内辐射带高能质子对磁暴响应的统计研究

作者：何兆海; 徐寄遥; 王赤; 戴磊; 陈涛; Ilan Roth

来源：地球物理学报, 2023, 66(02): 455-471.

DOI：10.6038/cjg2022Q0214

• 内辐射带
• 高能质子
• 完全绝热效应

范艾伦卫星-A观测表明内辐射带高能质子通量在磁暴主相期间显著下降，在恢复相时与地磁SYM-H指数同步恢复.磁暴期间内辐射带高能质子通量变化对磁场变化的响应是绝热的吗?基于刘维尔定理和第一和第三绝热不变量守恒，定量地评估了高能质子在内辐射带中的完全绝热效应.两个事件研究表明，理论计算的绝热效应导致的高能质子通量变化与范艾伦卫星观测结果吻合良好.本文进而对2013—2016年期间发生的67次磁暴事件进行了统计研究.结果发现磁暴主相和恢复相期间，内辐射带高能质子通量变化的90%贡献是完全绝热效应.相空间密度的调查结果也支持这一结论.最后通过对比研究磁暴前后高能质子通量的变化，我们发现大部分磁暴(56/67)期间，绝热效应能解释内辐射带高能质子通量的变化；另外11次磁暴事件中非绝热效应可能起着重要作用.

• 单位
  空间天气学国家重点实验室; 中国科学院国家空间科学中心; 中国科学院大学