风云一号卫星实验结论.pdfVIP

中国科学 G 辑:物理学 力学 天文学 2009 年 第 39 卷 第 1 期 : 149 ~ 156 SCIENCE IN CHINA PRESS 风云1 号卫星相对论电子观测结果和增强事件分析 ①②* ① 杨晓超 , 王世金 ① 中国科学院空间科学与应用研究中心, 北京 100190; ② 中国科学院研究生院物理科学学院, 北京 100049 * E-mail: yxc@ 收稿日期: 2007-11-26; 接受日期: 2008-04-01 摘要 风云1 号(FY-1)卫星运行在约870 km 的近地轨道上, 安装于该星上的“空间 关键词 粒子成分监测器” 对相对论电子(1.6MeV) 进行了长期的观测. 参考同期的 相对论电子增强事件 “SAMPEX”卫星同类探测结果, 对1999 年6 月至2005 年的风云1 号卫星相对论电子 近地轨道 观测数据进行了统计分析. 并结合ACE 卫星太阳风速度数据及地磁活动指数(Dst 指 高速太阳风 数), 对近地轨道相对论电子增强事件与高速太阳风和地磁暴的相关关系进行了讨论. 地磁暴 分析结果表明日平均通量峰值大于400 cm−2 ·sr−1 ·s−1 的强相对论电子增强事件频发于 太阳活动峰年向谷年转变的过渡时期; 风云1 号卫星在2003~2005 年期间观测到4 次 持续时间长达26~51 d 不等的相对论电子增强事件, 分析表明这4 次持续长时间的事 件与高速太阳风和强地磁暴密切相关, 而且在增强事件爆发前连续发生2~3 次强地磁 扰动的空间环境扰动特点是这 4 次事件的一个共同特征; 相关系数的计算结果表明, 相对论电子增强事件的通量峰值与太阳风速度和Dst 指数均具有较好的相关性, 强度 大的增强事件与太阳风速度和Dst 指数的相关性明显优于强度低的事件. 对地球辐射带长期广泛的探测研究, 让人们逐 量变化较大, 且能谱较硬, 最终造成了许多国家的卫 渐认识到电子辐射带是持续耗散和变化的, 其内辐 星操作异常甚至完全损坏. 相对论电子的能量很高, 射带区域在L为 1.2~2.5 的范围内, 外辐射带区域在L 能够直接穿透各种航天器的表面材料沉积到航天器 为 3.0~8.0 的范围内. 通常情况下内辐射带非常稳定, 内部的器件中, 当电荷的积累率高于电荷的泄漏率 而外辐射带随着磁层活动经常发生较大的变化[1], 特 时, 这些电荷产生的电场有可能超过介质的击穿阈 别是磁层中能量大于 1 MeV的相对论电子对磁层的 值, 产生静电放电, 从而造成航天器某些部件的损坏, 扰动非常敏感, 当发生磁层扰动时, 相对论电子的通 最终导致航天器完全失效[7]. 因此, 相对论电子增强 量往往会出现数量级的增长, 这种现象就称为磁层 事件倍受关注, 成为空间物理学研究的一个重要课 中相对论电子的增强事件, 即REE(Relativistic Elec- 题. tron Enhancements)事件[2~5]. 对地球同步轨道等高轨道上的相对论电子增强 相对论电子增强事件的爆发十分频繁, 仅仅在 事件, 前人已作过很多很好的工作, 得到了地球同步 1992~1995 年期间就观测到了 30 多次很强的相对论 轨道相对论电子增强事件在地磁暴各阶段的一般性 电子增强事件[6]. 特别是 1994, 1997 和 1998 年分别爆 变化特征, 即在磁暴的主相阶段, 相对论电子通量急 发的几次较强的相对论电子增强事件, 其电子的通 剧下降; 在恢复相阶段,