源粒子动量分布对激波中费米加速的影响

在不同源粒子动量分布和不同参数的情况下,本文计算了受到激波费米加速的荷电粒子的随时间演化的能谱.计算结果表明:不论源粒子的动量分布如何,当时间足够长时,被加速粒子的能谱的高能部分为幂律谱;但是,被加速粒子的能谱的时间演化过程,则与源粒子的动量分布有关.所以,在短暂的激波过程中,用一个谱指数不变的幂律谱表示被加速粒子能谱的通常做法是不合适的.      

太阳宇宙线在电离层D层中的电离

本文根据带电粒子对D层大气电离的理论,导出了太阳宇宙线在D层的电子产生率Q(h)的表达式,并计算了不同级别的太阳宇宙线事件、不同能谱参数下,Q(h)在极区随高度的分布。结果表明,不同级别、不同能谱的太阳宇宙线事件在极区产生的电离有显著的差别。同一级别,能谱指数γ越大,在较高的高度上电子产生率越大;能谱指数越小,在较低的高度上电子产生率越大。电子产生率的分布曲线出现明显的双峰,一个峰位于60公里左右,另一个峰位于85公里左右。前一个峰主要由太阳宇宙线中质子产生的,后一个峰主要是z≥2的重粒子成分产生的。本文所得结果明显好于Velinov等人的结果。      

基于GPS的广州地区电离层闪烁谱分析

利用广州站GPS电离层闪烁监测仪2014和2015年的观测数据,从150例典型闪烁事件中提取出4820例闪烁谱和闪烁谱指数,分析发现广州地区闪烁对应单幂律谱和双幂律谱两大典型闪烁谱.这些闪烁谱可以细分为5类,初步分析了这5类闪烁谱的特征和产生原因.通过统计分析发现,谱指数分布在0.63~9.57,平均谱指数为3.86,78.5%以上的谱指数分布在0~6,83.4%中弱闪烁强度的谱指数值分布在0~7,89.27%的强闪烁强度的谱指数分布在5~10,谱指数随闪烁强度的增强有上升趋势.      

太阳纯电子事件和质子-电子事件的电子能谱的机制

本文计算、分析了太阳耀斑加速电子在日冕中传输时激发的等离子体尾场的效应,认为耀斑电子的高能成份激发的尾场,能够加速低能耀斑电子,低能耀斑电子的能量增值可达几十keV至上百keV,这种尾场加速将软化约100keV以下的能量范围内(探测阈之上)的耀斑电子能谱。结合考虑尾场效应,本文提出了太阳耀斑加速电子从加速区到形成电子事件之间的能谱演化模式,说明了太阳纯电子事件的双幂律电子能谱和太阳质子-电子事件的单幂律电子能谱的形成,认为两类事件的电子能谱差异为耀斑电子日冕传输中不同程度的尾场效应所致,前者尾场效应弱,电子能谱呈双幂律,后者尾场效应较强,电子能谱为单幂律谱。      

太阳质子事件的传播改正

应用太阳质子在行星际空间各向异性扩散传播模型,从质子事件的上升时间定出等效扩散系数,并用来对19周的太阳质子(Ep>100MeV)强度J进行传播改正并与太阳3～10kMHz射电爆发流量F进行相关统计。结果表明经传播改正后两者相关性显著提高,两者关系近似为:J=3.76×10~(-5)F~(2·00)     

太阳宇宙线源物质的高色球层模式和重离子丰度过量机制的探讨

本文利用太阳能量粒子事件中重离子平均丰度过量的资料,计算得到太阳能量粒子源物质的温度,提出了描述太阳宇宙线能量粒子源物质的新模式——高色球层模式;太阳耀斑观测确定,太阳宇宙线耀斑的加速区一般最可能出现在低日冕甚至高达几万公里的高度,从而,太阳宇宙线的源和加速区通常不位于同一区域;进而提出了描述太阳能量粒子事件中重离子丰度过量的可能机制——其源物质是通过太阳黑子的冻结型无力场从高色球层输送到活动区,形成耀斑前加速区内重离子丰度大和耀斑后宇宙线中重元素丰度的过量.      

大气中子实时计算模式

为实时评估0~100km高度范围内的大气中子全球分布,对宇宙线在地磁场和大气中的传输过程进行了分析.利用蒙特卡罗方法工具包Geant4,预先计算不同能量的粒子在大气层中产生的次级粒子能谱分布,形成大气次级粒子数据库,并与相关模型进行对比,验证了该数据库的有效性和可靠性.以实测或预报的空间环境参数作为输入,计算同步轨道银河宇宙线和太阳质子事件能谱以及100km高度上的地磁垂直截止刚度,最终得到大气层顶上的粒子能谱.通过对大气次级粒子数据库的线性插值,实现1h分辨率的大气中子能谱和辐射剂量全球分布的实时计算.      

