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地球极尖区是太阳风等离子体进入内磁层和电离层的一个重要“窗口”,但其总体结构长期以来尚未确定. 2008年3月8日两个连续亚暴期间,太阳风的整体变化范围较大,基于全球三维数值模拟我们建立了一个由行星际磁场(interplanetary magnetic field, IMF)BY、BZ控制的低高度(1.1个地球半径高度)极尖区的预报模式.该模式由椭圆函数构造而成,拟合函数由极尖区位置和宽度控制并取决于IMF BY和BZ.极尖区地磁纬度(geomagnetic latitude, MLAT)随着向北IMF BZ的增加而增加,随着向南IMF BZ的增加而明显降低.当BY=0时,磁地方时(magnetic local time, MLT)接近12,当IMF为东向(西向)时,极尖区中心将位于北半球下午(上午)侧. MLAT宽度随IMF BZ从北转南而减小,MLT宽度随IMF BZ从北转南而增大.通过... 相似文献
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通过对太阳风-磁层-电离层系统的全球MHD模拟,研究地球弓激波相对日地连线的旋转非对称性．模拟限于太阳风速度沿日地连线、地球磁偶极矩和行星际磁场（IMF）与日地连线垂直的简单情况．模拟结果表明,即便对于IMF强度为零的情况,弓激波相对日地连线也不具备旋转对称性质：终端面（晨昏子午面）及其向阳侧的弓激波截线的东西宽度大于南北宽度（约9%~11％）,终端面尾侧的弓激波截线东西宽度小于南北宽度（约8％）．在存在IMF的情况下,弓激波的位形同时受到磁层顶的形状和快磁声波速度各向异性的影响．磁层顶向外扩张并沿IMF方向拉伸,且其扩张和拉伸程度随IMF由北转南而增强．在磁鞘中,垂直于磁场方向的快磁声波速度高于平行方向．因此,磁层顶拉伸方向与快磁声波速度最大方向垂直,它们对弓激波位置的效应恰好相反;弓激波的最终形状取决于何种效应占据主导地位．对于终端面尾侧,快磁声波速度的各向异性起主导作用,弓激波截线沿IMF垂直方向的宽度大于平行方向．对于终端面及其向阳侧,弓激波截线的形状与IMF取向有关：在准北向或晨昏向IMF情况下,弓激波截线沿IMF垂直方向的宽度仍大于平行方向;在准南向IMF情况下,弓激波截线沿IMF垂直方向的宽度小于平行方向的．鉴于弓激波形状同IMF取向之间的密切关系,我们提议以IMF为基准方向,提取弓激波截线的平行半宽度Rb∥和垂直半宽度Rb⊥作为尺度参数．这些尺度参数和通常引入的弓激波截线的东西半宽度yb和南北半宽度zb相比,更为合理地表征了弓激波的几何性质．模拟结果表明,在终端面上,yb/zb和Rb∥/Rb⊥在IMF各向同性取向下的统计平均值均低于1,与观测得到的结论一致. 相似文献
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“东半球空间环境地基综合监测子午链”（简称子午工程）是我国空间科学领域开工建设的第一个国家重大基础设施项目。子午工程利用沿东半球120°E子午线附近和北纬30°N附近的15个综合性观测台站,运用无线电、地磁、光学和探空火箭等多种探测手段,连续监测地球表面20—30km以上到几百公里的中高层大气、电离层和磁层,以及十几个地球半径以外的行星际的空间环境参数。它将为我国各类用户提供完整、连续、可靠的多学科、多层次的空间环境地基综合监测数据。子午工程总投资1．67亿元,建设期3年,子午工程整体科学寿命预计超过11年。 相似文献
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作为本系列的最后一篇,本文研究日冕大气中的激波演化.结果表明,日冕背景大气和磁场的非均匀性对激波结构和演化起着决定作用。太阳附近形成的慢激波-快磁声波系统,将在向外传播的过程中演变为以中间激波作为必要组成部分的混合激波。该混合激波在沿电流片传播时能继续维持,而在沿单极开放磁场传播时则进一步演变为纯快激波。 相似文献
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范艾伦卫星-A观测表明内辐射带高能质子通量在磁暴主相期间显著下降,在恢复相时与地磁SYM-H指数同步恢复.磁暴期间内辐射带高能质子通量变化对磁场变化的响应是绝热的吗?基于刘维尔定理和第一和第三绝热不变量守恒,定量地评估了高能质子在内辐射带中的完全绝热效应.两个事件研究表明,理论计算的绝热效应导致的高能质子通量变化与范艾伦卫星观测结果吻合良好.本文进而对2013—2016年期间发生的67次磁暴事件进行了统计研究.结果发现磁暴主相和恢复相期间,内辐射带高能质子通量变化的90%贡献是完全绝热效应.相空间密度的调查结果也支持这一结论.最后通过对比研究磁暴前后高能质子通量的变化,我们发现大部分磁暴(56/67)期间,绝热效应能解释内辐射带高能质子通量的变化;另外11次磁暴事件中非绝热效应可能起着重要作用. 相似文献
