学术讲座公告---地球内磁层中的合声波及其对辐射带相对论电子的作用

  • 发布时间:[2019-09-17] 来源:[学院] 点击量:[510]

报告时间:2019年9月23日(周一)上午10:00
报告地点:澳门太阳城赌城303会议室
报告题目:地球内磁层中的合声波及其对辐射带相对论电子的作用
报告人:王德栋  德国波茨坦亥姆霍兹地学研究中心 博士后

报告摘要:
       
地球内磁层(卫星同步轨道以内)中的合声波对地球辐射带中的相对论电子的动态演化起着非常重要的作用。通过波粒相互作用,合声波可以加速电子从而使辐射带中的高能电子通量增加,也可以通过投掷角散射使得能量电子沉降损失进入大气层。那么,合声波对能量电子的总的净作用是什么?是导致相对论电子通量的增加还是减少?答案取决于粒子的能量以及合声波在不同地磁条件下在空间中的分布特征。为了量化地回答这个问题,理解不同机制的竞争,我们需要对辐射带的高能粒子动态演化进行数值模拟并且将模拟结果与卫星观测进行对比。
       为了通过辐射带模拟理解合声波的作用,首先需要建立一个内磁层中合声波的模型,知道合声波在不同地磁条件下在不同空间位置的强度分布。通过分析辐射带探针卫星五年多的数据,利用机器学习和线性回归的方法,我们建立了一个内磁层中合声波的空间分布随着地磁条件演化的模型 (Wang et al., 2019a). 同时正在利用机器学习(神经网络)的方法建立一个由太阳风参数驱动的合声波模型。但是由于辐射带探针卫星的轨道限制,该模型的最高纬度值被限制在二十度。而纬度更高的合声波合声波可以对辐射带高能电子的沉降起到关键的作用。为了研究合声波在高纬度的分布,结合其他高纬度卫星的观测结果是一种可能的方法,但也面临着很多问题和挑战。参照其他高纬度卫星的观测结果,通过数值模拟以及与卫星观测结果的比较,我们揭示了高纬度的合声波对于调节合声波对高能粒子的加速和沉降平衡起着关键的作用 (Wang and Shprits, 2019)。因此,量化研究高纬度的合声波成为地球乃至行星辐射带研究的一个重要任务。
       在地球辐射带的数值模拟过程中,我们也研究了等离子体边界(磁层顶和等离子体层顶)对辐射带中相对论粒子动态演化的决定性作用(Wang et al., 2019b),在本报告中一并讨论。最后,报告将进一步指出一些有趣的开放性问题期待与大家合作研究解决。

报告人简介:
      
王德栋,1986年8月出生于山西省晋中市祁县。2005年进入武汉大学物理学专业学习。2009年进入武汉大学空间物理系空间数据与计算中心进行硕博连读,研究方向为地球弓激波,磁场重联,湍流,内磁层中的波动以及波粒相互作用。2014年12月获得空间物理学博士学位,之后在武大从事两年博士后工作,主要研究电磁离子回旋波的空间分布和激发机制。2017年进入德国亥姆霍兹地学研究中心从事辐射带建模工作。发表相关SCI论文50余篇,担任JGR, GRL,以及EPP杂志审稿人。曾获得第三届全球华人空间天气会议优秀青年论文奖,以及2015年中国地球物理年会优秀青年论文奖。曾主持国家自然科学基金青年项目“内磁层中的电磁离子回旋波”。AOGS,EGU磁层电离层耦合session召集人。

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