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相似文献
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1.
采用动力学方程,对亚暴期间磁尾磁场向偶极形弛豫过程中离子分布函数的演化进行了模拟研究,主要结果为:(1)初始时刻分布函数为相对于速度呈指数下降的离子束,在随时间变化过程中,逐渐变为相对于速度(包括平行和垂直速度)的单峰结构,且单峰在速度空间的位置随时间的变化而向高速方向移动;(2)在速度空间中平行于磁场方向上单峰向高速方向移动得较慢,在垂直方向上移动得较快;(3)轻离子分布函数峰值的位置较重离子随时间的变化向高速方向移动较快。(4)初始能量较高时,离子分布函数的单峰位置向高速方向移动较快。(5)离子团在磁场偶极化过程中表现为一束地向流.本文还对上行离子受感应电场的加速进行了讨论.  相似文献   

2.
根据采用动力学方程对亚暴期间磁尾磁场向偶极形弛豫过程中离子分布函数的模拟结果 ,研究了磁尾来自电离层的O+,H+和He+离子的速度及能量随时间的变化 .主要结果为 :(1 )离子的加速及能量变化主要发生在磁场偶极化过程的中期 ,对应的地心距离位于- 1 2RE到 - 8RE 之间 ;(2 )垂直于磁场方向上离子加速及能量变化较快 ,平行方向上较慢 ;(3)轻离子较重离子加速及能量变化快 ,磁场偶极化终结 ,3种离子的能量均可增加 2 0 0倍左右 ;(4)初始能量较高时 ,离子加速及能量变化较快 ,离子最终获得的能量较大 .理论计算的磁尾离子能量在磁场偶极化过程终了可达 1 0 2 keV的量级 ,这与观测结果一致 .  相似文献   

3.
本文利用考虑了Hall效应和有限Larmor半径(FLR)效应的磁流体数值模拟研究了在离子惯性长度/离子Larmor半径尺度内偶极化锋面的动力学特性.偶极化锋面由磁尾近地区域中由于热压尾向梯度和磁场曲率力不平衡所引起的交换不稳定性自洽产生.数值研究表明,偶极化锋面是切向间断,在相对该锋面结构静止的参考系中等离子体穿过偶极化锋面的法向速度为零.Hall效应主要影响与偶极化锋面的切平面相正交的电场,使得锋面切向电流增大,同时产生锋面结构不对称.研究表明离子在Larmor半径尺度产生的FLR效应可导致锋面结构的大尺度漂移运动.由FLR效应产生的离子磁化流速在偶极化锋面的日下点处指向昏向,锋面后区域的速度晨向分量增长,从而导致整个锋面结构向晨向漂移.  相似文献   

4.
地球主磁场的能量密度谱及其长期变化   总被引:6,自引:3,他引:6  
根据BJ地磁场模型和第8代国际地磁参考场(IGRF)模型,计算并分折了1690~2000年期间地球表面主磁场和分量的能量密度谱及其长期变化。结果表明1690~2000年期间主磁场的能量密度谱一直在减小,其主要原因是由于偶板子磁场的衰减产生的,而非偶板子磁场的能量密度谱在1690~1780年期间减小,1780~1890年增大,1890年以后快速增大。在地磁场总能谱的变化中,Z分量的贡献起主要作用。能量密度随谐波阶数的变化在半对数坐标中近似线性,非偶板子场的等效磁源深度位于核幔边界附近,n=1,2谐波项的等效磁源位于地球内核边缘,其位置随时间变化。1780和1890年前后是地磁场变化的转折时期。能量密度谱的长期变化存在大约60a的周期规律。  相似文献   

