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电子各向同性边界的统计特征

空间物理 2024-09-09 v1 大气与海洋物理 等离子体物理

摘要

利用 ELFIN 卫星的观测,我们对 2019–2020 年约 2000 个事件开展统计研究,刻画了地球处 \geq50 keV 电子各向同性边界(IBs)在磁地方时(MLT)与纬度上的出现情况,以及相关沉降对地磁活动的依赖性。给定能量电子的各向同性边界是指磁纬度向极侧首次持续观测到各向同性化俯仰角分布(Jprec/Jperp1J_{prec}/J_{perp}\sim 1)的位置,解释为源于赤道磁层中的磁力线曲率散射(FLCS)。我们发现,在所有地磁活动条件下,能量电子 IBs 在从黄昏到黎明的夜侧均可清晰识别,在 MLT 约 22 时附近出现率峰值近 90%,在 21 至 01 MLT 间保持在 80% 以上。IBs 横跨 6060^\circ7474^\circ 的宽 IGRF 磁纬度范围,峰值出现在 6666^\circ7171^\circ(L 为 6–8),并随活动增强向较低纬度和午夜前地方时偏移。与 IB 相关纬度上平均的 \geq50 keV 电子沉降能通量跨越四个数量级,最高达 \sim1 erg/cm2^2-s,且常包含超过 1 MeV 的电子能量。IB 相关能量与沉降通量的地方时分布亦在低活动近午夜处呈现峰值,随活动增强向午夜前偏移。高纬区(5555^\circ8080^\circ;或 IGRF L3L\gtrsim 3)总沉积能量中归因于 IBs 的比例平均达 10–20%,约合 10 MW 总大气功率输入,但有时可达整个亚极光带与极光带区域 \geq50 keV 电子总能量沉积的 \sim100%,大气功率输入超 1 GW。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.16260,
  title  = {Statistical Characteristics of the Electron Isotropy Boundary},
  author = {Colin Wilkins and Vassilis Angelopoulos and Andrei Runov and Anton Artemyev and Xiao-Jia Zhang and Jiang Liu and Ethan Tsai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.16260},
  year   = {2024}
}