Combined Effects of ElectroMagnetic Ion Cyclotron (EMIC) and Whistler Mode Waves on Relativistic Electron Scattering in the Earth's Inner Magnetosphere

电磁离子回旋加速器 (EMIC) 和惠斯勒模波对地球内磁层相对论性电子散射的综合影响

基本信息

批准号：
2021749
负责人：
Xiaojia Zhang
金额：
$ 46.96万
依托单位：
University of California-Los Angeles
依托单位国家：
美国
项目类别：
Standard Grant
财政年份：
2020
资助国家：
美国
起止时间：
2020-06-01 至 2023-06-30
项目状态：
已结题

来源：
https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=2021749&HistoricalAwards=false
关键词：
Combined Effects ElectroMagnetic Ion Cyclotron

项目摘要

The dynamics of the Earth’s inner magnetosphere, and particularly the outer radiation belts, are highly affected by wave-particle interactions. In these interactions, certain electromagnetic wave modes can accelerate electrons up to relativistic energies, while other are responsible for relativistic electron precipitation into the atmosphere. The work will investigate this process, which is important for predicting space weather effects on space craft. Early career researchers and students will be supported.The primary objective of this award is to investigate conjoint electronmagnetic ion cyclotron (EMIC) and whistler wave effects on electron dynamics in the Earth's inner magnetosphere. The methodology involves the use of statistical observations of EMIC and whistler waves from the Van Allen Probes, the Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms mission, and Magnetospheric Multiscale Mission spacecraft to construct a new empirical model of EMIC and whistler wave observations and quantify, analytically and numerically, the resultant electron scattering rates. Simulation results, based on the estimated scattering rates, will be validated by comparing with the observed evolution of electron fluxes.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.

地球内部磁层，特别是外部辐射带的动力学，很大程度上受到波粒相互作用的影响，在这些相互作用中，某些电磁波模式可以将电子加速到相对论能量，而其他模式则负责相对论电子沉淀到磁层中。这项工作将研究这一过程，这对于预测太空天气对航天器的影响非常重要，并将为早期职业研究人员和学生提供支持。该奖项的主要目标是研究联合电磁离子回旋加速器。 (EMIC) 和哨声波对地球内部磁层电子动力学的影响该方法涉及使用范艾伦探测器的 EMIC 和哨声波统计观测、亚暴任务期间事件和宏观尺度相互作用的时间历史以及磁层多尺度。任务航天器将构建新的 EMIC 和哨声波观测经验模型，并根据估计的散射率对所得电子散射率进行分析和数值量化。该奖项反映了 NSF 的法定使命，并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估，被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Global Survey of Electron Precipitation due to Hiss Waves in the Earth’s Plasmasphere and Plumes

地球等离子体层和羽流中的希斯波引起的电子降水全球调查

DOI：
10.1029/2021ja029644
发表时间：
2021-08
期刊：
Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子：
0
作者：
Ma, Q.;Li, W.;Zhang, X. ‐J.;Bortnik, J.;Shen, X. ‐C.;Connor, H. K.;Boyd, A. J.;Kurth, W. S.;Hospodarsky, G. B.;Claudepierre, S. G.;et al
通讯作者：
et al

Role of Ducting in Relativistic Electron Loss by Whistler‐Mode Wave Scattering

管道在惠斯勒模式波散射相对论性电子损耗中的作用

DOI：
10.1029/2021ja029851
发表时间：
2021-11
期刊：
Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子：
0
作者：
Artemyev, A. V.;Demekhov, A. G.;Zhang, X. ‐J.;Angelopoulos, V.;Mourenas, D.;Fedorenko, Yu V.;Maninnen, J.;Tsai, E.;Wilkins, C.;Kasahara, S.;et al
通讯作者：
et al

Fine Structure of Chorus Wave Packets: Comparison Between Observations and Wave Generation Models

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DOI：
10.1029/2021ja029330
发表时间：
2021-08-01
期刊：
Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子：
0
作者：
X.‐J. Zhang;A. Demekhov;Y. Katoh;D. Nunn;X. Tao;D. Mourenas;Y. Omura;A. Artemyev;V. Angelopoulos
通讯作者：
V. Angelopoulos

Dependence of Relativistic Electron Precipitation in the Ionosphere on EMIC Wave Minimum Resonant Energy at the Conjugate Equator

电离层中相对论性电子沉淀对共轭赤道处EMIC波最小共振能量的依赖性

DOI：
10.1029/2021ja029193
发表时间：
2021-05
期刊：
Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子：
0
作者：
Zhang, X. ‐J.;Mourenas, D.;Shen, X. ‐C.;Qin, M.;Artemyev, A. V.;Ma, Q.;Li, W.;Hudson, M. K.;Angelopoulos, V.
通讯作者：
Angelopoulos, V.

Energetic Electron Precipitation Driven by the Combined Effect of ULF, EMIC, and Whistler Waves

ULF、EMIC 和 Whistler 波综合效应驱动的高能电子沉淀

DOI：
10.1029/2021ja029871
发表时间：
2021-12-23
期刊：
Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子：
0
作者：
M. F. Bashir;A. Artemyev;Xiao‐jia Zhang;V. Angelopoulos
通讯作者：
V. Angelopoulos

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