等离子体片离子分界线的模拟研究

作     者：丁维贞 曹晋滨 曾立 王艳 杨俊英 DING Wei-Zhen;CAO Jin-Bin;ZENG Li;WANG Yan;YANG Jun-Ying

作者机构：中国科学院空间科学与应用研究中心中国科学院空间天气学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 北京航空航天大学宇航学院北京100191 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2010年第53卷第7期

页      面：1505-1514页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 07[理学] 070802[理学-空间物理学] 0707[理学-海洋科学] 0708[理学-地球物理学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(40931054) 国家重点基础研究发展计划(2006CB806305) 空间天气学国家重点实验室专项基金资助 

主　　题：等离子体片离子分界线 (U ,B)空间 Kp指数 Alfven层 

摘      要：等离子体片离子向内磁层的渗透在亚暴和磁暴过程中都起到了重要作用.以往对于等离子体片离子向内磁层的渗透都是通过固定磁矩的磁层离子漂移轨道理论来进行的.本文将过去的(U,B)空间中固定磁矩的磁层离子漂移轨道理论扩展为固定能量的磁层离子漂移轨道理论,讨论了等离子体片质子在向地球输运过程中,不同能量的质子开放轨道和封闭轨道的分界线的特性,及其随Kp指数的变化.在高能端,随着能量的升高,等离子体片质子分界线地心距离逐渐增大,且分界线的晨侧地心距离远远大于昏侧的地心距离.在低能端,随着质子能量的降低,质子分界线地心距离逐渐增大,且其分界线的昏侧地心距离要大于晨侧的地心距离.模拟结果还显示随着Kp指数的增强,等离子体片中不同能量的质子分界线都向地球移动.但在低能端和高能端,质子分界线的行为是不一样的.在低能端,随着Kp指数的增大,质子内边界形状基本保持不变.但在高能端,随着Kp指数的增大,质子内边界形状也将发生变化.在E=20 keV,Kp=6和E=10 keV,Kp=3两种情况,质子分界线甚至出现了两个分离的区域,一个是环绕地球的封闭轨道区域,一个是晨侧孤立的锥型区域.等离子体片能量为E的质子的内边界就是具有不同磁矩的Alfven层上能量为E的点的连线.TC-1热离子谱仪对等离子体片离子内边界的观测显示模拟结果与观测结果符合得很好.