5.
Cluster探测到磁尾等离子体注入的特征   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
利用Cluster卫星2001~2004年磁尾运行期间RAPID仪器的数据,确定了115例磁尾等离子体注入事件,借助时序叠加法统计研究磁尾等离子体注入现象的特征.注入事件主要分布于磁地方时夜晚20时至凌晨04时.与同步轨道区观测到的粒子注入事件类似,可以将磁尾粒子注入事件分成五类:(1)只有离子注入;(2)离子先于电子注入;(3)离子和电子同时注入;(4)电子先于离子注入;(5)只有电子注入.磁尾粒子注入时,质子(能量范围0~40 keV)的温度和数密度同时显著增加,沿地球径向的传播速度也明显增大.统计分析磁尾注入期间同时观测到的晨昏对流电场,发现电场可分为两类:(A)注入后电场突然增大,电场强度为正;(B)注入后电场突然增大,电场强度为负.利用磁层磁场(T89c)和电场(Volland-Stern)模型模拟粒子注入后赤道面的电漂移速度矢量,模拟结果与统计结果基本一致,表明晨昏对流电场引起的电漂移是驱动磁尾(-18REE)等离子体沿地球径向注入的机制之一.  相似文献   

6.
卫星观测证实了磁尾等离子体团与亚暴活动的相关性,除了具有北-南双极特征的尾向传播等离子体团外,还发现地向传播等离子体团,它们表现为南-北双极中性片事件和南-北双极瓣区讯号. 资料分析表明:南-北双极讯号的出现几率远低于北-南双极讯号,并且南-北双极事件主要发生于行星际磁场北向和地磁宁静条件,它们往往与小的孤立的地磁亚暴相关. 本文根据地磁宁静时期(IMF Bz北向且By≥Bz)越尾电场Ey分量的分布特点,对地向传播等离子体团作模拟研究. 两类算例的数值结果展示了通量绳磁结构及具有复杂闭合磁力线位形的等离子体团的基本特征,上述特征与尾向传播的等离子体团类似,与IMP 8卫星关于地向传播南-北中性片事件的观测特征大致相符. 数值结果还展示了与Schindler示意图相类似的磁力线拓扑位形,在一定程度上为南-北事件出现几率低作出了解释;并且揭示了磁尾中性片内越尾磁场分量By对磁重联发展的抑制作用. 本文的模拟研究说明:无论磁尾处于活动时期(IMF Bz为南向),还是宁静时期(IMF Bz为北向且By≥Bz),磁场重联均是磁尾等离子体加速和加热的通用机制.  相似文献   

7.
亚暴事件中磁尾多重等离子体团的数值研究(Ⅰ)   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
GEOTAIL卫星于1994年1月15日亚暴期间,在深磁尾(x=96RE)观测到多重等离子体团及与之相对应的高能离子爆,作者以宁静磁尾平衡位形为初态,考虑介质的可压缩性,数值研究亚暴期间磁尾动力学过程.计算结果展现了等离子体团间歇性形成及其运动发展过程.体现了强亚暴事件中储存于碰尾的能量,通过多重等离子体团的排放而逐渐释放的进程.数值结果还表明:持续施加于边界上的晨昏电场及由此引发的驱动重联是导致等离子体团准周期形成的主要因素.此外,作者还考察尾瓣内任一点磁场强度及其分量随时间的演化,它与行进压缩区(TCRs)的观测特征基本相符.  相似文献   

8.
利用河北省内8个地磁台Z分量绝对值资料,分析了近年地磁场变化特征及规律。研究结果表明:①地磁场Z分量从七十年代开始以幂函数形式逐年上升,目前仍在上升中;②年速度有逐年增大到逐年减小的变化过程,1993-1994年达到峰值;③年速率在空间上的变化,有由东南往西北逐渐减小的趋势。  相似文献   

9.
TC-2卫星上的中性原子成像仪(NUADU)在2005年5月15日磁暴期间(并伴随有系列亚暴事件)记录了反映环电流离子连续变化的能量中性原子(ENA)图像探测数据.比较由中性原子图像反演的4 min时间分辨的环电流离子空间分布与地球同步轨道LANL系列卫星(环绕赤道面~6.6 RE)上同步轨道粒子分析仪(LANL-SOPA)原位离子通量探测数据,以及相同高度的同步系列卫星GOES的磁场数据,发现环电流区离子通量增长发生在磁力线尾向拉伸的亚暴增长相阶段,而不是发生在磁场偶极化之后.这一发现挑战了以往的环电流离子注入是磁场偶极化时由磁尾直接注入的概念,但仍需更多的观测实例进一步认证.  相似文献   

