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偶极化锋面在地球磁尾的能量和物质传输中有着重要的作用.以往的研究表明,偶极化锋面是磁尾磁重联释放能量发生能量转化的主要场所.然而,在这些被释放的磁能中,离子和电子各自所获得的能量总量缺少定量的研究.本文利用全粒子数值模拟来研究磁重联中偶极化锋面上的能量转化与能量分配.结果表明,离子获得了总能量的90%,电子只获得了总能量的10%.其获得能量主要来自于Y方向分量的贡献.另外,本文还研究了引导场对能量转化与分配的影响.研究表明当引导场大小为0.5倍初始磁场时,离子获得了多达95%的能量,电子只获得了5%的能量.同时,引导场导致磁重联拓扑结构的改变,使得能量转化项Z方向分量的贡献不再是可忽略的.这些研究结果有助于我们进一步理解偶极化锋面在磁尾粒子加速与能量转化过程中的作用. 相似文献
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根据采用动力学方程对亚暴期间磁尾磁场向偶极形弛豫过程中离子分布函数的模拟结果 ,研究了磁尾来自电离层的O+,H+和He+离子的速度及能量随时间的变化 .主要结果为 :(1 )离子的加速及能量变化主要发生在磁场偶极化过程的中期 ,对应的地心距离位于- 1 2RE到 - 8RE 之间 ;(2 )垂直于磁场方向上离子加速及能量变化较快 ,平行方向上较慢 ;(3)轻离子较重离子加速及能量变化快 ,磁场偶极化终结 ,3种离子的能量均可增加 2 0 0倍左右 ;(4)初始能量较高时 ,离子加速及能量变化较快 ,离子最终获得的能量较大 .理论计算的磁尾离子能量在磁场偶极化过程终了可达 1 0 2 keV的量级 ,这与观测结果一致 . 相似文献
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本文利用试验粒子方法研究了在考虑等离子体湍动的情况下带电粒子在准垂直激波中的加速, 在计算中, 我们采用组合模型来拟合等离子体湍动. 计算结果表明, 在存在等离子体湍动的情况下, 粒子可横越背景磁场运动, 从而被激波反射的上游粒子在到达下游后可被等离子体湍动散射回到上游, 并再次被激波反射并加速, 这样的过程可重复很多次, 因而粒子可被加速到很高的能量. 我们还研究了激波角, 粒子的初始能量和等离子体湍动的强度, 以及相干长度和两种湍动组分强度比与加速粒子的能谱之间的关系. 相似文献
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采用动力学方程,对亚暴期间磁尾磁场向偶极形弛豫过程中离子分布函数的演化进行了模拟研究,主要结果为:(1)初始时刻分布函数为相对于速度呈指数下降的离子束,在随时间变化过程中,逐渐变为相对于速度(包括平行和垂直速度)的单峰结构,且单峰在速度空间的位置随时间的变化而向高速方向移动;(2)在速度空间中平行于磁场方向上单峰向高速方向移动得较慢,在垂直方向上移动得较快;(3)轻离子分布函数峰值的位置较重离子随时间的变化向高速方向移动较快。(4)初始能量较高时,离子分布函数的单峰位置向高速方向移动较快。(5)离子团在磁场偶极化过程中表现为一束地向流.本文还对上行离子受感应电场的加速进行了讨论. 相似文献
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太阳风的动量涨落将通过磁层边界在磁尾激发磁流体力学波。快磁声波携带扰动能量传到等离子体片中,发展为激波,或者通过激波的相互作用而耗散能量,使等离子体加热。等离子体片中的随机费米加速机制,使麦克斯韦分布尾巴部分的高能量粒子被加速到更高能。在宁静态时,加热、加速与耗散过程平衡。当太阳风的动量或者其涨落较大时,整个加热和加速过程加剧,更多的高能粒子产生,并从等离子体片中逃逸,形成高速的等离子体流注入近地轨道和极区,表现为磁层亚暴过程。利用这种机制,可以解释地球磁层亚暴的定性特征。 相似文献
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利用297个耀斑-行星际激波-地磁扰动事件,统计研究了耀斑-行星际激波等离子体结构与相应磁扰结构间的关系,新的发现是:当激波面后的磁场南、北分量不大时,激波等离子体结构决定着相应磁扰的基本结构形态,特别是等离子体热状态与相应磁扰的恢复相关系十分密切.由本文定义的激波能量传输指数--FS指数对相应地磁扰动能给出较好的描述.推论:除磁重联这类能量传输机制外,对于行星际磁场南、北分量较小时,还可能存在以等离子体过程为基础的决定磁扰变化结构的太阳风-磁层能量传输机制,应进一步研究. 相似文献