从射电频谱指数的变化推求非热粒子能谱指数的变化

本文提出了一种由射电爆发的频谱指数α去推求电子能谱指数δ的方法;并对质子事件能谱指数和爆发峰值时的射电频谱指数之间作了相关统计,得到相关系数为0.70.以1972年8月7日15h22mUT的大爆发为例,在不同频率上进行了计算.由不同时刻的α所算得的δ值表明,在爆发峰值之前,电子能谱近似地可用幂律分布来表示;而在峰值之后,则与幂律分布有所偏离.在爆发脉冲相的20分钟时间内,δ值的变动范围约为0.4—3.6.      

宇宙辐射,是资源还是祸害?

不是所有的东西都能成为太空家园的资源.有些不仅不是资源反而是祸害,宇宙辐射就是其中一例。 太空中的宇宙辐射对人体危害最大的主要是银河宇宙线和太阳宇宙辐射。银河宇宙线的主要成分是高能质子和原子序为偶数的重离子。太阳粒子事件产生大量的高能粒子,其中主要是质子、重粒子和电子。对人体危害最大的是质子,其次是重粒子。     

“风云一号（B）”卫星探测到的太阳质子事件

我国“风云一号(B)”气象卫星于1990年9月3日发射入轨,该星载有粒子成分监测器,用来探测空间粒子辐射环境,其中包括测量太阳耀斑时产生的太阳质子事件及其重粒子丰度;银河宇宙线异常成分与强度;内辐射带磁异常区的粒子通量及重粒子成分,“风云一号(B)”卫星运行半年来,我们已获取了上述有关的粒子辐射资料,在卫星上获得这些资料在我国尚属首次,本文主要分析观测到的太阳质子事件。     

1989年9月29日GLE事件的特征

1989年9月29日发生了30多年来最大的地面宇宙线增强事件(即GLE事件)。本文描述这次世界范围内的大事件的主要特征,包括强度时间变化、能谱、各向异性以及地理位置上的分布特征,并简述了这次事件对地球环境产生的影响。      

基于AMS-01实验估算羊八井处原初宇宙线的流强和能谱

利用Alpha Magnetic Spectrometer(AMS)实验对近地空间不同地磁纬度处不同能量原初宇宙线微分能谱的观测,通过积分近似计算和拟合方法,研究得出西藏羊八井地磁纬度处原初宇宙线质子动能在0.44～4.31GeV,4.31～12.38GeV,12.38～199.06GeV区间内的积分流强与拟合能谱函数以及原初宇宙线氦核在刚度区间6.92～14.45GV,14.45～229.9GV的积分流强与拟合能谱函数,为近一步进行羊八井处本底宇宙线流强估算奠定了基础.      

通量传输事件相关的动力学磁场湍流观测研究

THEMIS卫星观测到通量传输事件（FTE）的同时,也在磁层侧涡流区域观测到强磁场扰动现象.利用快速傅里叶变换分析磁场扰动频谱特征发现:大约在FTE的扰动频率（约0.1Hz）处,功率谱密度达到峰值;在质子回旋频率（约1Hz）至64Hz的频段内,功率谱密度随着频率的增大而减小,服从幂律分布P₀ f-α.因此,可以认为这些磁场扰动为低纬边界层中的动力学磁场湍流.研究结果表明,当低纬边界层（Low Latitude Boundary Layer,LLBL）中卫星相对磁层顶或FTE的位置越来越远时,功率谱密度与功率谱斜率α（幂律指数）降低,但FTE所在的方位角或低纬磁层顶的磁地方时对幂律指数α和功率谱密度没有显著影响.这些观测特征表明移动的FTE是磁场湍流的源.磁层顶上的大规模扰动（如FTE）和相关的磁场湍流从动力学尺度揭示了磁鞘与磁层的类黏滞相互作用.然而低纬边界层中FTE磁层侧涡流形成所需的黏滞性是否可由磁场湍流来提供还需要验证.      

利用质子强度变化对太阳质子事件进行短期预报方法初步研究

采用GOSE-10卫星4～9 MeV(P2),9～15 MeV(P3),15～40 MeV(P4),40～80 MeV(P5)能段上的质子通量数据,结合质子能谱,对太阳质子事件发生前各能谱参数的变化特征进行分析,详细介绍利用能谱参数的变化特征及能量E>10 MeV的质子通量数据对太阳质子事件进行预报的新方法,并运用这种方法对2002-2006年期间太阳质子事件进行了预报.预报结果显示,预报提前量最多达到100 h以上,对质子事件的报准率达97.5%,预报方法具备一定的有效性和实用性.      

