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1.
基于Van Allen Probes近三年的EMFISIS仪器波动观测数据,针对内磁层上频带哨声模合声波幅度的全球分布特性对地磁活动水平的依赖性进行了详细的统计分析,着重研究上频带合声波平均场强幅度随磁壳值(L)、磁地方时(MLT)、地磁纬度(MLAT)的分布特征及不同强度区间的合声波的发生概率.结果表明,上频带合声波的平均场强幅度与地磁活动条件密切相关,在强磁扰期,平均幅度可达到40 pT以上.在外辐射带中心区域(L=4~6),上频带合声波的幅度最强;在L~3的区域,上频带磁层合声波没有分布.在夜侧至晨侧(22—09MLT),上频带合声波幅度最强;在下午侧至昏侧(15-19MLT),上频带合声波幅度最弱;日侧(10-14MLT)上频带合声波在不同地磁活动条件下都存在,幅度偏小.上频带合声波主要分布在|MLAT|10°,其中21-09MLT范围内、磁纬位于|MLAT丨5°的平均场强幅度最强,磁扰期间可达约100 pT.另外,统计而言,中等幅度(10~30 pT)的上频带合声波在夜侧至晨侧(23-09MLT)靠近磁赤道区域的发生率最高,可达15%左右.强幅度(30 pT)的上频带合声波普遍分布在夜侧(01-05MLT),发生率最小.本文建立的上频带哨声模合声波的全球分布模型结合已经建立的下频带合声波的全球分布模型,将有助于进一步深入理解该重要磁层等离子体波动对地球等离子体片、辐射带、环电流动力学过程的定量贡献. 相似文献
2.
地球表面的人工甚低频台站信号可以穿透电离层泄漏进地球磁层导致内辐射带电子沉降到两极大气.因此研究人工甚低频台站信号的空间全球分布特性对于分析辐射带电子的损失具有重要科学意义.本文使用范阿伦双星从2013年到2018年共计6年的高质量的波动观测数据,统计了 NWC(19.8 kHz)、NAA(24.0 kHz)两个人工VLF台站信号的全球分布,分析了台站信号的电场功率谱密度对地理经纬度、磁壳值L、磁地方时MLT、地磁活动水平的依赖性.结果表明,在内磁层中,人工台站VLF信号主要沿着台站位置对应的磁力线传播,夜侧强度高于日侧,冬季高于夏季.这种日夜和夏冬差异的形成是因为夜侧和冬季的日照强度较弱,电离层电子密度较低,VLF信号较容易穿透电离层进入磁层.此外人工VLF台站信号的全球分布受地磁活动的影响很弱.这些统计观测结果给出了 NWC和NAA两个重要人工VLF台站信号强度的全球分布特征,为进一步分析人工VLF台站信号与地球辐射带电子的波粒相互作用提供了关键信息. 相似文献
3.
本文利用磁层哨声模嘶声和合声波的幅度分布模型、近赤道背景电子(能量在eV量级)的数密度分布模型和IGRF10磁场模型建立了一个高能电子(能量大于50 keV)准线性扩散模型.模型的数值结果表明,在不同的地磁条件下,等离子体层顶位置的变化改变了磁层背景电子数密度的空间分布,从而改变了哨声模嘶声对高能电子有效的投掷角扩散（损失）区域,同时也改变了哨声模合声波对高能电子有效的动量扩散（加速）区域.哨声模嘶声对电子投掷角扩散区域的变化和RRES卫星探测到的高能电子的槽区变化是一致的,而合声波对电子的动量扩散区域的变化和卫星探测到外辐射带的变化相同.这种对应关系说明：在不同的地磁条件下,哨声模波对高能电子扩散区域的变化是造成高能电子槽区和外辐射带的空间位置和大小变化的一个重要因素.在一些强磁暴期间,由于嘶声对部分能量范围电子的投掷角扩散作用消失,这些电子的槽区也随之消失,从而使内外辐射带连接在一起. 相似文献
4.
基于范艾伦辐射带探测卫星的观测数据(2012年9月至2015年11月),收集了584个等离子体层顶密度波动事件,研究了这些事件分布随磁地方时、磁壳值以及地磁活动的变化关系,并使用快速傅里叶变换分析了全部事件平均功率谱.统计结果表明,等离子体层顶密度波动事件主要发生在磁地方时黄昏扇区,其分布与磁地方时和地磁活动具有明显的相关性.等离子体层顶密度波动在1～100mHz区间内具有接近-5/3的功率谱斜率,表明存在二维磁流体动力学湍流.本文统计结果将有助于进一步深入理解等离子体层顶密度波动在内磁层中能量传输的具体作用,并且将促进对等离子体层顶波动的激发、增强与传播过程的进一步研究. 相似文献
5.
