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1.
小尺度磁洞是一种尺度通常小于质子回旋半径的磁结构,其特征是该结构内的磁场强度相对于周围环境存在一个显著的减弱.这种结构可能与能量转换和粒子加速、磁场重联和动力学尺度上的湍流密切相关.最近,小尺度磁洞在金星和火星磁鞘中被报道.利用美国航天局MAVEN(Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN)卫星4个月的观测数据,本文统计分析了火星磁鞘中的小尺度磁洞的发生率.统计结果表明,小尺度磁洞主要出现在环境磁场强度在4≤B≤12 nT,等离子体的速度在250～450 km·s-1,密度在3≤N≤12 cm-3范围.在这个参数范围内,小尺度磁洞在背景太阳风流速相对更快、背景磁场相对更弱的时候发生率更高,且相对集中在背景密度在6～9 cm-3之间.此外,靠近火星磁鞘中心的小尺度磁洞的发生率要高于磁鞘两侧,这意味着火星磁鞘可能是小尺度磁洞的一个源区. 相似文献
2.
亚暴期间磁尾等离子体片离子注入内磁层能够激发电磁离子回旋(EMIC)波.对应于这种EMIC波,地面磁力仪可观测到周期逐渐减小的地磁脉动(IPDP).利用GOES卫星数据,地磁指数和加拿大CARISMA地磁台站的数据,我们研究了IPDP事件的产生与亚暴磁尾注入的关系.同时利用CARISMA地磁台链中的MCMU和MSTK两个台站,从2005年4月到2014年5月期间的观测数据,统计分析了亚暴期间的IPDP事件,研究了IPDP事件的出现率关于季节和磁地方时的分布特征.我们总共获得128个两个台站同时观测的IPDP事件.该类事件关于季节分布的发生率,冬季最小,为13.28%,春季最大,为32.81%,结果表明IPDP事件关于季节分布的发生率受到电离层电导率及亚暴发生率的影响.两个台站同时观测到的IPDP事件最大出现率出现在15—18 MLT(磁地方时),结果表明IPDP事件主要由亚暴期间产生的能量离子注入内磁层,西向漂移遇到等离子体层羽状结构(Plume)区的高密度等离子体所激发. 相似文献
3.
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
4.
磁层亚暴的发生与近磁尾（约6～8 RE）电流片中断和中磁尾（约20～30 RE）磁场重联密切相关,而极光的极向扩展、电流片中断和磁尾重联的时序过程对于认识亚暴的触发机制至关重要. 本文利用位于中磁尾的CLUSTER卫星,同步轨道附近LANL-01、LANL-97卫星,近磁尾POLAR和 极区IMAGE卫星的观测,分析了单个亚暴事例.结果表明,在此事件中,中磁尾磁场重联起始比近尾电流片中断早3 min发生,电流片中断发生4 min后,IMAGE卫星观测到极光增亮,同时AE指数突然增大,亚暴膨胀相起始. 观测结果与亚暴中性线模型较为吻合. 相似文献
5.
利用THEMIS THC卫星观测数据统计分析近地等离子体片中磁场扰动和等离子体整体流的速度扰动的关系,研究Alfven波动的活动性.研究结果表明:1)等离子体整体流的速度扰动幅度依赖于平均速度的大小,速度扰动幅度随平均速度的增加而增加;2)速度扰动幅度与磁场扰动幅度存在较强的正相关性;3)磁场扰动幅度与AE指数密切相关,磁场扰动幅度随着AE指数增加而增加,而速度扰动幅度与AE指数之间没有明显的相关性;4)Alfven比与AE指数的相关系数较小,但能够看出Alfven比随着AE指数增加而减小的趋势;5)速度扰动幅度和磁场扰动幅度与尾向距离及距中性片距离的关系不明显. 相似文献
6.
利用2010~2011年的THEMIS卫星观测的卫星电位数据反演电子密度,并用来确定等离子层顶的位置,研究其与地磁指数的关系.利用观测数据得到了一个THEMIS卫星等离子体层顶位置数据库.利用该数据库建立了新的等离子体层顶位置的磁地方时经验模型,并比较了其与现有的四个等离子体层顶位置经验模型的优劣.发现新建立的等离子体层顶位置模型明显优于其余四个经验模型.在模型的三种输入参数中,Kp指数和Dst指数模型的预测效果相当,并明显优于AE指数的模型,这说明磁层的大尺度对流强度是影响等离子体层顶位置最主要的因素. 相似文献
7.
