通过E区湍流的磁层-电离层耦合 1：能量收支

在强烈的地磁活动期间，强电场和电流从磁层渗透到高纬度电离层，在那里耗散能量、形成电急流，并激发E区电离层中的等离子体不稳定性。这些不稳定性引起等离子体湍流，从而诱发非线性电流和强烈的反常电子加热（AEH），正如雷达所观测到的那样。这两种效应可以增加全球电离层电导率。本文分析了电急流中的能量收支，而姊妹篇论文则应用此分析来开发反常电导率和摩擦加热模型，这有助于地空环境的大尺度模拟和建模。利用第一性原理，本文对一般情况证明了早先的猜想，即等离子体湍流和反常加热的能量来源等于外场对非线性电流所做的功。利用任意磁化等离子体的双流体模型和准线性近似，本文描述了能量转换过程，计算了反常加热的偏源，并调和了固有的二维非线性电流与AEH的三维性质之间的明显矛盾。