本文利用2014年9月到2017年8月全球高时空分辨率TEC数据对北半球四个经度带电离层中纬槽的发生率和槽极小位置的变化进行了统计研究.基于Kp指数,我们引入了一个包含地磁活动变化历史效应的地磁指数(Kp 9)来分析中纬槽位置变化与地磁活动水平的关系.通过与其他地磁活动指数的对比,发现槽极小纬度与Kp 9指数的相关性最好.此外,本文重点分析了中纬槽发生率及槽极小纬度的经度差异、季节变化、地方时变化以及与地磁活动强度等的关系.结果表明,中纬槽的发生率与经度关系不大,主要受到季节、地方时与地磁活动的影响.午夜中纬槽发生率在夏季较低,其随地方时的变化则呈现出负偏态分布的特点,在后半夜发生率更高,而地磁活动增强对中纬槽的发生具有明显的促进作用.对于槽极小纬度,其在四个经度带的分布差异不大,但月变化各不相同,其中-120°经度带呈单峰分布,在夏季槽极小纬度更高,而0°经度带夏季槽极小纬度更低.槽极小的位置显著依赖于地磁活动、地方时以及季节变化.一般说来,地磁活动越强,中纬槽纬度越低.中纬槽位置随地方时的变化有明显的季节差异,冬季昏侧槽极小纬度随地方时变化较快,弱地磁活动条件下22∶00 LT前即达到最低纬度,其后位置几乎保持不变,而两分季槽极小纬度从昏侧至午夜都在降低,夏季槽极小纬度从昏侧连续下降至03∶00 LT左右. 相似文献
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基于Cluster(C3)卫星的观测数据,本文统计分析了 2001年至2009年的低纬(GSE坐标系下纬度小于45°)侧翼晨(磁地方时MLT＜08)、昏(MLT＞16)两侧磁层顶的特征.分别用法拉第残差最小化分析法(MFR分析)和DeHoffmann-Teller分析法(HT分析)计算了磁层顶厚度、运动速度以及平均电流密度等参数.收集了近磁层顶磁鞘侧的β值(等离子体热压磁压之比),并应用瓦伦测试划分了磁层顶的旋转不连续和切向不连续.结果表示,磁层顶的晨昏两侧存在明显的不对称,即晨侧磁层顶厚度更厚、运动也更加活跃.上游β值由近日侧到磁尾整体上表现出下降趋势,但在昏侧部分区域出现异常升高,通过分析β值对磁层顶厚度和运动速度的影响发现,更高的上游β值对应的磁层顶厚度更薄,运动速度更高,但是上游β的晨昏不对称并不是造成磁层顶厚度和运动速度晨昏不对称的主要原因,本文认为,磁层顶参数的晨昏不对称可能并不是由单一的上游参数造成的.最后,高β对研究区域内的磁层顶瓦伦关系有破坏作用. 相似文献
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本文基于2005年1月和7月DMSP F13卫星的观测数据，研究了日侧伴随电子加速的顶部电离层离子整体上行事件的分布特征.结果表明，离子上行主要发生在磁纬70°～80°MLAT范围内，加速电子磁层源区对应低纬边界层和等离子体片边界层；冬季上行存在明显的“晨昏不对称性”,主要发生在晨侧(06∶00—09∶00 MLT),夏季上行主要发生在磁正午(09∶00—15∶00 MLT),以磁正午为中心近似呈对称分布，并且冬季离子上行发生率显著高于夏季；离子上行发生率在中等地磁活动时期显著增强，上行区域随着地磁活动的增强向低纬度方向扩展；行星际磁场Bx>0时，对应等离子体片边界层13∶00—18∶00 MLT和06∶00—09∶00 MLT区域内上行发生率增加，行星际磁场By的方向会导致上行高发区以磁正午为中心发生反转，行星际磁场南向时，上行发生率增强；冬季离子上行平均速度高于夏季. 相似文献
8.
