极光场线上上行氧离子(O+)束驱动的静电离子迥旋波和离子声波不稳定性

本文研究了由背景热电子、背景冷质子(H+)和强各向异性氧离子(O+)束组成的模型等离子体中静电O+迴旋波和离子声波不稳定性.结果表明,低频(|ω|<σ_p,σ_p表示质子迴旋频率)静电O+迴旋波和离子声波可以由极光场线上上行O+束来激发.上行O+束可能是极光场线上低频静电不稳定性一个重要的自由能源.      

参量激励过程中三波耦合的一般色散关系(Ⅱ)一般色散关系以及泵场阈值和增长率

本文讨论了各向同性的均匀有耗电离层背景下激励参量不稳定性的三波耦合过程．首先推导有耗情况下参量激励过程中的一般色散关系,然后针对文献得出的两种频率和波矢匹配条件计算激励参量不稳定性所需要的泵波阈值场强和受激励的等离子体波的增长率．结果表明,过密加热时泵场阈值与电子碰撞频率和离子碰撞频率的乘积成正比,不同于以前的一些理论模型得到的泵场阈值与碰撞频率的一次方成正比的结论;欠密加热比过密加热需要能量更高的高频泵波来激励参量不稳定性．     

无碰撞电流片哨声波不稳定性

通过数值求解文献[4]中物理模型A得到的一般形式的色散关系,讨论了无碰撞电流片低频波不稳定性问题.结果表明,哨声波能被无碰撞电流片直接激发.在中性片上(z/di=0),在较宽的波数范围内,斜哨声波是可以传播的,但它基本上是稳定的.在离子惯性区内(z/di<1,电子惯性区外),斜传播的哨声波是不稳定的.在离子惯性区边缘(z/di=1),斜传播的哨声波仍然是不稳定的,增长率更大,不稳定的波频率范围更高.此外,朝向中性片方向传播(kzdi<0)的哨声波比离开中性片方向传播(kzdi>0)的哨声波有更大的增长率.     

大功率高频无线电波对赤道E区双流不稳定性的影响--PIC静电粒子模拟研究

地面入射的大功率高频无线电波(泵波)和电离层等离子体之间的参数相互作用，能够引起静电波的激发，在一定条件下，产生不稳定性．本文用PIC静电粒子模拟方法，研究泵波与赤道电离层E区等离子体的相互作用．研究结果表明，泵波能够控制双流不稳定性的发生，在不同条件下，泵波对双流不稳定性起着稳定与不稳作用，模拟结果定性地与理论研究结果相符合，这为我们对不规则体产生的地面人工控制提供了依据．     

有限β等离子体中密度和磁场不均匀驱动的动理学Alfven波

在分析有限β等离子体中的密度、磁场不均匀引起的漂移波不稳定性的基础上，剖析了漂移波不稳定性对动理学Alfven波激发的作用．动理学理论能正确地处理有限拉莫半径效应和波粒共振相互作用，本文根据带电粒子在电磁场中的运动特性，采用Vlasov方程描述离子运动，运用漂移动理学方程对电子运动进行描述．密度不均匀和磁场不均匀对产生漂移不稳定性的对比分析表明：在有限β等离子体中，密度不均匀比磁场不均匀更易激发漂移不稳定性，且密度不均匀激发漂移不稳定性中的能量转换和转移更为强烈．这种能量的转换为动理学Alfven波的激发提供了物理基础．所得数值解表明：动理学Alfven波在磁层中能广泛地被激发产生，特别是在磁层空间的极尖区、磁层顶和等离子体片边界层等具有明显的不均匀性区域中更容易被激发产生．本文的研究结果进一步表明动理学Alfven波对磁层空间中能量传输具有重要作用．     

BGK模离子声波的实验研究

文中实验研究证实了BGK模离子声波的存在.用连续波和调制脉冲波两种方法研究了由慢电子漂移引起的增长离子声波不稳定性.同时首次测量了激发BGK模离子声波的条件.得到的结果与理论预言是一致的.      

在静电离子迴旋波中电子分布的演化及不稳定性分析

静电离子迴旋波可以导致异常电阻及平行电场的出现.本文分析了电子分布函数在这种波场及平行电场中的演化.结果表明, 电子分布可分成捕获和逃逸两部分.双流不稳定性的发展使逃逸部分变平, 形成具有长而平的尾巴的分布函数.后者在一定速度空间范围内对异常迴旋共振是不稳定的, 结果导致电子的热化和投掷角扩散, 使电子损失掉平行方向的能量, 形成尾部隆起的分布特征, 导致新的不稳定性的出现, 使隆起的部分基本拉平.此后虽然有少部分电子仍可能被加速, 但要慢得多, 且边加速边被热化.      

