【摘要】：在絕熱近似下,粒子的磁矩是一個(gè)守恒量。當(dāng)磁矩不為零的帶電粒子由弱磁場(chǎng)區(qū)向強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)受到一個(gè)指向弱磁場(chǎng)的力,帶電粒子可能會(huì)被“反射”回弱磁場(chǎng)區(qū),我們稱這種磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)為磁鏡(Magnetic Mirror)。行星際日冕物質(zhì)拋射(Interplanetary Coronal Mass Ejection,ICME)和冕洞產(chǎn)生的快速太陽(yáng)風(fēng)都會(huì)壓縮前方慢速太陽(yáng)風(fēng)中的磁場(chǎng),使磁場(chǎng)增強(qiáng)進(jìn)而形成磁鏡,以上兩種是行星際的磁鏡。在太陽(yáng)附近,離太陽(yáng)越近磁場(chǎng)越強(qiáng),這也是一個(gè)磁鏡,太陽(yáng)附近的磁鏡與行星際的磁鏡可構(gòu)成一個(gè)磁瓶。處在不同緯度不同經(jīng)度不同徑向距離的多顆衛(wèi)星,觀測(cè)同一高能粒子事件時(shí),發(fā)現(xiàn)某些事件中粒子通量在下降期非常接近(通量比值2),這一現(xiàn)象被稱為蓄水池效應(yīng)。Reames等人將這一現(xiàn)象歸結(jié)于行星際磁瓶的作用。我們可以算出磁鏡的聚焦尺度并與行星際粒子的平均自由程作比較,從而研究行星際磁鏡效應(yīng)對(duì)粒子傳播過程的影響。我們挑選了兩個(gè)具有代表性的事件,一個(gè)是發(fā)生在太陽(yáng)活動(dòng)小年2007年7月的共轉(zhuǎn)相互作用區(qū)事件(Corotating Interaction Region,CIR),一個(gè)是發(fā)生在太陽(yáng)活動(dòng)高年2013年7月的ICME事件。使用Giacalone等人的快慢流相互作用模型擬合CIR和ICME的太陽(yáng)風(fēng)速度和磁場(chǎng),并用此磁場(chǎng)計(jì)算聚焦尺度,然后與粒子平均自由程比較研究粒子的磁鏡效應(yīng);計(jì)算太陽(yáng)風(fēng)速度散度來研究太陽(yáng)風(fēng)壓縮區(qū)粒子的加速過程。通過計(jì)算0.96 AU(STA衛(wèi)星到太陽(yáng)的距離)和2 AU處的聚焦尺度以及磁場(chǎng)方向上的太陽(yáng)風(fēng)速度散度,我們得到主要結(jié)論如下:壓縮程度越強(qiáng),(1)磁鏡影響的經(jīng)度范圍越廣;(2)在相同距離上最小聚焦尺度越小,磁鏡效應(yīng)越強(qiáng);(3)2 AU處最小聚焦尺度所在磁力線上太陽(yáng)風(fēng)速度散度絕對(duì)值峰值越大,粒子的加速效率越大。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P353

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本文編號(hào)：2611319