地球輻射帶是諸多衛(wèi)星運(yùn)行軌道所在的區(qū)域，也是深空航天器飛離地球的必經(jīng)區(qū)域。地球輻射帶的發(fā)現(xiàn)預(yù)示著一門(mén)全新的學(xué)科，即空間物理學(xué)的誕生。近年來(lái)，空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳濤研究員的研究團(tuán)隊(duì)與莫斯科國(guó)立大學(xué)核物理研究所（SINP）開(kāi)展了輻射帶相對(duì)論電子通量長(zhǎng)期倒空現(xiàn)象的合作研究，并在該方向取得了重要進(jìn)展。

　　莫斯科國(guó)立大學(xué)核物理研究所是國(guó)際著名研究所，率先在國(guó)際上開(kāi)展了高能粒子和空間輻射的觀測(cè)和研究，比美國(guó)提前一年在衛(wèi)星上觀測(cè)到了地球輻射帶。該研究所的國(guó)際知名科學(xué)家Mikhail Panasyuk教授于2016年首次訪(fǎng)問(wèn)空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并與陳濤教授建立了良好的合作關(guān)系，此后雙方一直致力于輻射帶高能粒子研究方面的交流和合作。

　　在Mikhail Panasyuk教授2016年2月初提出的相對(duì)論電子通量長(zhǎng)期倒空現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳濤研究員和吳晗博士，利用多衛(wèi)星觀測(cè)手段對(duì)此次現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究。衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)表明：在較弱的太陽(yáng)風(fēng)條件下，連續(xù)兩次中小磁暴發(fā)生期間，只有外輻射帶邊緣的相對(duì)論電子通量會(huì)降低至背景通量水平，外輻射帶中心區(qū)域相對(duì)論電子通量只有部分損失。研究人員利用相空間密度、沉降觀測(cè)等手段證明：向外的徑向擴(kuò)散是導(dǎo)致此次相對(duì)論電子通量損失的原因。不同L區(qū)域徑向擴(kuò)散強(qiáng)度的不同使得只有外輻射帶邊緣相對(duì)論電子通量才能呈現(xiàn)完全倒空的物理現(xiàn)象。EMIC波散射損失對(duì)此次倒空事件幾乎沒(méi)有貢獻(xiàn)。

　　當(dāng)相對(duì)論電子通量從背景通量顯著增強(qiáng)時(shí)，衛(wèi)星觀測(cè)到了增強(qiáng)的ULF波和合聲波活動(dòng)。當(dāng)相對(duì)論電子通量顯著增強(qiáng)時(shí)，高L區(qū)域強(qiáng)烈的合聲波活動(dòng)以及全球觀測(cè)的增強(qiáng)的ULF波活動(dòng)都有助于電子加速到更高能量。ULF波引起增強(qiáng)的向內(nèi)的徑向擴(kuò)散作用和合聲波引起的加速過(guò)程會(huì)使相對(duì)論電子通量形成90°附近投擲角峰值的分布特征。

　　本項(xiàng)研究提供了在輕度擾動(dòng)的太陽(yáng)風(fēng)條件和地磁活動(dòng)水平條件下，相對(duì)論電子通量仍可以維持長(zhǎng)期倒空現(xiàn)象的可能。該項(xiàng)研究成果發(fā)表在國(guó)際著名期刊 Journal of Geophysical Research-Space Physics（JGR）上。論文鏈接

　　Citation: Wu, H., Chen, T., Kalegaev, V. V., Panasyuk, M. I., Vlasova, N. A., Duan, S., et al. (2020). Long‐term dropout of relativistic electrons in the outer radiation belt during two sequential geomagnetic storms. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 125, e2020JA028098.  

　　圖一：2016年1月31日-2月5日期間相對(duì)論電子通量長(zhǎng)期倒空現(xiàn)象發(fā)生時(shí)行星際和太陽(yáng)風(fēng)條件

　　圖二：相對(duì)論電子通量增長(zhǎng)前后相關(guān)波動(dòng)的觀測(cè)結(jié)果