本文根据OMNI、TC-2卫星、LANL系列卫星、Cluster星簇卫星(C1-C4)以及加拿大的8个中高纬地磁台站的观测数据,研究了2005年8月24日强磁暴(SYM-Hmin~ -179 nT)主相期间的强亚暴(ALmin~ -4046 nT)事件特征.该强磁暴在大振幅(IMF Bz min~ -55.57 nT)、短持续时间(~90 min)的行星际磁场条件下产生,有明显的磁暴急始(SSC),强度较大且持续时间较短.发生在磁暴主相期间的亚暴发展的主要特征如下:亚暴增长相期间,C1-C4卫星先后穿越中心等离子体片;亚暴膨胀相触发后,在近地磁尾(X~-6RE)可观测到磁场偶极化现象;等离子体无色散注入区在亚暴onset开始后迅速沿经向扩展,但被限制在有限的经度范围;磁纬60°附近,Pi2地磁脉动振幅超过了100 nT.膨胀相开始后,在中、高磁纬地磁台站可观测到负湾扰,近地磁尾可观测到Pi2空间脉动,中磁尾区域可观测到尾向流、磁重联以及O+/H+数密度比值在亚暴onset之后增大等现象.分析表明该强磁暴主相期间的强亚暴现象发生时序是自内向外:X~-6RE处TC-2观测到磁场偶极化(~09:42:30 UT),同步轨道卫星LANL1994-084观测到等离子体无色散注入(~09:44:30 UT),X~-17.8RE处C1观测到磁场重联(~09:45:30 UT),由此推断该亚暴事件很可能是近地磁尾不稳定性触发产生,其发生区域距离地球很近. 相似文献
8.
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
9.
本文使用Cluster-C1卫星的CIS仪器和FGM仪器测量得到的质子通量数据和计算的β数据,判断Cluster卫星在地球磁尾不同位置位于等离子体片内的概率.使用2001—2004年7—11月的Cluster-C1数据,分别在行星际磁场南向和北向时,得出X-10RE区域内卫星位于等离子体片的概率在Y-Dz平面的分布图(Dz是卫星到中性片的距离).通过对比行星际磁场南向和北向时的卫星位于等离子体片的概率的分布图,我们发现等离子体片在行星际磁场南向时比在行星际磁场北向时要薄,并且这个效应在磁尾晨昏两侧比在午夜附近明显,同时我们还发现等离子体片在晨侧比在昏侧厚. 相似文献
10.
在磁静和亚暴期间,TC 1卫星在近地磁尾，包括晨昏两侧和夜侧的尾瓣、等离子体片边界层和等离子体片区域都观测到大量来自电离层的尾向流事件.尾向流在赤道面附近最强，在夜侧较晨昏两侧强；尾向流有从晨昏两侧向夜侧运动的趋势；尾向流随距地球距离增加而逐渐增强.与来自中磁尾的地向流相比，近地磁尾近赤道区域来自电离层的尾向流具有低温高密特性.2004年7月1日至2004年10月31日期间TC 1卫星在近地磁尾（7RE～13RE之间，RE为地球半径）观测到持续时间超过3 min的尾向流共516起.对这516起尾向流的统计研究结果显示：（1）尾向流在从等离子体片边界层向等离子体片的运动过程中流速会逐渐减弱、密度逐渐增高，温度有逐渐下降的趋势；（2）对尾向流平行温度和垂直温度的分析显示不同等离子体区域的尾向流都有较明显的各向异性；（3）在从等离子体片边界层向等离子体片的运动过程中，尾向流逐渐趋向各向同性. 相似文献
11.
A guided propagation of magnetoacoustic wave in the plasma sheet located between two lobes of the magnetotail is investigated. The dispersion equation for the wave and equation connecting a disturbance of plasma pressure inside the plasma sheet and amplitude of the plasma sheet boundary oscillations are obtained. For some value of plasma pressure disturbance, the displacement of the plasma sheet boundaries becomes of order of the half-thickness of the plasma sheet. In the case of symmetrical oscillations of the boundaries (“sausage-like” mode), it creates the favorable conditions for reconnection of the magnetic field lines in the magnetotail and may lead to triggering of a substorm. The magnetoacoustic wave may be generated by sudden impulse of the solar wind plasma pressure. 相似文献
12.
The theory of relaxation of geomagnetic depression observed during magnetic storm has been proposed based on the knowledge of the interaction between the Dst index and the magnetotail current. It has been indicated that the disruption of the tail current that was enhanced during the storm main phase can be caused by the interchange instability, which develops in the boundary plasma sheet due to the sheet curvature in the near to the Earth region and due to a sharp, directed toward the curvature center, plasma pressure gradient at the boundary between the plasma sheet and the tail lobe. The dispersion equation and expression for the instability growth rate have been obtained. The theoretically predicted characteristic time of storm depression relaxation τ is ～10 h and is in good agreement with the experimental estimate. 相似文献
13.
2001年8月19日2011～2030UT，AE指数相对较小(40～130 nT)，Cluster 卫星穿越磁尾电流片.利用Cluster 观测资料分析，发现宁静期间有双峰电流片存在，这期间没有明显的高速流，没有明显的电流片振荡. 同时，进一步分析双峰电流片中的离子特性发现:质子数密度Np在中性线（<Bx> = 0）附近相对较大，呈非对称性分布；质子温度分布比较均匀；在中性线两侧，质子y方向上的流速Vy方向相反. 最后讨论LHDI（低混杂漂移不稳定性）的非线性演化可能是形成宁静期间双峰电流片的主要机制. 这些对进一步完善电流片形成机制可能有很重要的意义. 相似文献
14.
