等离子体片中能量离子的空间分布——Cluster/RAPID观测数据分析

本文根据Cluster卫星上的粒子成像质谱仪（RAPID）探测器在穿越地球等离子体片过程中的观测数据，统计研究了等离子体片中能量离子能量密度的空间分布（氢离子能量范围从40keV到1500keV，氦离子和氧离子从10keV到1500keV）,并且给出了离子能量密度在不同地磁活动时期随GSEZ向分布的剖面.研究表明能量离子的能量密度以及能量密度的梯度与地磁活动指数Kp之间存在近似线性的关系.观测结果表明形成这种分布变化的主要原因是在地磁活动期间在电流片附近离子能量密度的增加，特别是其中的重离子成分增加更为显著.本文通过一个简化的电流片模型的数值计算，定性地研究了形成能量离子空间分布的机理.计算表明重离子在电流片中可以获得更多的能量，电流片加速可能是形成能量密度分布变化的一种可能的机制.