海岸带管理杂志

抽象的

研究空间不同区域的多离子等离子体及地球周围的波动现象

普尼玛·瓦尔玛

火箭和卫星观测揭示了空间物理学中的热情特征。自从二十世纪二十年代末萨哈对星际等离子体的研究以来，空间等离子体的研究在印度有着悠久的历史。二十一世纪初，国家实验室中出现了从事理论和实验研究的团队。过去几十年对地球磁层的研究已经使人们对其基本结构特性及其对撞击太阳风变化的响应有了相对良好的实验理解。最近的卫星观测 Akebono 已经阐明等离子体外流（多离子）在磁暴期间等离子体片中离子成分和环电流的突变中起着重要作用。极光等离子体物理学的主要问题之一是电子加速到比其初始热能高得多的动能。理论和从电流向下区域（Marklund 等，2001）和向上区域（McFadden 等，1999）的观测都表明电子被平行电场加速。沉降电子在向上电流区域产生极光并携带场取向电流。低频波（阿尔文波、动能阿尔文波、电磁离子回旋波、静电离子回旋波）以及最近的多离子等离子体研究也在进行中。该研究基于我们过去 30 年来一直在追求的粒子方面方法以及动力学方法（例如 Varma 等人，2007 年及其参考文献；Ruchi Mishra 和 MSTiwari，2007 年及其参考文献；Ahirwar 等人，2006、2007 年及其参考文献；Shukla 等人，2007 年及其参考文献 2，Agarwal 等人，2011 年及其参考文献，Patel 等人 2012 年及其参考文献；Tamrakar 等人，2019 年及其在不同空间区域的参考文献）。这项研究解释了地球磁层周围空间的广阔场景。许多卫星观测证明了这项工作的实用性。最近，我们研究了 He+ 和 O+ 离子对动能阿尔文波的影响，并将其应用于 PSBL 区域，发现经历镜像效应的多离子影响 KAW 性质与 H+ 离子不同。O+ 和 He+ 经历局部非绝热加速。He+/H+ 和 O+/H+ 的质量相关相对存在也会影响朗道阻尼和波粒相互作用。在等离子体约束中，一些粒子可能会通过损失锥丢失，而另一些粒子可能会从大气中散射回损失锥。因此，损失锥不能完全为空。波粒相互作用将导致朗道阻尼。在多离子等离子体中，O+ 可能会在 KAW 下以 10% 的丰度获得高能量，并可能影响磁尾动力学。相对密度 O+/H+ ≈ 0 以上的离子能量较低。10 可能解释了早期观察到的结果，即具有较低 O+/H+ 的粒子流向地球或电离层，而较高的比率表示向尾流动（Fu 等人，2011 年）。多离子的密度变化也会影响阿尔文波 (VA) 的传播速度。这项研究还解释了通过 KAW 的能量耗散，因为它可能是由于坡印廷通量从 PSBL 向电离层转移造成的。多离子的回旋半径和回旋周期也会影响每个离子的能量化、局部加热和非绝热加速。 （Tamrakar 等人，Astrophys Space Sci (2018) 363:221 https://doi.org/10.1007/s10509-018-3443-6）另一项研究通过动力学方法展示了密度变化对尖点区域周围动能阿尔文波多离子的影响，并预测不仅是电子密度控制着从波到粒子的能量转移，而且每个离子都根据其在磁场存在下的回旋来控制能量转移。较轻的离子 H+ 和 He+ 粒子在较低高度从波中获得能量，氢离子和氦离子都会回旋，而氧离子几乎不受影响。在氧离子回旋较重的情况下，氢离子和氦离子几乎不参与波的衰减，但 O+ 离子在较高高度从波中获得能量。该研究还表明，氦离子对高海拔波的衰减没有显著影响，这可能是由于局部加速机制（Fritz 等人，1999 年）。这项研究的发现可能有助于解释离子的激发和加速、朗道衰减、极地外流，也可能与行星际磁场有关。（Tamrakar 等人，Astrophys Space Sci (2018) 363:9 DOI 10.1007/s10509-017-3224-7）该研究还表明，氦离子对高海拔波的衰减没有显著影响，这可能是由于局部加速机制（Fritz 等人，1999 年）。这项研究的发现可能有助于解释离子的激发和加速、朗道衰减、极地外流，也可能与行星际磁场有关。（Tamrakar 等人，Astrophys Space Sci (2018) 363:9 DOI 10.1007/s10509-017-3224-7）该研究还表明，氦离子对高海拔波的衰减没有显著影响，这可能是由于局部加速机制（Fritz 等人，1999 年）。这项研究的发现可能有助于解释离子的激发和加速、朗道衰减、极地外流，也可能与行星际磁场有关。（Tamrakar 等人，Astrophys Space Sci (2018) 363:9 DOI 10.1007/s10509-017-3224-7）