地空学院宗秋刚团队发现地球内辐射带电子“斑马纹”的结构和演化规律

地球内辐射带中的电子“斑马纹”是存在于内辐射带电子通量的能量-空间分布图中一种有趣的现象。在前人的研究中，斑马纹的形成存在波粒共振与非共振两种机制，缺乏系统的观测证据来区分到底是哪一种机制在起作用。

借助Van Allen Probes的高质量数据，北京大学地球与空间科学学院宗秋刚教授研究团队首次给出了电子“斑马纹”演化规律的直接观测，并且通过对一年数据的统计分析给出了斑马纹结构和演化规律的定量结果。

结果显示斑马纹为电子漂移频率坐标系中的一维周期性结构，结构周期的倒数与时间成正比。这样的结果否定了波粒共振产生“斑马纹”的机制，该种机制将产生固定的条纹。通过考虑非共振粒子的运动轨迹，该研究给出了在单色波动或静态电场下的粒子的分布及其演化，解析模型与前面的观测结果完全一致。解析分析进一步支持了非共振产生斑马纹的机制，同时揭示了斑马纹的形成来源于粒子的周期性漂移。研究还发现斑马纹的强度与地磁活动指数呈现显著的正相关，这表明驱动斑马纹形成的电场与地磁活动相关。

该成果近期发表在Journal of Geophysical Research: Space Physics上(DOI: 10.1002/2015JA022077)。文章作者为：刘鹰、宗秋刚、周旭之和J. C. Foster，Robert Rankin。

编辑：白杨