本项目的研究背景在于通过数值与理论的方法，研究不同种类等离子体波动以及非线性动力学过程在电子沉降过程中的作用。通过本项目的支持，我们取得了以下几点主要研究结果。1，通过结合层方法与保正和保单调性高精度插值算法，提出了求解辐射带电子输运方程的高效保正解法，并推广至三维模拟。该方法的主要优点是在效率与一般数值解法相当的情况下，避免一般解法出现的非物理的振荡解和相空间密度为负的情况。可以用于模拟辐射带电子的加速与沉降过程。2, 理论推导了适用于实际波动分布的弹跳共振扩散系数。之前的弹跳共振理论假设等离子体波动在空间上覆盖整个粒子轨道，且南北半球波动的角分布一致。而实际的等离子体波动往往具有有限空间分布，且源位于赤道面附近，所以南北半球波动的角分布并不一致。因此之前的理论弹跳共振扩散系数并不能直接应用于实际的等离子体波动。在本项目的支持下，我们推导了适用于有限空间分布且源位于赤道附近的等离子体波动所引起的弹跳共振扩散系数。将该弹跳共振扩散系数应用于磁声波，表明弹跳共振可以引起90度投掷角的电子散射。如果与其它波动相结合，可能引起90度投掷角电子通量通过电子沉降的方式降低，因此在辐射带电子动力学过程中扮演重要角色。3，之前的研究表明高度相干的合声波可以引起电子的快速沉降，而合声波的持续时间是其中一重要因素。我们统计了合声波的持续时长，并解释了该时长日夜不对称性的原因。4，通过观测发现了三波耦合所引起的下带斜传播合声波。之前的研究表明，相比于平行传播的合声波，斜传播的合声波可能更易引起电子的沉降。我们通过一事例首次展示了三波耦合所产生的下带斜传播合声波动，并解释了三波的性质对下带合声波的扫频方向的影响。这些研究成果对进一步理解波粒相互作用引起的电子沉降及其物理机制有重要意义。 2100433B

辐射带高能（～MeV）电子可以对飞行器造成危害，其动力学过程是空间天气研究的一个重要部分。等离子体波动与电子共振作用被认为是辐射带高能电子加速与丢失的一个重要机制。过去描述波动造成的电子加速与丢失的定量分析主要使用准线性理论。但最新的研究显示，大幅度相干等离子体波造成的电子非线性运动可能在辐射带电子加速过程中扮演重要角色。针对该非线性运动在辐射带电子沉降中重要性的研究比较缺乏，本项目使用测试粒子模拟方法，结合观测结果，研究大幅度相干波动造成的电子非线性运动对辐射带电子沉降的影响，并探索通过反演揭示其在辐射带电子动力学过程中的重要性。我们还将系统地分析几种重要的等离子体波动对电子沉降的相对贡献，这包括电磁离子回旋波，嘶声，合声, 以及大幅度相干哨声波。该研究对揭示等离子体波动造成的电子沉降在辐射带电子通量降低过程中的作用具有重要意义。

沉降带（zone of subsidence）通常指地台内部沉陷比较强烈的狭长地带。它在某一地质时期下陷特别深，沉积也特别厚，有的还有火山喷发，构造变动比较强烈，形成中间类型褶皱，有时伴有花岗岩侵入，如燕山沉降带。沉降带又叫沉陷带。有人把地轴边缘和地台边缘的沉降带分别叫做轴缘坳陷或台缘坳陷。沉降带也相当于某些人认为是准地槽。

从80 年代开始，辐射传输模式研究进展迅速，著名的LOWTRAN 6 和7 就是这个时期发展起来的，由Chandrasekhar 提出的离散坐标方法经过Liou的发展，又经过Stamrles 等的发展，已经趋于成熟。现在Stamnes 等发展的DISORT 程序广泛流传。汪方等 对利用IPCC AR4 全球气候模式输出结果的研究，揭示模拟中存在的主要问题，为进一步改进气候模式在东亚地区的模拟提供科学支持。

总体而言，地表太阳辐射模拟可以分为3 种方法：

①复杂的辐射传输模型，将垂直大气视为非匀质的多层组成，并分别计算每层大气对太阳辐射的散射和吸收效应， 这类模型以LOWTRANMODTRAN为代表，由于实际大气参数数据难以获得以及需要较多的机时，因而该方法在实际应用中受到限制；

②经验模型，利用日照时数、气温、降水、相对湿度以及总云量等气象数据与太阳辐射实测值之间建立回归关系式，由于经验模型取决于当地的气候和地形状况，因而难以推广应用到大的区域和全球尺度；

③参数模型由于基于光谱传输的物理原理并对大气透过率函数及其关键影响因子进行了参数化，且独立于特定的气候条件，因而能获得较高的模拟精度，易于推广应用，实现区域或大范围太阳辐射制图。目前，利用常规气象资料与卫星遥感数据模拟成为获取地表太阳辐射的有效方法。

它的特征是相对于邻区地壳发生沉降，大量接受了来自两侧隆起区的巨厚堆积物，有的还伴生有大规模的岩浆活动。例如大陆内部的裂谷和裂陷槽等，还有山前和山间接受沉积的拗陷地带等。