月球与地球磁层的相互作用

发布时间：2024-05-26 22:25

　　月球是地球唯一的天然卫星,通过对月球与地球磁层相互作用的研究,可以加深对非磁化太阳系天体与周围等离子体相互作用以及地月系统间相互作用的理解。在月球的轨道周期中,它大部分时间暴露于太阳风中,剩余约四分之一的时间位于地球磁层中。地球磁层屏蔽了大量的太阳风,但是在地球磁层内同时存在着来自太阳风和地球的成分(例如,H+、He+、O+、N2+、NO+、O2+),其粒子能量的范围较大,粒子通量通常比太阳风低,地球磁层内不同区域的等离子体能量和通量也各不相同。而月球无大气无固有磁场,等离子体可以直接作用于月球表面,故地球磁层与月球之间或多或少会产生影响。因此,本文将对月球与地球磁层之间的相互作用进行研究,包括地球磁层粒子对月球表面水的生成的影响,月球位于地球磁层内的不同区域对地球磁层磁场活动的影响。在第一章中,主要介绍了月球与等离子体相互作用的研究背景,包括不同天体与等离子体的相互作用机制;固体表面受等离子体轰击所产生的效应;月球空间的等离子体环境,其中包括月球与太阳风相互作用,月球与磁层相互作用的研究现状以及比较月球处于太阳风和磁层中时,等离子体环境的异同等。在第二章中,主要介绍了地球磁层粒子对月...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１．月球轨道的空间等离子体环境［Ｈａｒａｄａ，２０１５］??

月球绕地球转动，与地球相近，地月平均距离为３．８４Ｘ１０５?ｋｍ?（约６０个地球??半径ＲＥ，?１?ＲＥ?＝?６３７８?ｋｍ），月球绕地球转动的轨道面与地球赤道面的交角为５°?，??如图１．１所示，月球大部分时间是处在太阳风扩散路径上，直接暴露在太阳风中??的时间占月球轨道周期的....

图１．２．月球与太阳风相互作用的卡通示意图［Ｈａｌｅｋａｓｅ／〇／．，２００９］??

等离子体空腔，称为月球尾迹［Ｌｙｏｎ，?１９６７］。月球尾迹内部等离子体密度为零，而??磁场强度比周围未扰动的行星际磁场高３０?－?４０％［Ｎｅｓｓ．，?１９６７］，长约４３，０００?ｋｍ，??可延伸至２５个月球半径［Ｃｌａｃｋｅｒａ／．，２００４］，如图１．４所示。在月球尾迹边....

图１．３．太阳风与月球相互作用形成的尾迹及其内磁场和离子通量的变化［涂??

?Ｓｈｏｃｋ?Ｗａｖｅ７?￣??图１．２．月球与太阳风相互作用的卡通示意图［Ｈａｌｅｋａｓｅ／〇／．，２００９］??从宏观角度看，月球向日面阻挡了太阳风等离子体流，在月球阴影区域形成??等离子体空腔，称为月球尾迹［Ｌｙｏｎ，?１９６７］。月球尾迹内部等离子体密度为零，而??磁场强....

图１．４．太阳风质子与月球表面相互作用示意图［Ｆａｒｒｅｌｌ?ｅ／Ｗ，２０１７］??

在月球轨道处（距地心约６０Ｒｅ），在磁尾等离子体片北面和南面较高的纬度??内的整个磁尾经度内都充满了边界层等离子体（尾瓣），而且月球位于磁层不同??区域时，所面对的等离子体能量和通量各不相同，图１．５中显示了在月球轨道上??等离子体幔和等离子体片中等离子体微分通量能谱［Ｈａｒｄｙ....

本文编号：3982385