地球磁层中，超低频波通常被认为是一种沿着磁力线的驻波结构。因此，此前绝大部分关于超低频波与带电粒子相互作用的研究都仅仅考虑粒子与驻波的相互影响。然而，对于激波所引发的超低频波而言，我们发现其最初的几个周期内往往以行波的形式存在。这些行波在经过电离层反射后，可相互叠加，并逐渐形成超低频驻波结构。本工作通过测试粒子模拟，研究行波对粒子的影响，并着重讨论这一机制的卫星观测图像。模拟结果显示，低能电子（<100 eV）的投掷角分布和能量分布都存在周期性扰动，且具有明显的色散特征——能量越高及投掷角越小的粒子的扰动相位更加靠前。由于粒子的弹跳运动速度可以超过行波传播的速度，在特定的能量及投掷角范围内，粒子通量的变化甚至可以在超低频波电磁场测量信号前被观测到。鉴于此前超低频波与带电粒子的共振理论在行波中不再适用，我们通过对粒子轨道的分析，给出超低频行波中带电粒子的加速/减速机制，即冲浪型（surfatron-type）加速/减速。这一机制所预计的色散现象也与Cluster卫星的观测特征保持一致。该研究首次提出了低能粒子与超低频行波的相互作用机理，丰富了人们对地球磁层中波-粒子相互作用图像的理解。
图1. 低能电子对third-mode traveling wave的响应：(a-g)投掷角分布；(h-j)能量分布；(j)电场。
图2. 能量变化示意图。背景为电场沿磁力线的分布随时间的变化，曲线表示电子的轨迹。（c）为surfing电子的轨迹。
Citation:Yang, M., Zhou, X.-Z., Zong, Q.-G.,Zhang, L.-F., Rankin, R., & Wang, Y.-F.(2018). Traveling ultralow-frequencywaves and their influences over lowenergy, charged particles. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 123.https://doi.org/10.1029/2018JA025184
