磁尾等离子体扰动与对流的统计研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangctm
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
磁尾等离子体片是磁层最有活力,动力学过程最为复杂的区域,在磁层与极区电离层的耦合中也起了至关重要的作用,同时还是极光粒子和环电流高能粒子的重要源区。在磁尾等离子体片中,经常会观测到高速流现象。而等离子体片中的高速流与近地越尾电流中断以及亚暴触发密切相关,同时也在磁尾的物质和能量输运中起到了关键作用。极光带区域是磁层开放磁力线与闭合磁力线的交界处,该区域将磁层与太阳风和电离层相互连接,亚暴活动丰富。因此研究极光带区域地磁场变化也能够帮助了解磁层与太阳风和电离层之间的相互耦合,帮助人们更好的进行地磁场建模和空间天气预报。本文主要对磁力线互相连接的极光带区域和磁尾等离子体片区域的磁场扰动以及等离子体对流活动进行了统计分析。  首先利用了THEMIS五颗卫星的观测数据对磁尾等离子体片中的高速流和低速流事件的离子密度、离子温度、等离子体压强、磁场压强等参数在二维赤道面和径向上进行对比分析。为了得到能量范围更全面的等离子体参数,结合了ESA和SST两个仪器的数据。磁尾等离子体片中的高速流主要由磁场重联产生,而低速流主要受晨昏电场和磁场压力梯度驱动而做漂移运动,因此,通过对高速流和低速流参数在二维平面和径向上进行对比,也能够反映出这两种不同的驱动方式所产生的对流的差异。统计结果表明,等离子体片中高速流的密度均值要比低速流低,高速流和低速流的离子密度都表现出了晨侧密度高晨昏密度低的晨昏不对称性,这种密度不对称主要出现在~14RE以内,高速流在晨侧的密度比昏侧高~25%,低速流在晨侧的密度比昏侧高~15%。高速流的平均温度要高于低速流的平均温度,这种温度差异在~10RE以内比较显著,其中高速流温度比低速流温度高~30%。在近地等离子体片,高速流的温度表现出了明显的晨昏不对称性,在昏侧的高速流要比晨侧高速流热,而低速流的温度并没有表现出这种晨昏不对称性。本文的结果表明,等离子体片中离子温度的晨昏不对称性主要是由高速流贡献,而高速流所带来的晨昏不对称性主要由高速流中高能粒子更强的西向漂移引起。高速流和低速流磁场压强的径向变化在~13RE以外变化平缓,而在~13RE以内向地球方向快速增加。这也表示在~13RE以外,磁场是被拉伸的尾状,而在~13RE以内,磁场位形开始向偶极场过渡。在近地区域~13RE以内,高速流的磁压要比低速流的磁压高~20%,近地区域高速流磁场被强烈压缩。  为了更进一步分析等离子体片中的扰动情况,还使用了THEMIS THC磁尾观测数据对磁尾等离子体片中等离子体的速度扰动与磁场扰动做了相关统计研究。等离子体整体流的速度扰动幅度随着平均速度的增加而显著变强,磁场扰动幅度随着磁场的平均值的增加而变强,同时速度扰动幅度与磁场扰动幅度之间存在着较强的正相关关系。速度扰动幅度与AE指数相关性不强,但是磁场扰动幅度与AE指数有着明显的正相关,这也表明相比与速度扰动,磁场扰动与亚暴活动相关性更强。  磁尾能量向内磁层注入,沿着磁力线进入极区形成亚暴,引发极区尤其是极光带区域的剧烈磁场扰动。由于极光带区域磁力线与等离子体片相连,极光带的地磁场扰动以及极光现象也与等离子体片中的高速流或者扰动现象有着一定的对应关系。因此,对极光带区域地磁场扰动进行了统计研究,主要使用了沿着115°E地磁经度链的位于57.8°N-73.8°N地磁纬度范围的六个地磁台站观测到的地磁场水平分量扰动值ΔH。