2018研究生空间天气课件 辐射带.pptxVIP

辐射带空间天气影响综述;表面磁场强度的等值线,红色符号显示了TOPEX和Terra宇宙飞船在哪里发生了重大的操作异常。TOPEX(美国/法国海洋表面地形任务卫星)和Terra(705公里高度的地球观测旗舰系统);显示航天器异常机制的原理图：

(A)单事件离子效应；

(B)高能电子引起的深层介质充电；

(C)低能到中能电子的表面充电。;辐射带形态及发展趋势;E≥1MeV电子进入低L区，甚至进入内层。;万圣节磁暴将1.5和3MeV电子从槽区(2L3)输送到内部区域;2015年6月磁暴期间MagEIS观测到赤道面1.06MeV电子通量注入/输运到内层;E800keV电子可以在风暴期间被注入到低L值并进入内部辐射区。能量越低，这种向最低L值的注入就越常见。;平静时：L~2处存在峰值;槽区电子

区域2≤L≤3被称为电子槽区。它是外辐射区与内辐射带之间的过渡区。槽区的通量水平与时间高度相关，空间结构与能量密切相关。

电子寿命与能量有关，主要损失是波的投掷角散射。在等离子体层内部，电子的Hiss波散射是主要的损耗机制，导致注入槽区的高能电子(0.2-1.5MeV)衰减相当快。;无论是什么机制，几个MeV电子的高通量很少存在于槽区和内带深处，这意味着在整个内带，内部充电和高穿透辐射剂量的威胁几乎是最小的。

如图所示，（1）需要很大的风暴才能使得MeV电子通量的峰值处于L3。（2）最大MeV通量的L与等离子体顶位置之间存在联系。因此，大磁暴时，MeV电子的高通量将填充槽区的外缘，造成轨道卫星深层的电介质充电。;内带和槽区质子;外带电子;当E～3MeV电子的计数率达到或超过7次/秒时，在地球静止轨道(地球同步轨道)运行航天器上观测到STARTRACKER的异常事件（垂直箭头）。;在迅速向内注入或扩散相对论电子的遇到一个几乎“不可穿透”的屏障是范艾伦探测器时代最意想不到的发现之一！;辐射带加速、运输和损失;径向扩散;亚暴的角色;如果强增强事件不能用地磁暴的强度或仅用太阳风速度来预测，那么是什么决定了一个有效的加速事件呢？;亚暴驱动的能量引入环电流区域，从而驱动相对论性电子的增强。电子加速度可以通过VLFChorus的相互作用来实现。

不同能量电子通量的增加存在延???;9月13日至22日是一个中等地磁暴，其特点是长期北向的IMF，显示相对论电子的强烈耗竭;波-粒相互作用(线性，非线性);VLFChorus的局地加速

新的观测相当多地揭示了这些局部加速的必要性。特别是，最近的VanAllen探针观测表明，种子电子向MeV能量的加速(1小时)与(亚暴)向内磁层注入的10~keV到100~keV电子以及随后增强的内磁层chorus波有关。

快速非线性相互作用过程在局部加速过程中起着重要作用。

非线性加速过程很可能是相对论电子局部加速度的一个重要部分，所涉及的非常迅速的时间尺度为这些能量的空间天气效应设定了一个比先前假设的更快的最小时间尺度。

;VanAllen探测数据中观察到了电子蝴蝶分布的产生，这与磁声波朗道共振引起的平行加速度有关;激波加速;太阳风驱动;以往的研究大多只研究了辐射带电子通量与太阳风和地磁参数之间的相关性。然而，这些研究在统计分析中不能排除绝热效应的影响。

Zhao等人利用范艾伦探测器数据，研究了辐射带电子PSD与太阳风参数/地磁指数的关系。;损失机制;EMIC损失高能电子;辐射带域内磁层区域的耦合;;与等离子体层顶位置在磁暴期间的位置有关;与电离层耦合;冷等离子体的重新分配;radiallyoutwardelectricfields;加速;中高层大气耦合;利用基于卫星的OH观测对RBE的中间层直接影响进行了量化.在55度至72度之间的地磁纬度上，基于卫星的RBE通量测量与中间层OH浓度之间存在着明确而可靠的联系，强烈的RBE显着地增加了夜间OH。;由于RBE驱动的HOx增强，中间层臭氧可减少~几十%。;利用VandeKamp等人提出的模型计算了RBE引起的年平均、纬向平均的中间层电离率。