部分球壳分布离子流激发的电磁不稳定性

在离子环束流和低频电磁波相互作用的过程中廓了环束流将演化成具有投掷角展宽的部分球壳速度分布离子流,其投掷角展宽随时间增大,低频右旋电磁不稳定性增长率峰值,总的说来也逐渐增大,并向高频短波方向移动,与此相反,低频左旋电磁不稳定性增长率峰值,当投掷 角展宽等于０时,大于右旋不稳定性峰值,但随着投掷角展宽增加而迅速低于右 性增长率峰值,并向工波方向移动。     

电离层中SEE现象的静电粒子模拟

利用网格粒子云（PIC）模型。在一定条件下，对电离层加热实验中静电波的激发和参量不稳定性的产生，作一维静电粒子模拟，模拟结果表明，SEE的特征与加热泵波频率ω0和电子回旋频率nωce之间的比值有关。入射泵波的电场与地磁场之间的夹角也是影响SEE的一个因素。     

磁层顶旋转间断的稳定性

本文应用三层模式和ISEE卫星观测资料,讨论了磁层顶旋转间断的稳定性。结果表明:(1)在磁层顶旋转间断中可以激发一种不稳定性。随着波数k增大,不稳定性增长率也将增加。(2)当行星际磁场为北向时,磁层顶旋转间断是稳定的;当行星际磁场逐渐变为南向时,不稳定性增长率将迅速增加。(3)当太阳风速度较大时,不稳定性增长率相应地也较大。(4)当行星际磁场为南向时,随着行星际磁场与磁层顶切平面交角的增大,不稳定性的增长率也迅速增加。      

磁化等离子体中斜传播的离子孤波

近几年卫星空间电场测量经常证认出局地非线性离子静电波,它们可能与极光粒子加速有直接关系。这些静电波被认为或者是离子声波模的演化,或者是静电离子逥旋波模的演化结果。本文研究了磁场中斜传播小振幅离子非线性波的演化,得到非线性Schrodinger方程。结果表明离子声孤波和离子迴旋孤波都是可能的。计算结果与卫星S(3-3)电场测量比较,可以很好说明部分测量结果。      

Injection of 40-kHz-modulated electron beam from the satellite: II. Excitation of electrostatic and whistler waves

Beam-plasma interaction effects are studied during the active space experiment with electron and Xe-ion beam injections in an ionospheric plasma. Permanent 40-kHz-modulated electron beam injection occurs simultaneously with a xenon-ion beam injected by the Hall-type plasma thruster operating in a square-pulse mode (100/50 s for a job/pause duration). The unusual behavior of the background charged particle fluxes and wave activity stimulated during the beam-plasma interaction have been registered by the scientific instruments onboard Intercosmos-25 station (IK-25) and Magion-3 subsatellite. The longitudinal and electromagnetic wave instabilities and their mutual relationship are considered in order to explain the observed effects. The excitation of electrostatic waves by the electron injection has been considered for different resonance conditions near the linear stability boundary. Beam-driven electromagnetic instability is responsible for the backward-propagating whistler waves excited via cyclotron resonance. Competition of these two beam instabilities is one of the subjects of the present study.     

磁层哨声波的丝化不稳定性

本文分析了磁层内哨声波的丝化不稳定性,并计算了增长率.结果表明,对于L(?)4和电场强度约1mV/m的哨声波最大增长率约0.13/1000km,对应最大增长率的横向波长约400km(赤道位置).并进而指出,这种丝化不稳定性有可能是多路径哨声形成的一种非线性机制.      

The role of nonlocalities in magnetosphere-ionosphere coupling processes

Microinstabilities are believed to play a crucial role in the physics of Magnetosphere-Ionosphere coupling. The current driven ion cyclotron instability is a very important microinstability in this respect. We give a nonlocal formalism for studying the ion cyclotron instability in a more realistic magnetospheric environment than is available in the widely used local theory. This formalism includes the magnetic shear produced self-consistently by the field aligned currents and the finite extent of such currents. Significant departures from the local theory are noted.     

磁层顶的简化模型和低杂漂移不稳定性

本文从简化的李-甘分布函数出发讨论了磁层顶中的低杂漂移不稳定性,并与漂移麦氏分布算得的结果作了比较.用电流弛豫方法求得了饱和电场扰动的振幅,这振幅与观测值5mV/m相一致.      

Analysis of the turbulence observed in the outer cusp turbulent boundary layer

One of the prominent features of the cusp Turbulent Boundary Layer (TBL) is a persistent low frequency electromagnetic turbulence that extends from <1Hz up to the electron cyclotron frequency, accompanied by what appears to be purely electrostatic noise above this frequency range. The Plasma Wave Instrument onboard Polar obtained plasma wave measurements in the cusp TBL in the form of waveform captures simultaneously from 6 different sensors (3 each orthogonal electric and magnetic) in the frequency range 1 Hz up to 25 kHz. This allowed us to directly calculate the phase velocity from the measured ratio of |dE| to |dB| and compare it to theoretical values for various modes. Using this technique, we have gained some insight into the mode of the electromagnetic turbulence that extends in frequency from 1 Hz up to the electron cyclotron frequency (several hundred Hz to a few kHz) in the TBL. The whistler and kinetic Alfvén wave modes are discussed as the possible modes of this turbulence. By analyzing the high time resolution waveforms, we isolate and identify some of these modes. The electrostatic turbulence above the electron cyclotron frequency is associated with pulses and quasi-sinusoidal waveforms observed in the measured time series. These do not fit any known mode, although work is continuing in this area to show that some of them may be associated with electron holes or with downshifted Langmuir waves produced through a two-stream instability.