搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于范阿伦卫星观测数据的等离子体层嘶声全球分布的统计分析

项正 谈家强 倪彬彬 顾旭东 曹兴 邹正洋 周晨 付松 石润 赵正予 贺丰明 郑程耀 殷倩 王豪

基于范阿伦卫星观测数据的等离子体层嘶声全球分布的统计分析

项正, 谈家强, 倪彬彬, 顾旭东, 曹兴, 邹正洋, 周晨, 付松, 石润, 赵正予, 贺丰明, 郑程耀, 殷倩, 王豪
PDF
导出引用
导出核心图
  • 等离子体层嘶声是引起辐射带电子投掷角散射进而沉降到地球大气层的重要物理机理,也被认为是导致地球内、外辐射带之间槽区形成的主因,因此研究空间等离子体层嘶声的全球分布特性具有重要科学意义.本文利用范阿伦探测双星中的A星从2012年9月到2015年5月长达33个月的高质量波动观测数据,详细计算了等离子体层嘶声的平均波幅和发生率,建立了等离子体层嘶声的全球分布数据库,并细致分析了其场强幅度随地磁活动水平、磁壳值L、地磁纬度、磁地方时的统计变化规律.结果表明,等离子体层嘶声的平均波幅与地磁活动剧烈程度具有很强的相关性,并表现出明显的昼夜不对称性.随着地磁活动的增强,日侧等离子体层嘶声的平均波幅相应增大,增强的区域集中在2.5 L 4,但是夜侧等离子体层嘶声的平均波幅反而下降.另外,不同幅度的等离子体层嘶声随地磁活动的变化表现出不同的响应特性.随着地磁活动水平的增强,较小幅度(530 pT)的等离子体层嘶声的日侧发生率减小,夜侧发生率增大;更强幅度(30 pT)的等离子体层嘶声的变化特性正好相反,日侧发生率增大,夜侧发生率减小.在各种地磁活动条件下,磁赤道面附近及中纬地区等离子体层嘶声都广泛存在,波动幅度位于530 pT范围的嘶声发生概率最大.以上统计观测结果为现有的等离子体层嘶声全球分布模型提供了合理、可靠的补充,充分说明不同场强幅度的等离子体层嘶声在2 L 6的内磁层空间经常性地存在,为定量分析、模拟不同能量、不同投掷角的地球辐射带电子在不同太阳风与磁层背景条件下的动态时空变化过程提供了重要参数支持.
      通信作者: 倪彬彬, bbni@whu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:41204120,41304130,41474141,41574160)、中国博士后科学基金(批准号:2013M542041,2014T70732,2015M582265)和国家级大学生创新创业项目(批准号:201510486081)资助的课题.
    [1]

    Thorne R M, Smith E J, Burton R K, Holzer R E 1973 J. Geophys. Res. 78 1581

    [2]

    Meredith N P, Horne R B, Thorne R M, Summers D, Anderson R R 2004 J. Geophys. Res. A 109 06209

    [3]

    Summers D, Ni B, Meredith N P, Horne R B, Thorne R M, Moldwin M B, Anderson R R 2008 J. Geophys. Res. A 113 04219

    [4]

    Lyons L R, Thorne R M 1973 J. Geophys. Res. 78 2142

    [5]

    Summers D, Ni B, Meredith N P 2007 J. Geophys. Res. A 112 04207

    [6]

    Reeves G D, Friedel H W, Larsen B A, Skoug R M, Funsten H O, Claudepierre S G, Fennell J F, Turener D L, Denton M H, Spence H E, Blake J B, Baker D N 2016 J. Geophys. Res. Space Phys. 121 397

    [7]

    Ripoll J F, Reeves G D, Loridan V, Denton M, Santolik O, Kurth W S, Kletzing C A, Turner D L, Henderson M G, Ukhorskiy A Y 2016 Geophys. Res. Lett. 43 5616

    [8]

    Thorne R M, Li W, Ni B, Ma Q, Bortnik J, Baker D N, Spence H E, Reeves G D, Henderson M G, Kletzing C A, Kurth W S, Hospodarsky G B, Turener D, Angelopoulos V 2013 Geophys. Res. Lett. 40 3507

    [9]

    Ni B, Bortnik J, Thorne R M, Ma Q, Chen L 2013 J. Geophys. Res. Space Phys. 118 7740

    [10]

    Thorne R M, Church S R, Gorney D J 1979 J. Geophys. Res. 84 5241

    [11]

    Bortnik J, Thorne R M, Meredith N P 2008 Nature 452 62

    [12]

    Bortnik J, Li W, Thorne R M, Angelopouslos V, Cully C, Bonnell J, Contel O L, Roux A 2009 Science 324 775

    [13]

    Chen L, Bortnik J, Li W, Thorne R M, Horne R B 2012 J. Geophys. Res. A 117 05201

    [14]

