Farley-Buneman不稳定性的实验室模拟
编号:308
访问权限:私有
更新:2023-04-08 09:54:04 浏览:636次
口头报告
摘要
Farley-Buneman不稳定性(下面简称FB不稳定性)是地球电离层E层高度范围内,其中一种非常重要的等离子体不稳定性。地球电离层E层位于90~130km的高度范围,是连接低层大气强碰撞环境与F层无碰撞环境的过渡区域。在E层中,电子满足磁化条件,回旋频率远远大于与中性粒子的碰撞频率,其运动主要由E×B漂移运动主导,可以忽略中性粒子碰撞的影响。而离子的回旋频率则小于与中性粒子的碰撞频率,处于未磁化状态,其运动受到中性粒子的阻碍,可以认为是静止的。电子离子不同的磁化情况,导致了它们之间的相对运动。而这种相对运动,作为一种自由能来源,当超过一定阈值时,就会引起FB不稳定性的激发。赤道电集流与极区电集流区域是FB不稳定性的频发区域。已有大量的研究结果表明,在对于赤道电集流与极区电集流区域的观测中所看到的I型回波,就是由FB不稳定性所导致的。FB不稳定性的发展不但会引起电离层不均匀体的出现,由它所引起的电子异常加热效应,更是对整个背景电离层环境的调制起到了重要的作用。
近些年来,在世界范围内已经有许多优秀的科研团队开展了对于FB不稳定性的研究。但是多数研究都是通过数值模拟的手段进行的,鲜有实验室模拟的案列。在实验室中通过控制背景磁场强度与中性气体气压,可以模拟出E层电子磁化而离子未磁化的等离子体环境。再由径向电场调控电子的E×B漂移运动,进而控制电子离子相对运动的强度,以达到FB不稳定性的激发条件。实验室中开展FB不稳定性的模拟,有望帮助我们对该不稳定过程进行更加深入与细致的探究,进一步揭示FB不稳定性所带来的各种效应背后的物理图像。
关键词
实验室等离子体,Farley-Buneman不稳定性
稿件作者
黄可昕
中国科学技术大学
刘宇
中国科学技术大学
雷久侯
中国科学技术大学
发表评论