等离子体波的空间分布在木星磁层高能电子动力学过程中起着重要的作用.现有大多数对木星磁层哨声波的观测仅限于|λ|≤15°的磁纬范围内,但是最新的JUNO卫星WAVES仪器提供的波动数据使得更高纬度、更广区域范围内的等离子体波动分布研究成为可能.本文通过对JUNO卫星WAVES仪器数据进行分析处理,详细研究了木星磁层哨声波的空间分布特性.观测表明,存在位于高L_J、高磁纬的木星磁层哨声波,它们广泛分布于距木星中心距离35～75个木星半径、磁纬为|λ|≤30°的空间区域.分析研究发现,WAVES仪器观测的木星磁层哨声波幅度一般为几个pT,远小于地球磁层哨声波的强度.木星磁层哨声波幅会随着L_J的增大缓慢增加,也会随着磁纬的减小趋向平缓变化.基于以上观测事实,本文利用指数幂函数分别拟合得到木星磁层哨声波幅随L_J和磁纬变化的经验模型.该模型将有助于精确理解哨声波对木星磁层高能电子动力学过程的重要影响. 相似文献
9.
磁暴的发生与环电流的变化密切相关.除了对称环电流外，部分环电流在磁暴的发展过程中也起到了重要的作用，同时部分环电流通过场向电流与极区电离层中的电流形成回路.本文应用INTERMAGNET地磁台网北半球中低纬区域地磁台站数据，对不同强度4个磁暴事件主相和恢复相期间部分环电流和场向电流的磁地方时分布进行了分析和讨论.对于每一个磁暴事件，在低纬地区（地磁纬度约0°—40°N）选用地磁经度上大致均匀的8个台站，通过坐标转换计算平行于磁偶极轴的地磁场水平分量H来分析磁暴期间环电流所引起的磁场扰动；在低纬地区8个台站的基础上增加中纬地区（地磁纬度约40°N—60°N）地磁经度上大致均匀的6个台站，计算地磁坐标系下地磁场东西分量Y来分析磁暴期间场向电流在中低纬地区引起的磁场扰动.结果表明，磁暴主相期间的部分环电流主要作用于磁地方时昏侧和夜侧扇区，并且主相和恢复相期间部分环电流引起的磁场变化随着磁暴级别的增大而增大；磁暴主相期间向下的场向电流多出现在夜侧至晨侧扇区，向上的场向电流多出现在昏侧至午后扇区，且中纬地区向下和向上场向电流的展布范围明显大于低纬地区；恢复相期间弱、中磁暴事件的场向电流呈现与部分环电流相同的减弱趋势，而强、大磁暴事件在恢复相末期场向电流引起的磁场变化明显不同于恢复相的其他时刻，这可能与高纬较强的亚暴活动有关. 相似文献
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本文采用国际地磁参考场（1980 IGRF,n=8）低纬磁力线经验公式和模式电离层,结合海南岛三亚（18.24°N,109.5°E;磁纬7.04°N）观测到的哨声资料,对磁纬10°N以下哨声的路径纬度和临界截止纬度进行了分析和讨论. 相似文献
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The empirical model of the location of the main ionospheric trough (MIT) is developed based on an analysis of data from CHAMP satellite measured at the altitudes of ~350–450 km during 2000–2007; the model is presented in the form of the analytical dependence of the invariant latitude of the trough minimum Φm on the magnetic local time (MLT), the geomagnetic activity, and the geographical longitude for the Northern and Southern Hemispheres. The time-weighted average index Kp(τ), the coefficient of which τ = 0.6 is determined by the requirement of the model minimum deviation from experimental data, is used as an indicator of geomagnetic activity. The model has no limitations, either in local time or geomagnetic activity. However, the initial set of MIT minima mainly contains data dealing with an interval of 16–08 MLT for Kp(τ) < 6; therefore, the model is rather qualitative outside this interval. It is also established that (a) the use of solar local time (SLT) instead of MLT increases the model error no more than by 5–10%; (b) the amplitude of the longitudinal effect at the latitude of MIT minimum in geomagnetic (invariant) coordinates is ten times lower than that in geographical coordinates. 相似文献
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P. Ballatore C. G. Maclennan M. J. Engebretson M. Candidi J. Bitterly C.-I. Meng G. Burns 《Annales Geophysicae》1998,16(12):1589-1598
We have developed and examined a new regional geomagnetic index AES-80, defined similarly to the classical auroral electrojet AE index, using data from five Antarctic stations located at corrected geomagnetic latitudes about 80 °S. Because only sparse ground-based information can be derived from auroral latitudes in the Southern Hemisphere, and because no index comparable to AE can be constructed from locations in the south, the possibility of using AES-80 as a measure of high latitudes and polar cap activity is investigated. As a global average activity level indicator, it is found that in general AES-80 gives results rather similar to the classical AE index. However AES-80 provides a more robust measure of the occurrence of high-latitude geomagnetic activity. 相似文献
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Amplitude regularities, intermittence statistics, and conditions of generation of magnetic (mag- netic impulse event, MIE) and geomagnetic storm sudden commencement (SSC) impulses were compara- tively analyzed. Common and different properties of MIE and SSC impulses observed in a high-latitude mag- netosphere were detected. It was shown that MIE impulses are observed against a background of relatively stable interplanetary medium parameters and mostly when the IMF sector structure is negative. SSC impulses are observed against a background of sharply