能量粒子进入磁层的数值模拟研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com0254—6124／2008／28(4)一283—05Chin．J．SpaceSci．空间科学学报TangPen~u，XuRonglan，WangChi．Simulationonthepenetrationofenergeticparticlesintothemagnetosphere．Chin·JSpaceSci．，2008，28(4)：283~287能量粒子进入磁层的数值模拟研究唐鹏举，徐荣栏王赤(中国科学院空间科学与应用研究中心空间天气学国家

2、重点实验室北京100190)。(中国科学院研究生院)摘要来自行星际的能量粒子进入磁层的过程一直是磁层研究的热点，也是空间天气研究关注的焦点之一，而以往的工作大都集中在讨论不同行星际条件下粒子进入磁层的统计规律．本文在T89磁层模式的基础上，建立了太阳能量粒子进入磁层运动的程序，计算了几种不同能量的质子从不同方位角入射到磁层的运动轨迹．模拟结果表明，能量粒子沿着磁力线方向才可能穿越磁层到达地球表面，越偏离这个方向，则越早被反弹．能量越高的粒子进入到地球磁层上空的角度范围越大，但仍然只有沿着磁力线入

3、射的粒子才能到达地球表面．这些结果与理论预言是一致的．关键词能量粒子；磁层；数值模拟中图法分类号P353SimulationonthePenetrationofEnergeticParticlesIntotheMagnetosphereTANGPengju，XURonglanWANGChi(StateKeyLaboratoryofSpaceWeather,CenterforSpaceScienceandAppliedResearch，ChineseAcademyofSciences，Beijin

4、g100190)。(GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences)AbstractThestudyonthepenetrationofinterplanetaryenergeticparticlesintothemagneto—sphere，isoneofthekeyproblemsinmagnetosphericandspaceweatherstudy．Mostofthepreviousworksconcentratedonthestatistica

5、linvestigationofthepenetrationofenergeticparticlesintomag—netosphereunderdiferentinterplanetaryconditions．Inthispaper，thenew—developedcodeisusedtocalculatethetrajectoriesofenergeticparticles’penetrationintothemagnetospherebasedonT89modelwithdiferente

6、nergiesandpitchangles．Thepreliminaryresultsshowthatonlythoseparticlesmovingalongthemagneticfieldlinescanpenetrateandreachtheearth’Ssurface．Theparticleswillbereflectedearlierwithlargerdeviationanglewithrespecttothemagneticfieldlines．Theparticleswithhi

7、gherenergiescanpenetrateintothemagnetospherewithlargerdistributionofthepitchangle，butonlythosewithdirectionsalongthemagneticfieldlinescanreachtheground．Alltheseresultsareinconsistentwiththeoreticalpredictions．KeywordsEnergeticparticle，】agnetosphere，N

8、umericalsimulation}国家自然科学基金项目资助(40621003，40674082)2008—01—23收到原稿，2008—04-28收到修定稿维普资讯http://www.cqvip.com284Chin．SpaceSci．空间科学学报2008，28(4)1引言顶外，计算就自动停止．在这种情况下，粒子将被看成为与其他粒子相互作用而消失．从太阳发出的能量粒子进入近地空间，对航天在GSM坐标系中，可根据T89磁层模式推出器和地球空间环境产生一系列影响．根据磁层磁场的磁力线方程，利用