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中文摘要：
研究了空间等离子体中波-粒相互作用产生的高能粒子能量扩散和投掷角扩散过程，主要包括(a)研发出描述高能粒子状态的完全相对论普适分布函数，此函数能广泛应用于地球辐射带，木星及行星际磁层等环境；（b）研究了kappa等离子体中，电磁波不稳定性的内在条件，发现与Maxwellian等离子体类似，产生电磁波不稳定性的温度各向异性均受制于一个阈值条件．（c）建立了超光速电磁波与高能电子共振作用的高阶相对论扩散方程，共振关系，以及扩散系数，发现了一个与亚光速电磁波不同的新结论当投掷角高于一定临界角时，能量扩散系数处于主导作用．(d) 自行编制了电磁波路径跟踪程序，研究了超光速电磁波R-X模和L-O模在不同磁层活动情形下的传播特征，提出了在适当的条件下这两种波模能够存在于辐射带区域这一新观点．(e) 提出了混合有限差分法，对于完整的Fokker-Planck方程的求解具有良好的数值稳定性和有效性.
英文摘要：
wave-particle interaction；energy diffusion；pitch-angle diffusion；radial diffusion；wave propagation & instability
结论摘要：
通过数据处理，理论分析和数值模拟，研究了高能空间等离子体中电磁波的激发过程与不稳定性特征，电磁波产生的高能粒子动力学演化过程。研究表明与非相对论分布函数相比，相对论分布产生的电磁波增长率较小，与观测数据更为符合；电磁波传播特性主要决定于等离子层顶位置，哨声波合声模主要出现在靠近等离子层顶以外的槽区，而快磁声波模主要存在于赤道附近，且能在等离子层内外以及不同磁地方时区域传播．完善了我们的混合有限差分法，并推广到了三维（包含波-粒相互作用和径向扩散过程，以及考虑绝热过程）的Fokker-Planck 动力学方程，得到了波-粒相互作用和径向扩散对辐射带能量电子的共同加速与扩散效应。同时进行了观测数据与数值模拟的结合研究，数值模拟结果重现了辐射带高能粒子的演化过程，这些数据分析与数值模拟的结合研究有助于建立波-粒相互作用和径向扩散共同驱动的辐射带粒子演化动态模型。
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