地球磁尾动力学过程的卫星观测和数值模拟研究

地球磁尾是地球磁层的重要组成部分，研究磁尾动力学是理解太阳-地球系统能量转移的关键。本论文结合卫星观测和数值模拟，对发生在地球磁尾的多尺度动力学过程进行了研究，内容包括磁场重联，等离子体波动，离子和电子加速等。通过对扩散区内低混杂漂移波等不同类型波动的观测和研究，发现波动粒子的相互作用对于等离子体加热有非常重要的影响。在磁场重联零点的三维结构和相关的波动粒子特征方面，通过对Cluster-Ⅱ卫星和THEMIS计划的数据观测和数值模拟，研究了磁场三维零点，发现其三维结构是高度动态的，并且零点附近粒子的转向、以及大尺度的鱼骨状结构和反向磁场结构，对于解释磁尾重联过程非常重要。此外，本论文还研究了电子等离子体幅度调制波的数值模拟，以及亚暴期间高能粒子注入事件的大尺度动力学模拟。最后，对亚暴期间近尾偶极化锋面的特性进行了研究。本论文通过不同角度的研究，对磁尾动力学过程进行了全面深入的探索，对于太阳-地球系统能量转移机制的理解具有重要意义。