太阳射电微波爆发的频谱分析

1981年4月1日太阳发生一个4N级Hα耀斑并伴随出现强烈的IV型射电爆发.本文对北京天文台,西澳大利亚站等射电资料进行分析.分析表明:(1)该事件的微波源状态相对稳定,米波源位置存在移动,因此产生微波辐射与米波辐射是两组不同的电子群体,在爆发频谱指数的时变曲线上表现出明显的形态差异.还由于两者辐射源的位置不同,微波与米波的爆发在峰值时刻上也不完全符合.(2)4月1日微波大爆发是由三个主爆发组成的,它们的峰值时刻分别为0135.1,0146.1,0153.6UT.由射电高频端谱指数算出的非热电子能谱指数表明,在射电爆发的三个峰值时刻电子能谱都变硬.本文还得出该活动区的非热电子平均速度(以光速c为单位)β为0.9左右,磁场强度B为430G.并由回旋同步辐射阻尼算得,非热电子的寿命为829秒,这个数值与三个主峰的持续时间相吻合.     

Spitzer发现古老星系照亮宇宙的新线索

<正>日前,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)研究团队利用搭载在国际空间站(ISS)日本希望号(Kibo)实验舱舱外的量热仪型电子望远镜(CALET),成功实现了对能量高达50 GeV至10TeV的宇宙线粒子电子能谱的首次高精度直接测量。相关论文发表在Physical Review Letters上。研究团队绘制了2015年10月13日至2018年8月31日(1054天)观测到的宇宙线的电子能谱,同时     

用以提高表征振荡器性能的修正的“阿仑方差”

目前,“阿仑方差”σ_y~2(τ)已成为用时域法测量振荡器不稳定度的事实上的标准。振荡器的频率不稳定度往往可以用幂律谱适当模拟:Sy(f)～f~α,其中 y 为标准频率,f 为付里叶频率,而α在某一付里叶频率范围内为一个常数。已经证明,对于幂律谱σ_y~2(τ)～τ~μ,且在-3相似文献   

两个临近脉冲型太阳能量电子事件的观测与拟合

WIND飞船在2010年11月15日观测到两个临近的脉冲型太阳能量电子事件, 这两个事件在1AU处呈现出不同类型的通量-时间曲线. 事件一的通量表现出快速上升及快速下降的特性; 事件二则表现为缓慢上升, 更缓慢下降, 事件二的持续时间是事件一的5～17倍. 以往的解释认为事 件二中的电子在行星际受到了更强的散射. 本文引入等腰三角形的释放函数并 求解电报方程, 利用得到的解对1AU处的观测进行拟合. 根据最佳拟合结果 反推两事件在太阳上的释放函数和在行星际传播的平均自由程, 发现造成两事 件在1AU处能谱和通量-时间曲线形状不同的原因是太阳上电子 加速过程的不同而非行星际散射. 结合SOHO卫星的白光观测, 发现两事件可能 与一个CME (日冕物质抛射)相关, 并进一步推测了这两个太阳电子事件可能 的加速图像.      

X射线脉冲星4U 1538—52 的时间和能谱特性

本文处理分析了EXOSAT卫星对4U1538-524次中能观测资料,并结合其他观测结果对4U1538-52的时间和能谱特性作了分析和解释:中子星自转仍在减慢;能谱为幂律谱,Tenma卫星以后的观测未见Fe发射线;X射线dip现象可解释为一前景星对中子星的遮掩而形成;X射线爆发在不同的轨道位相出现,持续近1小时;在1keV附近似有一发射线。      

太阳风动压脉冲结构的方向与种类统计研究

基于WIND飞船1995-2014年观测到的13042例非激波太阳风动压脉冲结构（Dynamic Pressure Pulse,DPP）事件列表,统计分析DPP事件法向分布特征,讨论其种类分布.研究发现:DPP事件上下游磁场矢量之间的夹角分布统计上呈双幂律谱分布;60.46%的非激波DPP事件法向矢量的倾斜角-方向角（θ_n-φ_n）主要集中分布在-50° ≤θ_n≤ 50°,160° ≤φ_n≤ 250°的区域内;θ_n-φ_n分布图的中心位置大概为（-22.83°,186.59°）;根据DPP的上下游磁场变化特征,可将DPP分为切向间断（TD）、旋转间断（RD）、混合间断（ED）及其他间断（ND）结构,四者所占比例分别为46.42%,19.53%,27.47%,6.58%.统计结果表明DPP事件TD占优.此外,TD/RD数量的比值在太阳活动低年时明显偏大.研究结果可为下一步准确预报DPP到磁层的传播时间以及探究DPP的形成机理等提供观测依据.