极区电离层外流离子和电子动力学过程研究

电离层上行粒子（包括离子和电子）在极区上空的加速过程和物理机制问题一直是空间物理和空间天气研究中的重要课题，但由于以往探测数据不够系统，一直没有取得的满意的研究结果。本申请项目拟结合Cluster多点卫星、双星以及其他科学探测数据，采用数据分析和理论分析相结合的研究方法，分析电离层上行离子（主要为H+, O+ 和He+离子）在极区上空传输和能量变化特性以及其他相关现象，研究电离层上行离子加速的过程和物理机制，研究卫星最新探测到的电离层上行电子沿极光场线的传输特性以及加速机制，研究电离层离子和电子外流的条件，探讨电离层尾向流形成的物理条件和规律。本项研究内容具有明显的创新和特色，特别是电离层上行电子的加速和电离层尾向流的形成研究，都是全新的研究课题。本项研究不仅对空间等离子体中的粒子加速研究具有重要的科学意义，也将为太阳风-电离层-磁层耦合模型的建立和空间天气预报模型的建立提供科学基础。

本项目结合Cluster多点卫星、双星以及其他科学探测卫星的数据，采用数据分析和理论分析相结合的研究方法，分析研究了电离层上行粒子（主要为H+, O+，He+离子和电子）在极区上空传输和能量变化特性以及其他相关现象，研究电离层上行粒子加速的过程和物理机制，研究卫星最新探测到的电离层上行电子沿极光场线的传输特性以及加速机制，研究电离层离子和电子形成外流的条件，带电粒子对场向电流的作用以及太阳风和行星际扰动变化的对电离层-磁层区场向电流的控制，探讨电离层尾向流形成的物理条件和规律。本项研究内容具有明显的创新和特色，特别是电离层上行电子的动力学过程研究和极区上行电子的时空分布研究，都是最新的研究课题。本项研究在极区带电粒子的分布和动力学过程，带电粒子以及场向电流，电离层粒子的源区特性以及外流条件以及空间等离子体中的非线性结构等方面取得了一系列创新性的研究成果。这些研究成果不仅对于认识极区场和粒子的扰动变化的动力学过程和物理机制，同时对于空间等离子体中的粒子加速研究具有重要的科学意义，也将为太阳风-电离层-磁层耦合模型的建立和空间天气预报模型的建立提供科学基础。