磁层高纬太阳风进入区中的粒子上行特性研究

It is well known that the most important source of magnetospheric plasmas is from solar wind and ionosphere, which also be the mainly reason why more and more people become focus on the solar wind-magnetosphere-ionosphere interactions. According to the observation of solar wind entry into the high-latitude magnetospheric lobes during the northward Interplanetary Magnetic field (IMF) [Shi et al., 2013; Gou et al., 2016], in this work, we will further study the upflowing plasma characteristics within the entry region. Based on our previous work, we propose to detect the spatio-temporal distributions of upflowing electrons and ions, analyze their relationship to the solar wind entry plasmas and discuss their mechanism. We hope to give a new perspective to the research of interactions between the solar wind, magnetosphere and ionosphere.

太阳风和电离层等离子体是磁层粒子的重要来源，也是空间天气的主要粒子来源。研究太阳风和电离层粒子如何进入磁层并在全球范围内传输是空间物理和空间天气学的关键问题之一。本项目将基于我们之前对背阳面磁层高纬尾瓣中新发现的太阳风进入区的研究，深入探索其中的电子和离子上行现象。我们将通过对进入区电离层粒子上行事件的等离子参数变化进行定量的事件分析和统计分析，研究上行事件的时空变化特性和全球分布，并尝试探索相比于以往普通的电离层粒子上行现象，进入区中粒子上行与其中太阳风等离子体入侵的相关关系，分析粒子上行可能的激发机制。本研究有望为太阳风-磁层-电离层粒子和能量耦合过程的研究提供新的角度和新的参考。

粒子输运过程是太阳风-磁层-电离层耦合系统的关键问题之一。本项目首次在背阳面磁层高纬尾瓣区域同时观测到太阳风等离子体进入和电离层电子、离子上行现象。利用多卫星联合观测数据和多点探测数据分析方法，对电离层上行粒子种类、能通量、位置分布等特性进行统计分析。研究太阳风等离子体进入和电离层粒子上行特性及相关关系，提出电离层粒子上行可能源区位于低高度电离层区域，太阳风等离子体进入不是激发电离层电子（离子）上行的直接原因，但可以增强（加速）电子上行，同时抑制（减速）离子上行。同时，电离层上行电子束携带场向电流，是触发高纬进入区宽频静电波的可能机制。本研究结果有望为揭示太阳风-磁层-电离层粒子和能量耦合提供新的视角。在本项目支持下，我们还在电离层赤道等离子体泡相关波动研究方面取得了一些进展。