increasing solar wind and IMF parameters and when the IMF sector structure is positive. The amplitude dynamics, depending on the geomagnetic latitude of MIE and SSC impulses relative to the noon meridian, as well as in the daytime and nighttime MLT sectors, is sim- ilar. The dynamics of the intermittence indices (α), depending on the geomagnetic latitude of MIE and SSC impulses in the same MLT sectors, is antiphase. Independently of the IMF sector structure, the amplitudes of MIE and SSC impulses increase with increasing geomagnetic latitude, and the intermittence indices change in antiphase. It is assumed that the degree of plasma turbulence at the front boundary of magneto- sphere at moderate geomagnetic activity is relatively high and sufficient for the generation of MIE impulsive regimes. At the same time, SSC impulses originate at a lower turbulence level in the subsolar magnetospheric region but under the external action of solar wind inhomogeneities on the magnetosphere. 相似文献
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《Journal of Atmospheric and Solar》2008,70(1):101-122
Vertical coupling in the low-latitude atmosphere–ionosphere system driven by the 5-day Rossby W1 and 6-day Kelvin E1 waves in the low-latitude MLT region has been investigated. Three different types of data were analysed in order to detect and extract the ∼6-day wave signals. The National Centres for Environmental Prediction (NCEP) geopotential height and zonal wind data at two pressure levels, 30 and 10 hPa, were used to explore the features of the ∼6-day waves present in the stratosphere during the period from 1 July to 31 December 2004. The ∼6-day wave activity was identified in the neutral MLT winds by radar measurements located at four equatorial and three tropical stations. The ∼6-day variations in the ionospheric electric currents (registered by perturbations in the geomagnetic field) were detected in the data from 26 magnetometer stations situated at low latitudes. The analysis shows that the global ∼6-day Kelvin E1 and ∼6-day Rossby W1 waves observed in the low-latitude MLT region are most probably vertically propagating from the stratosphere. The global ∼6-day W1 and E1 waves seen in the ionospheric electric currents are caused by the simultaneous ∼6-day wave activity in the MLT region. The main forcing agent in the equatorial MLT region seems to be the waves themselves, whereas in the tropical MLT region the modulated tides are also of importance. 相似文献
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N. G. Kleimenova E. E. Antonova O. V. Kozyreva L. M. Malysheva T. A. Kornilova I. A. Kornilov 《Geomagnetism and Aeronomy》2012,52(6):746-754
A new type of high-latitude magnetic bays is revealed at geomagnetic latitudes higher than 71°, called ??polar substorms.?? It is shown that polar substorms differ from both classical substorms and high-latitude geomagnetic disturbances of the type of polar boundary intensifications (PBIs). While classical substorms start at latitudes below 67° and then expand poleward, polar substorms start almost simultaneously in the evening-night polar region of the oval. In contrast to PBIs, accompanied by auroral streamers expanding southward, polar substorms are accompanied by auroral arcs quickly traveling northward. It is shown that polar substorms are observed before midnight (20?C22 MLT) under weak geomagnetic activity (Kp ?? 2) during the late recovery phase of a magnetic storm. It is shown that a typical feature of polar substorms is the simultaneous excitation of highly intensive Pi2 and Pi3 geomagnetic pulsations at high latitudes, which exceed the typical amplitude of these pulsations at auroral latitudes by more than an order of magnitude. The duration of pulsations is determined by the substorm duration, and their amplitude decreases sharply at geomagnetic latitudes below ??71°. It is suggested that pulsations reflect fluctuations in ionospheric currents connected with polar substorms. 相似文献