    Chen L, Bortnik J, Li W, Thorne R M, Horne R B 2012 J. Geophys. Res. A 117 05202

    [15]

    Tsurutani B T, Falkowski B J, Pickett J S, Santolik O, Lakhina G S 2015 J. Geophys. Res. Space Phys. 120 414

    [16]

    Li W, Thorne R M, Bortnik J, Reeves G D, Kletzing C A, Kurth W S, Hospodarsky G B, Spence H E, Blake J B, Fennell J F, Claudepierre S G, Wygant J R, Thaller S A 2013 Geophys. Res. Lett. 40 3798

    [17]

    Ni B, Li W, Thorne R M, Jacob B, Ma Q, Chen L, Kletzing C A, Kurth W S, Hospodarsky G B, Reeves G D, Spence H E, Blake J B, Fennell J F, Claudepierre S G 2014 Geophys. Res. Lett. 41 1854

    [18]

    Li W, Thorne R M, Bortnik J, Kletzing C A, Kurth W S, Hospodarsky G B, Nishimura Y 2015 J. Geophys. Res. Space Phys. 120 3394

    [19]

    Spasojevic M, Shprits Y Y, Orlova K 2015 J. Geophys. Res. Space Phys. 120 10370

    [20]

    Mauk B H, Fox N J, Kanekal S G, Kessel R L, Sibeck D G, Ukhorskiy A 2013 Space Sci. Rev. 179 3

    [21]

    Kletzing C A 2013 Space Sci. Rev. 179 127

    [22]

    Santolík O, Parrot M, Lefeuvre F 2003 Radio Sci. 38 1010

    [23]

    Kurth W S, de Pascuale S, Faden J B, Kletzing C A, Hospodarsky G B, Thaller S, Wygant J R 2015 J. Geophys. Res. Space Phys. 120 904

  • [1]

    Thorne R M, Smith E J, Burton R K, Holzer R E 1973 J. Geophys. Res. 78 1581

    [2]

    Meredith N P, Horne R B, Thorne R M, Summers D, Anderson R R 2004 J. Geophys. Res. A 109 06209

    [3]

    Summers D, Ni B, Meredith N P, Horne R B, Thorne R M, Moldwin M B, Anderson R R 2008 J. Geophys. Res. A 113 04219

    [4]

    Lyons L R, Thorne R M 1973 J. Geophys. Res. 78 2142

    [5]

    Summers D, Ni B, Meredith N P 2007 J. Geophys. Res. A 112 04207

    [6]

    Reeves G D, Friedel H W, Larsen B A, Skoug R M, Funsten H O, Claudepierre S G, Fennell J F, Turener D L, Denton M H, Spence H E, Blake J B, Baker D N 2016 J. Geophys. Res. Space Phys. 121 397

    [7]

    Ripoll J F, Reeves G D, Loridan V, Denton M, Santolik O, Kurth W S, Kletzing C A, Turner D L, Henderson M G, Ukhorskiy A Y 2016 Geophys. Res. Lett. 43 5616

    [8]

    Thorne R M, Li W, Ni B, Ma Q, Bortnik J, Baker D N, Spence H E, Reeves G D, Henderson M G, Kletzing C A, Kurth W S, Hospodarsky G B, Turener D, Angelopoulos V 2013 Geophys. Res. Lett. 40 3507

    [9]

    Ni B, Bortnik J, Thorne R M, Ma Q, Chen L 2013 J. Geophys. Res. Space Phys. 118 7740

    [10]

    Thorne R M, Church S R, Gorney D J 1979 J. Geophys. Res. 84 5241

    [11]

    Bortnik J, Thorne R M, Meredith N P 2008 Nature 452 62

    [12]

    Bortnik J, Li W, Thorne R M, Angelopouslos V, Cully C, Bonnell J, Contel O L, Roux A 2009 Science 324 775

    [13]

    Chen L, Bortnik J, Li W, Thorne R M, Horne R B 2012 J. Geophys. Res. A 117 05201

    [14]

    Chen L, Bortnik J, Li W, Thorne R M, Horne R B 2012 J. Geophys. Res. A 117 05202

    [15]

    Tsurutani B T, Falkowski B J, Pickett J S, Santolik O, Lakhina G S 2015 J. Geophys. Res. Space Phys. 120 414

    [16]

    Li W, Thorne R M, Bortnik J, Reeves G D, Kletzing C A, Kurth W S, Hospodarsky G B, Spence H E, Blake J B, Fennell J F, Claudepierre S G, Wygant J R, Thaller S A 2013 Geophys. Res. Lett. 40 3798

    [17]

    Ni B, Li W, Thorne R M, Jacob B, Ma Q, Chen L, Kletzing C A, Kurth W S, Hospodarsky G B, Reeves G D, Spence H E, Blake J B, Fennell J F, Claudepierre S G 2014 Geophys. Res. Lett. 41 1854

