輻射帶擴(kuò)散過程的三維層方法模擬.pdf

1、地球電子外輻射帶的變化非常劇烈和復(fù)雜，尤其是地磁暴期間。外輻射帶中的高能粒子可能會對衛(wèi)星的正常運行造成嚴(yán)重危害，同時，輻射帶也是太陽活動與全球氣候變化的一個重要紐帶，所以針對輻射帶電子動態(tài)變化的研究一直是空間物理領(lǐng)域的一個熱門方向。本論文關(guān)注輻射帶電子動力學(xué)過程的三維模型的構(gòu)建，并將其運用于一個具體事件，定量分析了各類物理機(jī)制在這一事件中的相對作用。
　　使用最新發(fā)表的layer method方法，我們將其推廣到三維，并開發(fā)了一個

2、三維的擴(kuò)散程序以模擬輻射帶電子動力學(xué)過程。這一程序可以保證即使在混合擴(kuò)散項存在的情況下求解結(jié)果依然不會出現(xiàn)負(fù)值。與大多數(shù)已經(jīng)開發(fā)出的程序不同，我們的三維程序可以直接在赤道投擲角(α0)、動量(p)、磁殼數(shù)(L shell)上進(jìn)行求解，而不需要在（α0，p）坐標(biāo)系和絕熱不變量坐標(biāo)系之間進(jìn)行來回插值轉(zhuǎn)換。直接使用（α0，p，L）坐標(biāo)系也可以方便模擬結(jié)果與衛(wèi)星數(shù)據(jù)的比較。我們使用不同的數(shù)值測試驗證了程序的正確性。我們將三維layer meth

3、od程序用于模擬2013年3月17號地磁暴事件中的電子通量快速增長現(xiàn)象，這也是一個GEM Focus Group列出的挑戰(zhàn)事件。在模擬中，我們使用了一個基于本次事件的全球合聲波模型，一個與地磁AL指數(shù)相關(guān)的等離子體層嘶聲波的最新統(tǒng)計模型，以及一個新發(fā)表的基于Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms (THEMIS)衛(wèi)星統(tǒng)計數(shù)據(jù)的徑向擴(kuò)散模型。我