10.
地球磁尾中不同类型磁结构的磁螺度演化特征   总被引:1,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
在二维三分量MHD数值模拟的基础上 ,对地球磁尾不同类型磁结构的形成作磁螺度分析 .研究表明 ,对于由晨昏电场产生的磁尾驱动重联过程 ,通过系统边界输运的磁螺度通量是引起系统总磁螺度变化的直接原因 .不同的初始磁螺度密度分布和磁螺度通量输运 ,可以引起中性片区域磁螺度密度分布的不同演化 ,从而导致具有不同拓扑位形磁结构的形成 .  相似文献   

11.
利用低纬地磁子午链上H和D分量的分均值数据 ,分析了 2 0 0 0年 4月 6日磁暴期间磁扰变化的纬度效应 .主要特点是 :(1 )急始期间H分量急始跃变幅随磁纬降低而减小 ,且急始变幅的下降率随磁纬降低而逐渐增大 ;(2 )初相期间H分量第 2峰值的变幅和初相持续时间随磁纬降低而减小 ;(3)主相期间H分量迅速减小 ,并随纬度降低最大变幅明显增加 ;(4)恢复相H分量呈两阶段上升趋势 ,前一阶段迅速上升 ,后一阶段上升速度明显减小 .最后对这些磁扰变化的纬度效应与空间电流体系的密切关系作了讨论 .  相似文献   

12.
利用低纬地磁午链上H和D分量的分均值数据,分析了2000年4月6日磁暴期间磁扰变化的纬度效应。主要特点是:(1)急始期间H分量急始跃变 幅随磁纬降低而减小,且急始变幅的下降率磁纬降低而逐渐增大;(2)初相期间H分量第2峰值的变幅和初相持续时间随磁纬降低而减小;(3)主相期间H分量迅速减小,并随纬度降低最大变幅明显增加;(4)恢复相H分量呈两阶段上升趋势,前一阶段迅速上升,后一了阶段上升速度明显减小。最后对这些磁扰变化的纬度效应与空间电流体系的密切关系作了讨论。  相似文献   

13.
与亚暴活动密切相关的磁尾等离子体团可以具有不同的拓扑位形,多数磁尾等离子体团具有 强核心场,是一种通量绳型磁结构. MHD模拟表明:地球磁尾不同拓扑位形磁结构的形成, 与越尾分量By的分布形态有关. 但是模拟研究所展示的通量绳结构,核心场强度远低 于尾瓣区磁场强度. 本文考虑磁尾通量绳结构中,螺旋形磁力线向侧翼伸展产生的压强损失 ,在MHD方程中引入修正项ρt|loss,Tt|loss 及Byt|inc. 对于 初始By分量为均匀分布,受晨昏电场产生的边界入流作用,磁尾通量绳结构重复形成 与逐一排放的两个算例,计入修正项后,多重磁结构峰值压强的平均值降低,核心场的平均 值明显增大. 两个算例中,背景By值较低的算例1(By0=1nT)中,核心 场的相对增幅较大.  相似文献   

14.
本文利用信使号飞船2011-2015年期间在轨磁场数据对水星磁尾电流片的磁场结构分布特征进行了统计分析.为探究磁场结构分布随水星径向距离的变化,电流片划分为近磁尾(-1.5RM > X > -2.0RM)和远磁尾(-2.0RM > X > -2.5RM)两个区域.所得结果表明:(1)无论是近磁尾还是远磁尾,电流片中的磁场都以+Bz分量为主,磁场方向几乎与磁赤道面垂直.(2)相比近磁尾,远磁尾电流片中磁场强度、Bz分量较弱,By分量较强,而且-Bz信号出现概率相对较大,这表明电流片中磁活动相对容易在远磁尾中发生.(3)磁场强度以及Bz分量在晨昏方向上的分布存在晨昏不对称性——在方位角120°~190°范围内相对较弱.弱Bz数据点(Bz<5 nT)也在昏侧(Y>0)发生较为频繁.(4)与Bz分布相反,磁场强By分量(|By|>5 nT)倾向于在晨侧(Y<0)发生.统计分析还表明,磁场By分量与行星际磁场By分量并无明显的相关性.对比地球磁尾电流片,我们对水星磁尾电流片Bz分量、强By分量的晨昏不对称起源机制作了探讨分析.  相似文献   

