太阳风‐磁层能量耦合包括太阳风的物质和能量进入地球磁层‐电离层系统并耗散在此系统中以及磁层电离层的物质和能量逃逸两个方面,作为磁暴和亚暴等地球空间环境扰动的源,一直是日地空间物理领域中具有挑战性的研究课题。太阳风能量注入磁层和电离层的过程中必定首先冲击到磁层顶,因此对于磁层顶能量传输的研究对耦合系统中的能量传输、分布和耗散有一定的指示作用,而且其作为研究太阳风‐磁层‐电离层能量耦合问题的基础无疑是空间天气中非常重要的物理过程和研究热点。本文运用全球MHD模式结果,对径向(B_x)和晨昏向(B_y)行星际磁场(IMF)条件下太阳风通过磁层顶向地球磁层内传输的能量进行了定量的研究。首先,通过流线方法即通过寻找包含磁层的太阳风流线的内边界来确定光滑磁层顶曲面,并将总能量拆分为机械能和电磁能,计算垂直进入磁层顶的能量,分别得到磁层顶能量密度通量的YZ投影、能量积分随方位角变化以及能量在磁层顶上随X轴的分布情况,分析各个条件下的机械能和电磁能的分布特征。根据数值模式得到的B_x和B_y条件下磁力线分布情况来分析磁重联发生的位置以及磁层顶磁重联对于能量传输的影响。由于磁层顶重联并不是驱动能量传输的唯一原因,磁尾的粘滞作用也起了一定的贡献,因此通过X=-35R_E的YZ平面磁层顶附近流线的偏转角与方位角的关系来计算磁尾等离子体流的偏转方向以及偏转程度,以分析粘滞作用在太阳风和磁层能量交换中的作用。最后,将南北行星际磁场条件下的磁层顶能量传输与径向和晨昏向行星际磁场下的传输情况以及能量传输率进行对比分析。主要结果如下:(1)在径向太阳风条件下的磁重联发生位置在南北半球上有很大差异,即B_x为正向时重联在北半球发生在极尖区前端,在南半球发生在极尖区后端,而B_x为负向时磁重联位置与B_x为正向时关于Z=0平面对称,使得能量在磁层顶分布上出现南北半球不对称性,并且IMF B_x正向与负向时能量分布关于平面Z=0对称。对于磁尾粘滞作用来说,与北向IMF相似的是径向时磁尾等离子体流会沿切向从高纬度流向低纬度,但是其偏转程度明显小于北向。(2)在晨昏向太阳风条件下磁层顶位形发生一定角度的晨昏向偏转,并且磁重联发生的位置也存在晨昏向的移动,B_y为正向时重联发生在北半球的昏侧和南半球晨侧,而B_y为负向时重联位置与正向时关于Y=0平面镜像对称。这种晨昏向的移动导致能量在磁层顶上的分布出现晨昏向的移动,并且IMF B_y正向与负向时能量分布关于平面Y=0镜像对称。对于磁尾粘滞作用来说,径向和北向IMF时等离子体从极区向低纬运动,而晨昏向IMF时等离子体从中高纬度向低纬运动,而且流向偏转的程度略大于径向时,但明显小于北向。(3)通过与南北太阳风条件下的磁层顶能量传输情况对比发现,南向IMF时有4.95%太阳风能量进入磁层,能量注入量最大;B_y=±5 n T时的能量输入紧随其后,传输率分别为3.52%、3.58%;B_x=±5 n T时有2.22%的能量注入到磁层;北向IMF时太阳风注入到磁层的能量最少,传输率仅有1.7%。