基于中性原子通量数据的磁暴期间环电流研究

作     者：陈志青 沈超 路立 S. McKenna-Lawlor 刘振兴 燕广庆 CHEN Zhi-Qing;SHEN Chao;LU Li;S. McKenna-Lawlor;LIU Zhen-Xing;YAN Guang-Qing

作者机构：中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院地球科学学院北京100049 爱尔兰大学空间技术学院MaynoothCo.Kildare爱尔兰 

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

年 卷 期：2012年第55卷第3期

页      面：727-737页

核心收录：

学科分类：070802[理学-空间物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(2011CB811404) 国家自然科学基金课题(40921063,40974100,40974101) 国家重点实验室专项研究经费资助 

主　　题：环电流 中性原子成像 磁暴 亚暴 离子 

摘      要：本文通过分析两次大磁暴期间的中性原子(ENA)通量数据,试图揭示环电流离子通量的变化规律,进一步探讨环电流的形成和损失机制,以及磁暴和亚暴的关系.两次磁暴期间ENA通量的变化呈现出一些重要的特征:(1)通量随能量的增高而快速降低,磁暴主相期间高能端通量所占比重增大;(2)通量比例曲线的起伏远比通量曲线的起伏要平缓;(3)通量的起伏与AE指数之间没有简单的对应关系;(4)磁暴恢复相开始前,ENA通量出现短时间的猛烈增长,特别是低能端通量的增长异常迅速;(5)Dst/SYM-H指数快速恢复期间,ENA通量的变化表现为两个完全不同的阶段:先降低,后增大.忽略影响ENA通量的其他次要因素,ENA通量的上述特征直接反映了环电流的发展规律.环电流离子通量随能量的增高快速下降,磁暴主相期间可能由于高能O+的增加使得能谱有所变硬.离子主要受南向行星际磁场(IMF)所引起的对流电场的驱动注入到环电流区域,通量的变化大体上是无色散的.亚暴活动与环电流的增长没有直接的因果关系,但亚暴活动会引起环电流离子通量的短时间尺度波动.恢复相开始前,环电流离子在昏侧区域发生堆积,使得局部离子通量变大.这可能是由于屏蔽电场的形成削弱了内磁层对流电场,造成离子在磁层顶的逃逸损失过程减弱.在Dst/SYM-H指数的快速恢复期间,环电流离子通量的衰减速度也可能发生阶段性变化.这说明Dst/SYM-H指数并不能准确反映环电流的强度,环电流的衰减过程可能具有比先快后慢更为复杂的阶段性模式.