国家自然科学基金(40774100)
- 作品数：7 被引量：34H指数：4
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- 电离层人工调制激发的下行ELF/VLF波辐射被引量：7
- 2011年
- 通过大功率ELF/VLF凋幅高频波对电离层进行加热,形成电离层虚拟天线,可以作为发射ELF/VLF波的一种有效手段.本文使用汪枫(2009)的调制加热模型,计算高频加热电离层产生的低频辐射源强度,采用全波解算法分析辐射的低频波向下传播过程中的衰减和反射问题,并采用HAARP实验参数,模拟出在海面上接收到的低频信号强度为PT量级,与实验数据一致.模拟结果表明,加热泵波功率、低频调制波频率、以及加热纬度位置是影响ELF/VLF波辐射和传播的三个主要因素.
- 常珊珊赵正予汪枫
- 低纬电离层人工调制所激发的ELF波射线追踪被引量：3
- 2012年
- 通过大功率极低频(ELF)/甚低频(VLF)高频调幅波能有效地扰动低电离层电流,形成等效的ELF/VLF电离层虚拟天线,辐射ELF/VLF波,所辐射出的低频信号能够传播进入到磁层,对其传播特性的研究对于理解辐射带高能电子沉降具有重要意义.本文基于磁层射线追踪理论,通过数值模拟得到在低纬地区所激发出的ELF波在磁层中的射线路径,并对其特征进行分析.数值模拟结果表明,从低纬激发的ELF波在南北半球来回弹跳,并逐渐传播到更远处,对于不同频率的ELF波,频率越高,传播距离越近,频率越低,传播距离越远,在传播过程中,ELF波会逐渐倾向于在一个固定的磁层区域附近来回反射,在此过程中波法向角也逐渐变为90°,射线方向倾向于沿着背景磁场方向传播.
- 汪枫赵正予常珊珊倪彬彬顾旭东
- 关键词：射线追踪低纬地区
- 场向传播的内磁层哨声波对辐射带高能电子的共振扩散被引量：4
- 2008年
- 基于高斯分布的哨声波谱密度分布、偶极子背景磁场模型以及建立在卫星观测数据基础上的半经验电子密度纬度分布模型,对于等离子体层顶以外区域(4≤L≤7),计算了准线性当地及弹跳平均电子共振扩散系数,并估算了与磁层哨声波回旋共振导致的辐射带电子损失及加速时间尺度.结果表明,波粒共振相互作用区域取决于电子能量、波谱分布、电子赤道抛射角以及当地电子密度及背景磁场.哨声波共振频率除了与以上5个参量有关外,还与地磁纬度有关.赤道哨声波主要影响较低能量辐射带电子的加速,中高纬度哨声波主要作用于较高能量辐射带电子的沉降损失.对于较低能量(约200keV)的辐射带电子,磁层哨声波可以在几个小时内使之沉降,对于较高能量(约1MeV)的电子,则需要一到数天;对低能量(约200keV)电子的加热可以在数小时内完成,回旋加速较高能量(约1MeV)电子一般则需要3—4d.电子密度分布的改变能够明显影响电子共振损失时间尺度,但是对电子共振加速时间尺度的作用很小.随着电子密度增强幅度随纬度的上升而增大,电子共振损失时间尺度会随之增大,但是电子共振加速时间尺度基本上不变化.另外,哨声波幅度及频谱随L及纬度的分布也显著影响它对辐射带电子的共振扩散效果,这些作用一般要大于电子密度分布变化带来的影响.
- 倪彬彬赵正予顾旭东汪枫
- 关键词：哨声波
- 低纬地区电离层电流的人工调制数值模拟被引量：15
- 2009年
- 利用高频泵波能对低电离层进行有效的人工扰动.采用ELF/VLF调幅高频电波对电离层进行加热,电子温度会随着调制频率振荡,并引起电导率周期性变化,从而使加热区内电离层电流周期性变化,形成等效的ELF/VLF电离层虚拟天线,辐射调制频率范围内的无线电波.早期的电离层人工调制研究主要集中在高纬和极区,本文讨论低纬地区电离层人工调制的可能性.本文的理论研究和数值模拟结果表明,低纬地区低电离层电导率在周期性加热的条件下能有效地被调制,使加热区域形成ELF/VLF波的电流辐射源,并分析了不同加热参数和入射条件对调制效果的影响.
- 汪枫赵正予张援农
- 关键词：低纬地区数值模拟
- 高空核爆炸形成人工辐射带的数值模拟被引量：5
- 2009年
- 基于Stmer关于带电粒子在地球磁场中运动的理论模型,分析得出高能电子在地球周围的运动区域.结合高空核爆形成放射性烟云的经验模型,推断高空核爆在地球周围形成人工辐射带的基本区域.进而利用高空核爆裂变特性和辐射带中高能粒子的分布特性,计算得到高空核爆形成人工辐射带的电子密度通量,并对高空核爆激发的人工辐射带特征与核爆炸的爆点纬度、高度及当量之间的关系作了初步的定量分析.数值模拟结果表明,在一定的条件下,0.1—1MtTNT当量的高空核爆,预计在地球周围可形成电子通量密度比自然辐射带高3—4个量级的人工辐射带.形成的人工辐射带中心位置主要受核爆爆点地磁纬度的影响,核爆的爆高和核爆的当量则对人工辐射带的厚度及其中高能电子的通量密度有一定的影响.
- 顾旭东赵正予倪彬彬汪枫
- 关键词：人工辐射带
- 地基高频加热激励ELF/VLF波对辐射带高能电子的准线性散射被引量：6
- 2008年
- 地球内、外辐射带电子通量的变化对于空间飞行器,尤其是中低轨卫星的防护有着非常重要的影响.基于回旋共振波粒相互作用的准线性理论,使用地基高频发射器发射电波调制低电离层背景电流可以人工激励ELF/VLF波,这些波能使辐射带相对论电子发生抛射角散射沉降进入大气层从而降低其生存期.为了定量地分析人工激励ELF/VLF波散射辐射带高能粒子的可行性,针对内、外辐射带,本文选取了两个典型区域:L=4.6和L=1.5.数值计算结果表明,在内、外辐射带由于ELF/VLF波的人工注入而造成的高能电子损失时间尺度很大程度上取决于冷等离子体参量α*(∝B2/N0,这里B是背景磁场,N0是电子数密度)、电波频谱特性和功率,以及与波发生回旋共振的电子能量.一般来讲,在外辐射带人工ELF/VLF哨声波散射相对论电子使之沉降到大气层要容易得多;低能量的高能电子(200 keV)要比高能量的相对论电子(500 keV)更有效地通过抛射角散射进入大气层.考虑到高频电波加热电离层激励的ELF/VLF波可能会被捕获在磁层空腔中,来回反射从而得到增强,因此在适当的条件下,地基高频加热装置发射足够的电波功率进入电离层诱导大幅度ELF/VLF波注入到内磁层,能够在1至3天的时间尺度内快速散射外辐射带相对论电子使之沉降,也能够在10天量级的时间尺度里散射生存周期一般为100天甚至更长的内辐射带相对论电子.
- 顾旭东赵正予倪彬彬王翔邓峰
- 地球辐射带能量电子通量在不同地磁活动下的统计分析
- 2011年
- 利用大约15个月的CRRES卫星MEA能量电子观测数据,分别在地磁活动平静(0≤Kp<3)、中等(3≤Kp≤6)及强烈(6
- 顾旭东赵正予项薇周晨汪枫
- 关键词：地磁活动统计分析
