強磁暴期間輻射帶與電漿層邊界層耦合過程的研究

《強磁暴期間輻射帶與電漿層邊界層耦合過程的研究》是依託北京大學，由謝倫擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：強磁暴期間輻射帶與電漿層邊界層耦合過程的研究
• 項目負責人：謝倫
• 項目類別：面上項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

強磁暴是最嚴重的空間天氣現象。輻射帶和電漿層邊界層極為顯著的扭曲變形是地球內磁層對超強磁暴回響的主要特徵之一。根據多顆衛星的觀測數據以及大量行星際和地磁資料，研究自2001以來發生的強磁暴事件；確立不同太陽風和行星際條件下的超強磁暴導致的輻射帶和電漿層邊界層時空變化的特徵。利用THEMIS、IMAGE、DSP、CLUSTER以及SAMPEX衛星的數據, 系統研究強磁暴期間外輻射帶的內外邊界相對於電漿層邊界層的位置，並確立二者之間的定量關係。初步揭示和確立電漿邊界層對於對輻射帶高能粒子分布和動力學行為影響。主要研究電漿層邊界層附近各類波動（主要是ULF波）對輻射帶粒子的加速與損失過程的貢獻。通過對輻射帶和電漿層邊界層耦合過程的研究，可以為研究強磁暴期間內磁層的動力學過程提供一個突破口。

結題摘要

根據大量行星際和地磁資料，研究了2001以來的強磁暴事件。對每個事件進行個例分析，分辨強磁暴事件所對應的太陽風和行星際條件的異同。同時對2003年10月”Hollowe’en storm” 事件和11月的特大磁暴期間輻射帶和電漿邊界層的位置和結構隨時間和空間的變化進行了研究。結合IMAGE衛星上的EUV和RPI 儀器確定磁暴期間電漿層邊界層的位置。結合THEMIS 、CLUSTER和SAMPEX衛星上的高能粒子的觀測數據確定外輻射帶的內外邊界。系統研究強磁暴期間外輻射帶的內邊界相對於電漿層邊界層的位置，確立了輻射帶的內外邊界與電漿層邊界層位置之間的定量關係。此外我們還利用THEMIS衛星上的磁場和電場數據研究了電漿邊界層附近的ULF波分布特徵以及對於輻射帶能量粒子分布的影響，並確定了利用ULF波頻率變化的特徵來判斷等離子層邊界層位置的方法。