一、研究领域介绍

地球辐射带的高能质子和高能电子严重威胁着卫星和宇航员的安全。其中，高能电子的能量大约为0.1-7MeV，与高空核爆炸产生的电子动能相当，主要分布在1.2-3R_E的内辐射带和3-7R_E的外辐射带，2-3R_E的槽区较少。MeV电子会造成卫星深层充放电损伤，俗称“杀手电子”。因此，高能电子的来源、损失和变化规律一直是空间物理研究的关键科学问题。

       太阳风等离子体流（左红），地球磁层（右绿色线）和辐射带（右红）示意图【版权人：李柳元，路永欣】

二、研究进展和成果影响力 

1. 统计建立了内辐射带（L< 2）嘶声(hiss)波模型（Yang, Li, et al., JGR，2022）和外等离子体层(L > 2)嘶声波模型（Yu，Li, et al., JGR，2017; Wang, Li, et al., GRL, 2020），为波粒相互作用数值模型提供输入参数。

2. 建立多种电磁波联合扩散辐射带高能电子的数值模型，厘清了不同等离子体波之间的联合或竞争性影响（Li et al., JGR,2005, 2017, 2021; Li et al., POP， 2016; Li et al., GRL,2022）。模拟证明，等离子体层嘶声(hiss)、闪电产生的哨声波(LGW)和地基发射的VLF波在内辐射带和槽区高能电子的损失过程中起着互补和催化作用（Li et al., JGR, 2021）；Hiss或exohiss波造成高能电子的损失与磁声（MS）波加速电子之间的竞争性结果不仅依赖波的相对幅度，还取决于当地背景等离子体密度的大小（Li et al., GRL, 2022）；在高密度等离子体层内，等离子体层嘶声（hiss）造成高能电子的损失要比磁声（MS）波加速电子快得多，因而能够形成槽区；在等离子层顶外的低密度区域，哨声模合声（chorus）波加速外辐射带电子的作用明显强于磁声（MS）波（Li et al., JGR，2017）。

 国际影响力：Li et al. (2017) 获JGR亮点论文、AGU报道、北航报道、入选AGU《地球辐射带发现60周年纪念专刊》16篇观测发现文章之一，AGU评论认为：“这些文章代表重要历史意义的、科学和技术进步” (“These articles represent significant historical, scientific, and technological advances”选自https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/toc/10.1002/(ISSN)2169-9402.RADBELTS）

3. 统计获得槽区和外辐射带随太阳风和地磁活动的变化规律（Li et al.,JGR,2009，2013, 2016，2018，2019; Li et al., Space weather, 2020； Yu, Li, et al.,JGR, 2015; Yu, Li et al., GRL, 20016）。发现太阳风密度的增加或行星际磁场的南向偏转会造成外辐射带变窄而槽区变宽，太阳风流速的增加会造成外辐射带变宽而槽区变窄（Li et al., JGR, 2019）；磁暴主相发展主要减少外辐射带高能电子数，而持续性强亚暴活动可以增加外辐射带高能电子（Li et al., JGR,2009)；地磁活动可以造成晨侧内辐射带内边界附近高能电子的增加，从而减弱670km高度上南大西洋地磁负异常区（SAMA）高能电子的昼夜不对称分布（Li et al., Space weather, 2020）。

     Li et al.(JGR, 2009) 为美国RBSP卫星计划的科学目标提供了重要的立项依据（Mauk et al., Space Sci Rev., 2013）。

4. 利用多卫星观测，首次证明左手极化的EMIC波可以造成MeV电子的沉降损失，但线性极化的EMIC波并没有减少当地的高能电子（Li et al., POP, 2016)。被国际会议AAPPS-DPP 2018邀请报告。

5.首次观测到太阳风压力增加造成地球磁层压缩放大磁层快磁声（MS）波和磁层膨胀造成MS波衰减现象（Li et al., GRL, 2017)。被国际会议AOGS 2018邀请报告。

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