D. V. Sarafopoulos E. T. Sarris V. Angelopoulos T. Yamamoto S. Kokubun 《Annales Geophysicae》1997,15(10):1246-1256
We have analyzed the onsets of energetic particle bursts detected by the ICS and STICS sensors of the EPIC instrument on board the GEOTAIL spacecraft in the deep magnetotail (i.e., at distances greater than 180 RK). Such bursts are commonly observed at the plasma-sheet boundary layer (PSBL) and are highly collimated along the magnetic field. The bursts display a normal velocity dispersion (i.e., the higher-speed particles are seen first, while the progressively lower speed particles are seen later) when observed upon entry of the spacecraft from the magnetotail lobes into the plasma sheet. Upon exit from the plasma sheet a reverse velocity dispersion is observed (i.e., lower-speed particles disappear first and higher-speed particles disappear last). Three major findings are as follows. First, the tailward-jetting energetic particle populations of the distant-tail plasma sheet display an energy layering: the energetic electrons stream along open PSBL field lines with peak fluxes at the lobes. Energetic protons occupy the next layer, and as the spacecraft moves towards the neutral sheet progressively decreasing energies are encountered systematically. These plasma-sheet layers display spatial symmetry, with the plane of symmetry the neutral sheet. Second, if we consider the same energy level of energetic particles, then the H layer is confined within that of the energetic electron, the He++ layer is confined within that of the proton, and the oxygen layer is confined within the alpha particle layer. Third, whenever the energetic electrons show higher fluxes inside the plasma sheet as compared to those at the boundary layer, their angular distribution is isotropic irrespective of the Earthward or tailward character of fluxes, suggesting a closed field line topology. 相似文献
15.
等离子体系统中存在两个或多个电流片时，电流片中发生的不稳定性可能会相互作用．行星际磁场北向时，背阳面碰层顶电流片与磁尾等离子体片之间可能发生相互作用，高纬边界层强烈的流场剪切可能促进磁场重联，产生磁层亚暴．本文运用二维可压缩磁流体模拟研究具有强流场剪切的多个电流片系统中磁场重联的演化．结果表明，Kelvin－Helmholtz不稳定性使多电流片系统的磁场重联过程明显加快；相邻电流片之间的距离越近，两者相互作用越强，重联增长率越大；在三电流片系统中，超Alfven速度强流场导致外侧两个电流片中出现强烈的磁场重联，并引发中心电流片的磁场重联．行星际磁场北向时，也可能发生磁层亚暴． 相似文献
16.
Quasi-periodic Pc 5 pulsations have been reported inside and just outside the Earth’s magnetotail during intervals of low geomagnetic activity. In order to further define their characteristics and spatial extent, we present three case studies of simultaneous magnetic field and plasma observations by IMP-8, ISEE-1 (and ISEE-2 in one case) in the Earth’s magnetotail and ISEE-3 far upstream of the bow shock, during intervals in which the spacecraft were widely separated. In the first case study, similar pulsations are observed by IMP-8 at the dawn flank of the plasma sheet and by ISEE-1 near the plasma sheet boundary layer (PSBL) near midnight local time. In the second case study, simultaneous pulsations are observed by IMP-8 in the dusk magnetosheath and by ISEE-1 and 2 in the dawn plasma sheet. In the third case study, simultaneous pulsations are observed in the north plasma sheet boundary layer and the south plasma sheet. We conclude that the pulsations occur simultaneously throughout much of the nightside magnetosphere and the surrounding magnetosheath, i.e. that they have a global character. Some additional findings are the following: (a) the observed pulsations are mixed mode compressional and transverse, where the compressional character is more apparent in the close vicinity of the plane ZGSM=0; (b) the compressional pulsations of the magnetic field in the dusk magnetosheath show peaks that coincide (almost one-to-one) with similar peaks observed inside the dawn plasma sheet; (c) in the second case study the polarization sense of the magnetic field and the recurrent left-hand plasma vortices observed in the dawn plasma sheet are consistent with antisunward moving waves on the magneto-pause; (d) pulsation amplitudes are weaker in the PSBL(or lobe) as compared with those in the magneto-tail’s flanks, suggesting a decay with distance from the magnetopause; (e) the thickness of the plasma sheet (under extremely quiet conditions) is estimated to be \sim22 RE at an average location of (X, Y)GSM=(16, 17) RE, whereas at midnight local time the thickness is \sim14 RE. The detected pulsations are probably due to the pressure variations (recorded by ISEE-3) in the solar wind, and/or the Kelvin Helmholtz instability in the low-latitude boundary layer or the magnetopause due to a strongly northward IMF. 相似文献