《利用波矢濾波法對超低頻空間電漿波動的探測研究》是依託北京航空航天大學，由曹晉濱擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：利用波矢濾波法對超低頻空間電漿波動的探測研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：曹晉濱
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
地球空間中電漿波是地球空間能量傳輸和信息傳輸的重要媒介，是了解地球空間電漿微觀動力學過程的基本要素。波矢濾波法是建立在多點衛星探測磁場數據基礎上的一個新型波動分析工具。它可以求出空間超低頻電漿波的波矢。本課題在Cluster四顆衛星探測磁場數據的基礎上，研製波矢濾波法軟體，並套用於磁尾電漿片和內磁層中，了解這些區域超低頻電漿波的波矢和其它特性，更加深入的理解空間電漿動力學過程。
結題摘要
地球空間中電漿波是地球空間能量傳輸和信息傳輸的重要媒介，是了解地球空間電漿微觀動力學過程的基本要素。波矢濾波法是建立在多點衛星探測磁場數據基礎上的一個新型波動分析工具。它可以求出空間超低頻電漿波的波矢。本課題按計畫進行。我們首先在Cluster四顆衛星探測磁場數據的基礎上，研製出一套波矢濾波法軟體，並套用於磁層和太陽風電漿波動和湍流研究，了解這些區域超低頻電漿波的波矢和其它特性，以及伴隨著低頻波動的電流傳輸和電漿片磁場擾動與太陽風磁場的關係。 課題研究取得了一些重要結果。我們發現地球極尖區湍流具有動理學阿爾芬波的特徵。利用四顆衛星計算的電漿密度梯度，我們對波動產生機制進行了討論並發現波動傳播方向與密度梯度方向幾乎平行，這表明觀測到的阿爾芬波可能來與附近區域的波模轉換過程有關。我們還利用Cluster衛星和SWARM衛星多點多點探測數據，研究了低頻Alfven波攜帶的場向電流在磁層電離層耦合中的作用。首次直接用三維局域磁場梯度對不同區域場向電流進行耦合觀測，發現在不同高度的兩個區域場向電流在形態和結構上有著驚人的相似。這直接證明了場向電流在電離層和磁層耦合過程中所起的重要作用，它可以將能量從磁層從一個區域輸運到另一個區域。研究成果發表在國際空間物理頂級期刊美國地球物理研究通訊（Geophysical Research Letter）上，並被列為歐洲空間局Swarm衛星發射一周年亮點成果。歐洲空間局Cluster衛星計畫首席科學家Philippe指出：“Cluster和Swarm兩個衛星計畫在2014年春天的聯合觀測加深了我們對可能影響地球外源磁場的場向電流和磁層動力學的理解。
