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磁声波研究中获得重要进展

    磁声波是一种分布于地球磁层赤道面附近的低频哨声模波动,能够显著影响辐射带电子的动力学行为。因此,
理解和预报近地空间辐射环境需要确定磁声波的产生、分布和演化机制。磁声波的频律-时间谱特征为相关研究提供了
关键的信息。在卫星高分辨率频律-时间谱中,磁声波通常表现为一系列沿着整数倍局地质子回旋频率分布的条带状结
构,直接支持其产生机制为离子伯恩斯坦模不稳定性。此外,由于磁声波在空间等离子体中近似无色散,其频律-时间
谱特征在传播过程中变化极微。近期日地空间物理研究团队的苏振鹏教授等人利用Van Allen Probes的数据首次观测
到了磁声波频率下降和上升结构。如下图所示,这种谱结构一方面长时间与整数倍局地质子回旋频率交错,另一方面
频带间隔始终等于局地质子回旋频率。详细的分析和计算表明,这种磁声波既不是由通常认为的离子伯恩斯坦模不稳
定性产生,也不能简单归结于波动的传播过程,而是由一种非线性波波相互作用过程产生。

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   相关论文以“Magnetosonic harmonic falling and rising frequency emissions potentially generated by
nonlinear wave‐wave interactions in the Van Allen radiation belts”为题发表在地球物理类顶级期刊《Geo--
physical Research Letters》。这一工作不但揭示了一种全新的磁声波结构,也为研究磁声波的生成、传播和复杂演化
过程提供了新的线索与启发。该系列成果获得了国家自然科学基金委员会、中国科学院和教育部的资助。相关论文信息
如下:Liu, N., Su, Z., Zheng, H.,Wang, Y., & Wang, S. (2018). Magnetosonic harmonic falling and rising 
frequency emissions potentially generated by nonlinear wave‐wave interactions in the Van Allen radiation
 belts.Geophysical Research Letters, 45.

相关链接:https://doi.org/10.1029/2018GL079232

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