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