15.
本文数值研究了地球远磁尾中流动撕裂模不稳定性所引起的磁场重联过程.结果表明,在短暂的指数增长之后,当磁岛宽度接近等离子体片厚度时,流动撕裂模不稳定性的增长率大大降低,最终磁岛宽度趋于饱和.磁岛的饱和宽度随着磁Reynolds数S的增大而减小,随着剪切流动层宽度δV的增大而增加.在S→∞的情况下,流动撕裂模将退化为流动颈缩模,磁场重联不再发生.当飞船通过由流动撕裂模不稳定性所形成的磁岛时,即可观测到磁场B_z分量由北转南或由南转北的现象.  相似文献   

16.
本文数值研究了地球远磁尾中流动撕裂模不稳定性所引起的磁场重联过程.结果表明,在短暂的指数增长之后,当磁岛宽度接近等离子体片厚度时,流动撕裂模不稳定性的增长率大大降低,最终磁岛宽度趋于饱和.磁岛的饱和宽度随着磁Reynolds数S的增大而减小,随着剪切流动层宽度δV的增大而增加.在S→∞的情况下,流动撕裂模将退化为流动颈缩模,磁场重联不再发生.当飞船通过由流动撕裂模不稳定性所形成的磁岛时,即可观测到磁场Bz分量由北转南或由南转北的现象.  相似文献   

17.
磁场重联中的电子加速机制的数值模拟研究   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
在应用2.5维混合模拟方法研究Petschek模型磁场重联的基础上,考察了试验电子被加速的特征. 模拟结果表明,稳态的低频重联场能将少量试验电子加速到高能,电子的能谱为幂律谱,但总体分布函数未发生显著变化. 电子在整个加速过程中被束缚在低磁场的加速区内,由重联产生的感应电场Ey分量对其直接加速,根据加速时间和加速区域可以将这些电子分为两种情况:初始位于加速区和漂移到加速区被加速.  相似文献   

18.
用单流体和双流体MHD近似,研究了近磁尾位形不稳定性(NETC).分析表明,NETC可能存在两种漂移不稳定情况C1和C2与卫星观测资料对比显示,C2较容易在亚暴膨胀相前夕出现,它可以解释亚暴膨胀相期间磁场和等离子体扰动的特征周期、尾向传播速度、磁场扰动和等离子体压强扰动之间的位相关系,场向电流的周期性结构,西向涌浪头部的电子沉降和极光隆起等观测特性和现象.薄电流片的极端情况(Rc≈ri)不在本文的讨论范围之内.  相似文献   

19.
用单流体和双流体MHD近似,研究了近磁尾位形不稳定性(NETC).分析表明,NETC可能存在两种漂移不稳定情况C1和C2与卫星观测资料对比显示,C2较容易在亚暴膨胀相前夕出现,它可以解释亚暴膨胀相期间磁场和等离子体扰动的特征周期、尾向传播速度、磁场扰动和等离子体压强扰动之间的位相关系,场向电流的周期性结构,西向涌浪头部的电子沉降和极光隆起等观测特性和现象.薄电流片的极端情况(Rc≈ri)不在本文的讨论范围之内.  相似文献   

20.
基于可压缩磁流体动力学模型,数值研究了由太阳风引起的局部驱动力对地球远磁尾中磁场重联的影响.结果表明,在远磁尾等离子体片中将发生强迫磁场重联,并形成磁岛和等离子体团.形成磁岛的特征时间很大于流动撕裂模不稳定性引起磁岛非线性饱和的特征时间.磁岛宽度随着磁Reynolds数S的增大而减小,随着尾瓣中等离子体压力与磁压之比值β_∞的降低而减小.认为太阳风引起的局部驱动力对地球远磁尾等离子体片中磁场重联的影响,可能不如流动撕裂模不稳定性那样显著.  相似文献   

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