地球磁尾交换不稳定性的观测研究

The interchange instability is one of the well-known plasma instabilities and has been studied for many years. Recent theoretical and simulation results indicated that the interchange instability can play an important role in many dynamic processes such as onset of near-Earth magnetic reconnection, the formation of bursty bulk flows (BBFs), and the evolution of the electromagnetic structure of dipolarization fronts (DFs). However, the observational properties of the interchange instability in the magnetotail are still not very clear. In this project, we try to employ the observations of THEMIS probes to investigate the interchange instability in the magnetotail. We will select the events of the interchange instability. With these events, we can investigate the features of the interchange instability and study the relationship between this instability and the bursty phenomena such as reconnection, BBFs and DFs in the magnetotail. This work will be beneficial for our understanding of plasma sheet dynamics.

交换不稳定性是等离子体中一种重要的不稳定性，因其在地球磁尾动力学过程中扮演重要的角色而受到广泛关注。近些年的理论和数值模拟结果表明，交换不稳定性在磁尾等离子体片中高速流的形成、近地磁尾磁场重联的触发和偶极化锋面电磁结构的演化等物理过程中起着重要作用。然而，在地球磁尾的交换不稳定性具有的观测特征，对磁尾等离子体片中的动力学过程的影响，依然有待深入研究。本项目拟采用THEMIS卫星的观测数据，利用其多颗卫星的特点，寻找并分析交换不稳定性的事例，研究交换不稳定性激发的电磁震荡的特征及其对粒子动力学的影响，以及这种不稳定性与磁尾磁场重联，高速流和偶极化锋面等物理过程的相互关系。这将会增进我们对磁尾等离子体片中的各种动力学过程的理解。

交换不稳定性是等离子体中一种重要的不稳定性，因其在地球磁尾动力学过程中扮演重要的角色而受到广泛关注。近些年的理论和数值模拟结果表明，交换不稳定性在磁尾等离子体片中高速流的形成、近地磁尾磁场重联的触发和偶极化锋面电磁结构的演化等物理过程中起着重要作用。我们利用THEMIS卫星在磁尾的观测，发现交换不稳定性不仅会改变偶极化锋面的电磁结构，还会导致偶极化锋面后电子加速机制在不同区域而不同。这将会增进我们对磁尾等离子体片中的各种动力学过程的理解。在项目执行期间，共发表SCI论文5篇，其中有3篇在JGR上，1篇在POP上，目前累计被引用13次。