Zong_SP_2_iono_magnetosphere-1磁层与空间辐射.ppt

* * * * * Electrons bury themselves in the insulator， * * * REEVES et al, 2009 空间环境危害与带电粒子能量及类型的关系 空间环境危害 表面带电 表面剂量 表面剂量 深层充电 单粒子效应 核辐射激发 总剂量 位移损伤 粒子种类 粒子动力学时间尺度 高能电子: 深层充电效应 3.大量电子泄漏撞击绝缘体 2.次级电子泄漏出绝缘体 1. 高能电子撞击绝缘体 4.次级电子增加的速度大于泄漏出绝缘体的速度 off 5.放电火花击穿 或损坏元器件l 深层充电效应 1 MeV e- 空间环境如何影响空间飞行器 CCD成像模糊 之前 之后 辐射造成太阳能电池功率下降 单粒子事件微电子器件：反转，造成死锁 卫星本体变成 有辐射性 太阳能电池板 的弧形放电 由于辐射剂量的升高，电子元器件的加速老化 由于辐射剂量的升高，卫星表面的老化 卫星本体的电磁脉冲放电 Probability of discharges goes up dramatically with increasing electron fluence. 深层充电引起的卫星异常 Vampola (1977) 深层放电效应 电子日流量 可能性 In contrast, recent analysis indicates that disturbance intensities of 2000 nT/min （33.3nT/s） or greater have occurred before and are therefore possible again and as a result pose the possibility of large-scale impacts to these infrastructures. 磁暴影响电线网路系统 白天最高气温：1.6度 夜晚：-6.7度 50万靠电供热 “The cascading of events was much too fast for human operators to react！” * 在如此强的地磁活动条件下（ Dst = -1760nT ）， 处于磁层的大多数或绝大多数卫星 （见下表，摘自J. Green, 2008）， 将会遇到相当程度的破坏，直接经济损失可能高达2300亿美元左右,而包括地面总的损失可能超过10万亿美元（美国科学院报告，2008）。 卫星位置 商业卫星 军事卫星 科学卫星 总计 低轨（LEO） 273 94 70 437 中轨（MEO） 19 101 12 132 同步（GEO） 308 51 8 367 总计: 600 245 91 936 总计 (到Dec, 2004的卫星数据) …… …~ 936 颗卫星 卫星总费用（硬件和发射） … 。。。。 ~ $ 2300 亿美元 同步轨道商业卫星的年收入… … …。…. $ 870 亿美元 低轨和中轨商业卫星的年收入… ..。。 . $ 100 亿美元 全球卫星工业的年收入 ……。。.. $ 2250 亿美元 经济损伤估计 磁层物理两个最基本问题 （1）磁力线重联 （2）波-粒相互作用 磁层物理基本问题（1）磁力线重联 磁层物理问题（1）磁力线重联 磁场能量的释放： 磁层物理问题（2）波-粒相互作用 带电粒子在地磁场中的运动形态 回旋 弹跳 漂移 磁层物理问题（2）波-粒相互作用 共振现象 schumann resonance 磁层物理问题（2）波-粒相互作用 共振现象 本节复习思考题 辐射带是怎样形成的？ 什么是共振现象？举例说明你所知道的共振现象 什么叫磁暴？什么叫亚暴？ 本节复习思考题 电离层的基本知识：电离层分层结构、电离层不规则性、电离层骚扰、电离层暴、电磁波在电离层中的传播特性 为什么极光主要出现在高磁纬地区？ 辐射带是怎样形成的？ 什么叫磁暴？什么叫亚暴？ 磁暴的效应 * * * * * * * * * * * * * * * * The image above shows the shock wave in front of a blunt object (moving