    [18]

    Li W, Thorne R M, Bortnik J, Kletzing C A, Kurth W S, Hospodarsky G B, Nishimura Y 2015 J. Geophys. Res. Space Phys. 120 3394

    [19]

    Spasojevic M, Shprits Y Y, Orlova K 2015 J. Geophys. Res. Space Phys. 120 10370

    [20]

    Mauk B H, Fox N J, Kanekal S G, Kessel R L, Sibeck D G, Ukhorskiy A 2013 Space Sci. Rev. 179 3

    [21]

    Kletzing C A 2013 Space Sci. Rev. 179 127

    [22]

    Santolík O, Parrot M, Lefeuvre F 2003 Radio Sci. 38 1010

    [23]

    Kurth W S, de Pascuale S, Faden J B, Kletzing C A, Hospodarsky G B, Thaller S, Wygant J R 2015 J. Geophys. Res. Space Phys. 120 904

  • [1] 周瑜, 操礼阳, 马晓萍, 邓丽丽, 辛煜. 脉冲射频容性耦合氩等离子体的发射探针诊断. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191864
    [2] 杨进, 陈俊, 王福地, 李颖颖, 吕波, 向东, 尹相辉, 张洪明, 符佳, 刘海庆, 臧庆, 储宇奇, 刘建文, 王勋禺, 宾斌, 何梁, 万顺宽, 龚学余, 叶民友. 东方超环上低杂波驱动等离子体环向旋转实验研究. 物理学报, 2020, 69(5): 055201. doi: 10.7498/aps.69.20191716
    [3] 罗菊, 韩敬华. 激光等离子体去除微纳颗粒的热力学研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191933
    [4] 刘家合, 鲁佳哲, 雷俊杰, 高勋, 林景全. 气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 057401. doi: 10.7498/aps.69.20191540
    [5] 赵珊珊, 贺丽, 余增强. 偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的各向异性耗散. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200025
    [6] 刘丽, 刘杰, 曾健, 翟鹏飞, 张胜霞, 徐丽君, 胡培培, 李宗臻, 艾文思. 快重离子辐照对YBa2Cu3O7-δ薄膜微观结构及载流特性的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191914
    [7] 卢超, 陈伟, 罗尹虹, 丁李利, 王勋, 赵雯, 郭晓强, 李赛. 纳米体硅鳍形场效应晶体管单粒子瞬态中的源漏导通现象研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191896
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  265
  • PDF下载量:  186
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-16
  • 修回日期:  2016-09-20
  • 刊出日期:  2017-02-05

基于范阿伦卫星观测数据的等离子体层嘶声全球分布的统计分析

  • 1. 武汉大学电子信息学院空间物理系, 武汉 430072
  • 通信作者: 倪彬彬, bbni@whu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:41204120,41304130,41474141,41574160)、中国博士后科学基金(批准号:2013M542041,2014T70732,2015M582265)和国家级大学生创新创业项目(批准号:201510486081)资助的课题.

摘要: 等离子体层嘶声是引起辐射带电子投掷角散射进而沉降到地球大气层的重要物理机理,也被认为是导致地球内、外辐射带之间槽区形成的主因,因此研究空间等离子体层嘶声的全球分布特性具有重要科学意义.本文利用范阿伦探测双星中的A星从2012年9月到2015年5月长达33个月的高质量波动观测数据,详细计算了等离子体层嘶声的平均波幅和发生率,建立了等离子体层嘶声的全球分布数据库,并细致分析了其场强幅度随地磁活动水平、磁壳值L、地磁纬度、磁地方时的统计变化规律.结果表明,等离子体层嘶声的平均波幅与地磁活动剧烈程度具有很强的相关性,并表现出明显的昼夜不对称性.随着地磁活动的增强,日侧等离子体层嘶声的平均波幅相应增大,增强的区域集中在2.5 L 4,但是夜侧等离子体层嘶声的平均波幅反而下降.另外,不同幅度的等离子体层嘶声随地磁活动的变化表现出不同的响应特性.随着地磁活动水平的增强,较小幅度(530 pT)的等离子体层嘶声的日侧发生率减小,夜侧发生率增大;更强幅度(30 pT)的等离子体层嘶声的变化特性正好相反,日侧发生率增大,夜侧发生率减小.在各种地磁活动条件下,磁赤道面附近及中纬地区等离子体层嘶声都广泛存在,波动幅度位于530 pT范围的嘶声发生概率最大.以上统计观测结果为现有的等离子体层嘶声全球分布模型提供了合理、可靠的补充,充分说明不同场强幅度的等离子体层嘶声在2 L 6的内磁层空间经常性地存在,为定量分析、模拟不同能量、不同投掷角的地球辐射带电子在不同太阳风与磁层背景条件下的动态时空变化过程提供了重要参数支持.

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回