这六个台站根据地磁纬度被划分成三个区域:日侧极光纬度区域(72°N附近),夜侧极光纬度区域(65°N附近),亚极光纬度区域(60°N附近)。统计结果表明,极光带附近不同区域的地磁场季节变化由不同幅度的年变化分量和半年变化分量组成,相同纬度区域的地磁场表现出了相似的季节变化特征。这些年变化和半年变化分量都表现出了很明显的MLT(磁地方时)和地磁活动依赖性。这种依赖性在一定程度上也反应了电导率和电场在不同区域的控制作用。在日侧极光纬度区域(72°N附近),不论在磁静日和磁扰日期间,地磁场都表现出了显著的年变化特征,在磁扰日期间年变化幅度为~33nT,磁静日期间年变化幅度为~8nT。在磁静日和磁扰日期间,地磁场年变化分量都在昏侧20MLT附近出现了极大值。在夜侧极光纬度区域(65°N附近),地磁场总体表现出了半年变化为主的季节变化特征。在磁扰日期间,季节变化以半年变化为主,半年变化幅度为~19nT,年变化幅度为~10nT。半年变化峰值出现在子夜~00MLT,年变化峰值出现在昏侧~20MLT。在磁静日期间,该区域地磁场的季节变化由强度相当的年变化和半年变化分量共同组成,半变化幅度为~2.4nT,年变化幅度也为~2.4nT。年变化峰值出现在~21MLT,半年变化峰值出现在~14MLT。在亚极光带纬度区域(60°N附近),不论在磁静日和磁扰日,地磁场都表现出了强度相当的年变化和半年变化特征。在磁扰日期间,年变化和半年幅度都为~10nT。在磁静日期间,年变化幅度为~2.9nT,半年变化幅度为~2.4nT。亚极光带区域地磁场所表现出来的磁地方时依赖性与夜侧极光带区域一致。
其他文献
目的:评价内镜下经鼻泪囊鼻腔吻合术的疗效。方法:对2016年8月至2018年1月北京同仁医院收治的泪道阻塞171例(191只眼)的临床资料进行回顾性分析。患者均接受内镜下经鼻泪囊鼻
本研究通过较为详细的野外地质工作,采用典型矿床解剖的系统研究方法,利用锆石LA-ICP-MS法厘定东秦岭南沟钼矿区含矿侵入岩体的年龄,采用ICP-MS法直接测定白石尖和马脖壕矿床辉
"预设"( presupposition )也称之为前提,是语义学中的重要概念。上个世纪70年代曾有大量文献讨论过这个概念。一般说来预设分为语义预设和语用预设。语义预设是以真值条件为基础的
本文以秦岭北缘断裂带温泉水为研究对象,研究了断裂带深部流体(温泉水)的同位素地球化学特征(氢氧同位素、3He/4He)、断裂带流体(温泉水)的能动作用和断裂带流体(温泉水)水氡
当今传媒发展日新月异。一些新媒体借助互联网和移动网络快速和互动的优势,如雨后春笋般出现。这对传统媒体的既有格局形成了强有力的冲击。为此,大型传媒凭借雄厚的资金实力
月意象是中国古代诗词中的典型意象,自古文人喜用月相来传达时间、空间、情感、团圆、思念等思想情感。作为一种与人的心境密切相关的自然意象,月意象长久以来为众多学者的研究
本文是以地球化学研究为主,结合区域地质学、构造地质学、岩石大地构造学、同位素及岩相学等方面的分析对天山东段中天山卡瓦布拉克地块上的新元古代火山岩的岩石学、地球化学
心理词汇理论是以心理语言学为立足点,研究词及词义的心理表征的构建与特性的理论。本文主要研究心理词汇理论的词汇知识、组织及词汇提取的过程,有利于更好地应用于教学研究。
目的:观察塞来昔布对老年髋部骨折患者术后炎性反应和早期认知功能的影响。方法:选取2017年7月至2019年7月在上海市松江区方塔中医医院采用相同麻醉方法行手术治疗的老年髋部
高中学生在学习物理过程中,普遍感到困难,有的甚至感到害怕,提起物理就头痛。很多学生有这样的体会:物理课听就懂,一做就错。有时在物理练习上花了很多时间,做题无数,也归纳,也总结,但