等离子体层嘶声散射辐射带电子的损失时间尺度建模研究

作者：王敬之; 马新; 项正; 倪彬彬^*

来源：地球物理学报, 2023, 66(10): 3999-4008.

• 波粒相互作用
• 辐射带电子
• 等离子体嘶声
• 损失时间尺度
• 拟合模型

等离子体层嘶声(Plasmaspheric hiss)是地球辐射带中的一种常见哨声模波动，主要存在于等离子体层中.嘶声波可以通过回旋共振散射辐射带电子，在辐射带槽区的形成过程和反转能谱的演化过程中具有重要作用.因此，在辐射带动态建模中需要考虑嘶声波的作用，常用的方法是在辐射带电子扩散方程中加入嘶声波导致的损失项，用损失时间尺度(loss timescale)代表电子损失的快慢.本文基于等离子体层嘶声对辐射带电子的投掷角散射系数模型计算了嘶声波导致辐射带电子损失的时间尺度.建立了包含L(范围为3～6)、冷等离子体参数α*(范围为3～30)以及电子能量(范围为1 keV～10 MeV)的电子损失时间尺度参数化模型.基于该模型，可以快速计算电子在嘶声波散射效应下的损失时间尺度.通过与卫星实际观测的电子损失时间尺度对比，验证了本文建立的嘶声波损失时间尺度模型的合理性，可为实现辐射带的快速建模提供有利支持.

• 单位
  武汉大学