中文摘要：

地球弓激波是因太阳风和地球磁层相互作用形成的，它是一种快激波。由于在此区域范围内粒子的平均自由程远大于地球弓激波的厚度,地球弓激波可被看成是无碰撞激波。根据激波面的法向和激波上游磁场方向的夹角，可将激波分成二大类准垂直和准平行激波，它们的性质有着根本的区别。作为空间天气链中的一个重要环节，地球弓激波的作用还远没有得到应有的重视。本项目拟首先采用一维全粒子模拟方法对准垂直和准平行无碰撞激波的结构包括激波上下游的波动和粒子的动力学行为等进行研究，然后在此基础上用二维并行全粒子模拟方法结合观测资料对真实的具有弯曲激波面，同时也是混合了准垂直和准平行激波的地球弓激波的结构，以及各种行星际扰动和地球弓激波的相互作用进行研究，最后对地球弓激波在空间天气链所起的作用作出一个初步的评估。

结论摘要：

通过混合模拟方法和粒子模拟方法研究了和无碰撞激波相关的静电波和电磁波，这些结果包括（1）太阳风中的质子和其他重离子穿过激波后，有激波的电势对不同的粒子减速不同，重离子在准垂直激波的下游会形成环束流分布，同时质子有很大的温度各向异性。氦离子的环束流分布和质子的温度各向异性会分别激发氦离子和质子回旋波。在氦离子回旋波起主导作用时，氦和氧离子几乎在一个球面上运动，会形成类似于球壳状分布。AMPTE/CCE的观测证实了这种分布，说明在准直激波下游存在氦离子回旋波。（2）利用一维静电粒子模拟程序研究了有束流、冷、热电子组成的系统中激发的静电波，有Langmuir、电子声波和双束流等三种不稳定性可被激发，双束流不稳定性激发的波动有较宽的频谱，范围0.1到2.0等离子体频率。不同的参数如密度、温度、束流速度对波的影也进行了考虑。一种情况是当束流密度较大时，可形成压缩型的孤立波，这种孤立波是有束流电子被波捕获形成电子相空洞后形成的。