輻射帶擴(kuò)散過(guò)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(huì)對(duì)衛(wèi)星的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重危害，同時(shí)，輻射帶也是太陽(yáng)活動(dòng)與全球氣候變化的一個(gè)重要紐帶，所以針對(duì)輻射帶電子動(dòng)態(tài)變化的研究一直是空間物理領(lǐng)域的一個(gè)熱門(mén)方向。本論文關(guān)注輻射帶電子動(dòng)力學(xué)過(guò)程的三維模型的構(gòu)建，并將其運(yùn)用于一個(gè)具體事件，定量分析了各類(lèi)物理機(jī)制在這一事件中的相對(duì)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(kāi)發(fā)了一個(gè)

2、三維的擴(kuò)散程序以模擬輻射帶電子動(dòng)力學(xué)過(guò)程。這一程序可以保證即使在混合擴(kuò)散項(xiàng)存在的情況下求解結(jié)果依然不會(huì)出現(xiàn)負(fù)值。與大多數(shù)已經(jīng)開(kāi)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(dòng)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(lái)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(cè)試驗(yàn)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(hào)地磁暴事件中的電子通量快速增長(zhǎng)現(xiàn)象，這也是一個(gè)GEM Focus Group列出的挑戰(zhàn)事件。在模擬中，我們使用了一個(gè)基于本次事件的全球合聲波模型，一個(gè)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(jì)模型，以及一個(gè)新發(fā)表的基于Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms (THEMIS)衛(wèi)星統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的徑向擴(kuò)散模型。我