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本文报道了北京延庆（116.0°E,40.5°N）钠荧光激光雷达在2011年5月26日夜间观测到的一例低热层钠层（lower thermospheric-enhanced sodium layer,TeSL）事例,从数据采集开始到观测结束,该低热层钠层持续存在且不断增强,峰值密度从250 cm-3增加至1500 cm-3,峰值高度却从111 km逐渐下降到100 km.同一时间相距28 km的测高仪也观测到了出现在106~117 km的Es层,平均强度4.5 MHz;对流星雷达设备观测到的75~100 km的纬向风风速进行拟合,得到100~125 km的风速,风剪切节点从122 km下降到108 km.Es层和纬向风剪切节点的演化趋势与TeSL事件呈现出极好的相关性.我们计算了离子垂直速度及辐射复合反应的生成率,对钠原子的出现高度和密度做出解释,推测风剪切汇聚的Na+与Es层中的电子中和,是形成当日TeSL的主要机制. 相似文献
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太阳风-磁层耦合和地球空间的动力学过程是空间天气的基本驱动要素,在系统尺度上认知这些过程对于空间物理和空间天气的研究至关重要.太阳风电荷交换(solar wind charge exchange, SWCX)机制的提出,为磁层大尺度特性研究提供了一种全新的探测方式,即地球磁层的软X射线成像. SWCX发生在太阳风中的高价态重离子(例如C6+、N7+、O7+、O8+等)和中性原子或分子(例如地球空间中的中性氢原子,日球层中的中性氢原子和氦原子,彗星和其它行星上的水分子、CO2等)发生碰撞时.太阳风离子得到一个或多个电子后进入激发态,随后在回到基态的过程中释放出一个或多个软X射线波段的光子.地球磁层的SWCX软X射线辐射主要发生在日侧的磁鞘和极尖区,因此利用软X射线大范围成像技术可以对磁层进行远距离全景成像,从而在大尺度上认知太阳风-磁层相互作用的基本模式.在此背景下,中欧联合空间科学卫星计划太阳风-磁层相互作用全景成像卫星(Solar wind Magnetosphere Ion... 相似文献
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磁场重联与等离子体波动之间存在显著的联系.其中准静态波动、激波和动力学阿尔芬波的本征模是磁重联结构的重要组成部分.而其它的高频波动,不仅能吸收粒子的自由能,还可以导致粒子的加热和反常电阻的产生.这些多尺度的波动过程揭示了磁重联中能量转换的多尺度性质.本文探讨了地球磁层磁重联过程中的各种等离子体波动,涵盖了动力学阿尔芬波、低混杂波、哨声波、静电孤波、离子声波以及电子尺度的高频静电波,并分析了它们在磁重联中的特性和作用.近期的研究成果表明,动力学阿尔芬波（kinetic Alfven wave, KAW）能够描述磁重联区域的微观结构,其中包括霍尔磁场、霍尔电场、平行电场、霍尔电流以及场向电流.在这一过程中,霍尔电场作用于离子,有助于提高重联速率.低混杂波主要在电流片的密度梯度较大处被激发,并对电子进行平行加热.而哨声波是由朗道共振和回旋共振机制驱动的.据当前研究所示,低混杂波和哨声波对于重联过程中的反常电阻效应的影响是次要的.静电孤波多在磁重联分界线区域出现,其对等离子体的加热效应仍需进一步研究.与此同时,关于高频静电波（例如高混杂波和电子伯恩斯坦波）的研究重点在于磁重联的扩散区,这些波被... 相似文献
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空间物理学是一门探测与理论并重的学科.探测广袤的空间环境倚赖地基和卫星技术,研究深邃的空间物理过程需由各国研究团体通力合作.中国空间物理研究的70年发展,也体现在国家综合科技实力和国际影响力的上升路径之中.从新中国成立前的零星研究起步,到改革开放前的规模初现,再到20世纪末的全面爆发,中国空间物理在自主探测与理论研究两方面都实现了阶跃式发展.进入21世纪以来,随着综合国力的再一次快速提升,中国空间物理研究在国际范围内呈现出"多数并跑,部分引领"的新局面.得益于深空探测国家战略的确立,研究领域也从地球空间延拓至行星空间甚至更广.中国空间物理研究的70年,不断探索,不断前行,各领域人才辈出,队伍不断成长壮大,从依赖外国探测数据到自主研究发展,从西学东归到人员对流,走出了一个不断进步的发展历程.未来的空间物理研究,将仍然与国家富强民族复兴紧密相连,在引领学科发展潮流中探索,在服务国家战略需求中前行. 相似文献