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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 406 毫秒
1.
本文讨论了带电粒子在电磁场中的运动区域.在计算过程中假定磁场是有势的,并且势函数分别考虑为轴对称与平面函数.计算结果表明:当磁场足够强时,粒子运动区的边界与磁力线是相似的.这个结果表明,我们可以根据磁力线图形确定带电粒子的运动区.此外,还将上述计算结果与模型实验做了对此,在磁场中的辉光放电实验里,放电中的辉光区部分相当于粒子的运动区,暗区部分相当于粒子禁区.对比结果表明,辉光区的边界与磁力线相似,其中有以下几个结果:(1)当磁场是一个偶极磁场,并且其磁短的大小大于其临界值时,则放电辉光将被捕获于偶极磁场中,其边界近似于磁力线;(2)当偶极磁场受到扰动时,设扰动场分别考虑为与赤道面上的偶极磁场方向相反的均匀磁场,以及位于捕获区之外在赤道面上的电流环磁场时,则偶极磁场磁力线将向外伸长,实验观测到被捕获于偶极磁场中的辉光将同时伸长,并且辉光区边界的变化与磁力线的变化是相似的;(3)根据中性线磁场中的辉光放电实验表明,辉光区的边界仍然与中性楱磁场的磁力线相似.由于气体放电中的现象比较复杂,因此要进行定量的计算是比较困难的,为此我们引进了一些简化假定,定量计算了辉光区在上进各种磁场中的边界,计算出来的辉光边界的大小和形状与实验结果是相同的.  相似文献   

2.
Cluster探测到磁尾等离子体注入的特征   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
利用Cluster卫星2001~2004年磁尾运行期间RAPID仪器的数据,确定了115例磁尾等离子体注入事件,借助时序叠加法统计研究磁尾等离子体注入现象的特征.注入事件主要分布于磁地方时夜晚20时至凌晨04时.与同步轨道区观测到的粒子注入事件类似,可以将磁尾粒子注入事件分成五类:(1)只有离子注入;(2)离子先于电子注入;(3)离子和电子同时注入;(4)电子先于离子注入;(5)只有电子注入.磁尾粒子注入时,质子(能量范围0~40 keV)的温度和数密度同时显著增加,沿地球径向的传播速度也明显增大.统计分析磁尾注入期间同时观测到的晨昏对流电场,发现电场可分为两类:(A)注入后电场突然增大,电场强度为正;(B)注入后电场突然增大,电场强度为负.利用磁层磁场(T89c)和电场(Volland-Stern)模型模拟粒子注入后赤道面的电漂移速度矢量,模拟结果与统计结果基本一致,表明晨昏对流电场引起的电漂移是驱动磁尾(-18REE)等离子体沿地球径向注入的机制之一.  相似文献   

3.
磁场重联中离子轨道的混合模拟研究   总被引:5,自引:3,他引:5       下载免费PDF全文
在使用2.5维混合模拟方法研究了Petschek模型稳态驱动磁场 重联演化的基础上, 本文考察了计算域内各典型区域中粒子分布函数的变化,描绘了重联区不同位置几种类型的 非Maxwell分布函数. 结果表明,磁场重联会将重联区少部分粒子加速到很高的能量,不同 加速程度的粒子将形成球壳状的速度分布. 粒子的轨道特征表明,在重联区中出流的粒子, 有一部分被磁镜捕获,其回旋半径大于重联区宽度,并构成整个流体速度的低速部分. 另外 ,在X中性点附近进入重联区的粒子沿磁力线向出流区以三种形式漂移,分别为:沿磁力线 逃逸、捕获在磁镜中随流体运动、横越磁力线漂移,其比例分别约为70%,20%和10%。  相似文献   

4.
本文提出了磁尾宽频带静电噪声强谱段的一种新的激发机制。在等离子体片边界层中存在着瞬时的局域性的晨昏电场。电子和离子对该电场的响应不同:在电场存在的区域内,电子作回旋漂移运动,而离子轨道在的时间尺度内可视为直线。由于等离子体片边界层中等离子体是非均匀的,这就导致了电荷分离的产生,从而可激发静电不稳定性。本文通过求解含电场的Vlasov方程,计算了由此产生的不稳定波的频率和增长率,考察了波矢方向。上述计算结果均与强谱段静电噪声的观测特征一致。  相似文献   

5.
本文利用了史篤默(Stormer)的理論来討論在地磁扰动期間史篤默捕获区的变化。在計算过程中我們只是考虑到单一粒子在捕获区內的运动。地磁扰动我們分別取以下两种形式:(1)当扰动磁場是均勻的而且其方向与磁軸相反;(2)当扰动磁場是由位于赤道面上5至8个地球半径的电流环引起的。計算結果认为在磁扰期間捕获区将要发生变化。这个变化引起了捕获区內粒子数目的变化。最后我們将根据上述的結果討論美国人造卫星(探险者Ⅵ号)所观測到磁暴期間外輻射带的变化。  相似文献   

