大尺度电场扰动.本文引入了一个复合电场模型,利用弹跳平均的测试粒子模拟方法复现了斑马纹在电场模型下的形成、结构与演化.使用范艾伦探测器和近期发射的澳门科学卫星一号获取的高能电子的高分辨率观测结果作为初始条件,并用于验证该模拟方法.观测数据与模拟之间的对比分析表明,本文测试粒子方法能够有效地描述斑马纹的一般行为.此外,复合电场模型能够在一定程度上复现内辐射带中电场的实际变化.然而,由于电场模型和初始条件的限制,模拟结果与观测数据仍存在细微的差异,主要体现在通量强度和条纹位置上.这表明尽管模型代表了平均情况,但在实际中可能会存在偏离平均值的情况,从而导致模拟与观测的偏差.

关 键 词：斑马纹 内辐射带 大尺度电场 范艾伦卫星 澳门科学卫星 

分 类 号：P352.7[天文地球—空间物理学]