6.
刘祎  周晨  赵正予  赵庶凡  张学民  孔建 《地震》2018,38(1):74-83
地震会造成电离层电子密度扰动。 基于三维电场渗透模型和SAMI2模型, 模拟地震发生前产生的异常电场对电离层电子密度的影响。 模拟结果表明, 地震前形成的附加电流会引起电离层产生异常电场, 且异常电场值与地震震级和地震发生时间有着明显的相关。 同时异常电场会使电子产生E×B漂移, 造成电子密度扰动。 随着时间的推移, 电子密度扰动逐渐减小且扰动区域会向着靠近磁赤道方向或远离磁赤道方向漂移。  相似文献   

7.
基于法国DEMETER卫星观测的超低频(ULF)电场波形, 本文提出了更简单易实施的ULF电场扰动预处理方法. 利用该方法, 对文献中已报道的2010年2月27日智利MS8.8地震前的ULF电场扰动进行了更全面的分析. 结果表明: 已报道的20°S—40°S地磁纬度带内的ULF电场扰动并非仅出现在最靠近震中的半轨道, 而是出现在较大的经度范围内. 大范围ULF电场扰动的区域正好位于南大西洋异常区, 很可能受到该区域异常磁场的影响. 南大西洋异常中心区域的ULF电场扰动表现出共轭特征, 即在南北地磁纬度20°—40°范围内ULF电场均出现约5 mV/m的扰动, 北纬地区的ULF电场扰动幅度相比南纬地区更小. 而在南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动则仅在20°S—40°S地磁纬度带内出现, 在其共轭区并未观测到ULF电场扰动. 这可能是由于南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动幅度比中心区域更小所致, 在电离层中由于碰撞效应更易被衰减, 因此ULF电场扰动无法传播至其共轭区. 本文的方法和结果可为后续更全面地分析卫星在电离层高度记录的ULF电场扰动提供参考.   相似文献   

8.
王晓  黄灿 《地球物理学报》2016,59(7):2356-2361
本文采用二维全粒子模拟来研究无碰撞等离子体中的磁岛合并过程.结果表明,磁岛合并分为两个阶段,在第一个阶段,两个磁岛因同向电流丝之间的吸引力而缓慢地相互靠近,在这个过程中,合并线附近的电子被面外电场加速,形成薄电流片,同时电流片两侧形成磁场堆积.第二个阶段为快速重联阶段,合并线附近的电磁场结构和以Harris电流片为初态的重联扩散区的电磁场结构很相似,其中最显著的特点为面外磁场的四极型结构.  相似文献   

9.
磁层亚暴的发生与近磁尾(约6~8 RE)电流片中断和中磁尾(约20~30 RE)磁场重联密切相关,而极光的极向扩展、电流片中断和磁尾重联的时序过程对于认识亚暴的触发机制至关重要. 本文利用位于中磁尾的CLUSTER卫星,同步轨道附近LANL-01、LANL-97卫星,近磁尾POLAR和 极区IMAGE卫星的观测,分析了单个亚暴事例.结果表明,在此事件中,中磁尾磁场重联起始比近尾电流片中断早3 min发生,电流片中断发生4 min后,IMAGE卫星观测到极光增亮,同时AE指数突然增大,亚暴膨胀相起始. 观测结果与亚暴中性线模型较为吻合.  相似文献   

10.
本文从哈密顿原理出发,讨论磁尾中性片中粒子受晨昏起伏电场的影响问题,并把它归结于讨论标准映射的性质.中性片本身是非线性系统,外加起伏场会导致其进入混沌状态.本文计算了进入该状态的临界电场E_c以及不同E下的粒子轨迹.计算表明,观测到的晨昏电场可以使离子进入混沌状态,但远小于电子的临界场值.这样离子运动是随机的,电子运动是规则的.仅对离子的随机加热可能是导致中性片中离子温度高于电子温度的原因.  相似文献   

11.
地球极区电离层对行星际激波的响应   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文就地球电离层对行星际激波的动力学响应进行三维全球数值模拟研究.背景行星际磁场为螺旋场,南北分量为零;初始电离层由Ⅰ区场向电流和相应的晨昏电场所主导;行星际激波沿日地连线方向撞击地球.模拟结果表明,在激波的作用下,电离层Ⅰ区电流系统向子夜方向运动,在向阳侧相继出现与原Ⅰ区电流反向的异常场向电流对和同向的新生Ⅰ区电流对.该异常场向电流对在极盖区形成瞬间昏晨电场,尾随原Ⅰ区电流向夜侧方向漂移直至湮没.与此同时,新生的Ⅰ区电流不断增强并向夜侧和赤道方向延伸,最终取代原Ⅰ区电流,相应极盖区又恢复到原来的晨昏电场状态.这一响应过程和行星际激波强度有关:激波强度越强,新生的Ⅰ区场向电流也越强,它向赤道方向延伸的距离也越大,能到达的纬度也越低.上述结果在趋势上与观测到的输运对流涡旋和亚极光块的运动特征一致.  相似文献   

12.
We present modeled ion distributions in the near-Earth magnetotail expected to be associated with high latitude pitch angle isotropization. The model consists of a magnetic field reversal and a plasma source such that particles have a ratio of the minimum field line curvature radius to maximum gyroradius near unity, a nonadiabatic regime. For precipitating particles observed at the edge of the field reversal, we find structuring in the ion distribution consisting of peaks and valleys in the pitch angle distribution, particularly for intermediate values of field line curvature, which is consistent with the near-Earth tail region. The structures are non-Maxwellian and not gyrotropic. They are resolvable by instruments such as the GEOTAIL spacecraft CPI detector and can be used as a remote sensing method for fields in this regime between adiabatic motion and current sheet motion.  相似文献   

13.
Data from Equator-S and Geotail are used to study the dynamics of the plasma sheet observed during a substorm with multiple intensifications on 25 April 1998, when both spacecraft were located in the early morning sector (03–04 MLT) at a radial distance of 10–11 RE. In association with the onset of a poleward expansion of the aurora and the westward electrojet in the premidnight and midnight sector, both satellites in the morning sector observed plasma sheet thinning and changes toward a more tail-like field configuration. During the subsequent poleward expansion in a wider local time sector (20−04 MLT), on the other hand, the magnetic field configuration at both satellites changed into a more dipolar configuration and both satellites encountered again the hot plasma sheet. High-speed plasma flows with velocities of up to 600 km/s and lasting 2–5 min were observed in the plasma sheet and near its boundary during this plasma sheet expansion. These high-speed flows included significant dawn-dusk flows and had a shear structure. They may have been produced by an induced electric field at the local dipolarization region and/or by an enhanced pressure gradient associated with the injection in the midnight plasma sheet.  相似文献   

14.
The electrodynamic flare model is based on numerical 3D simulations with the real magnetic field of an active region. An energy of ∼1032 erg necessary for a solar flare is shown to accumulate in the magnetic field of a coronal current sheet. The thermal X-ray source in the corona results from plasma heating in the current sheet upon reconnection. The hard X-ray sources are located on the solar surface at the loop foot-points. They are produced by the precipitation of electron beams accelerated in field-aligned currents. Solar cosmic rays appear upon acceleration in the electric field along a singular magnetic X-type line. The generation mechanism of the delayed cosmic-ray component is also discussed.  相似文献   

15.
利用南极中山站极光全天空摄相、地磁、地磁脉动数据和Wind卫星的行星际磁场IMF观测数据,分析了7个亚暴期间高纬黄昏-子夜扇区极光弧的短暂增亮现象.极光弧特征是,短暂增亮随后很快衰减,历时10-20min,基本沿着日-地方向,有明显黄昏方向运动.这些事件大都发生在IMFBz南转之后,亚暴增长相或膨胀相期间,极光浪涌到达之前10-73min消失.相应的IMFBx>0,IMFBy<0.这种极光弧和亚暴极光不同,它们与地磁活动及Pi2脉动不相关.这7个极光弧的形态和IMF特征表明,极光弧的增亮很可能由尾瓣重联产生,很快衰减归因于IMFBz南向条件,而黄昏方向运动受IMFBy控制.  相似文献   

16.
基于SAMI2模式的电离层加热模拟   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
通过在SAMI2模式的电子能量方程中添加人工加热项,数值模拟了在加热条件下磁场线上电子温度与电子密度的扰动情况,并对比了不同加热条件下的扰动效应.结果表明,入射到电离层中的大功率无线电波与等离子体相互作用,能够有效造成整条磁场线上电子温度的升高而产生电子温度扰动,尤其是加热点处,温度可增加3倍多;由于电子温度升高,压力平衡受到破坏,引发等离子体扩散进而导致电子密度扰动;电子密度扰动使得垂直于磁场线的电子密度梯度发生变化,这有可能形成电离层管(Ionosphere duct);电子温度和电子密度的扰动幅度随着加热时间的推移而减小,即扰动逐渐趋于稳定.电子温度与密度的扰动与加热率存在一种非线性关系.  相似文献   

17.
Geotail energetic particle, magnetic field data and plasma observations (EPIC, MGF and CPI experiments) have been examined for a number of energetic particle bursts in the distant tail (120Re < |XGSM| < 130 Re), associated with moving magnetic field structures, following substorm onsets. The features obtained from this data analysis are consistent with the distant magnetotail dynamics determined first by ISEE3 observations and explained in terms of the neutral line model. At the onset of the bursts, before plasma sheet entrance, energetic electrons appear as a field-aligned beam flowing in the tailward direction, followed by anisotro-pic ions. Within the flux rope region, suprathermal ions exhibit a convective anisotropy, which allows determination of the plasma flow velocity, assuming that the anisotropy arises from the Compton-Getting effect. The velocities thus determined in the plasma sheet are estimated to be 200–650 km/s, and compare favourably with the velocities derived from the CPI electron and proton experiment. The estimated length of magnetic field structures varies between 28 and 56 Re and depends on the strength of the westward electrojet intensification. Finally, the three structures reported here show clear magnetic field signatures of flux rope topology. The existence of a strong magnetic field aligned approximately along the Y-axis and centred on the north-to-south excursion of the field, and the bipolar signature in both By and/or Bz components, is consistent with the existence of closed field lines extending from Earth and wrapping around the core of the flux rope structure.  相似文献   

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