磁层‐电离层耦合数值模拟进展
作者单位：国家空间天气监测预警中心
会议名称：《第28届中国气象学会年会》
会议日期：2011年
学科分类：070802[理学-空间物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学]
摘 要：磁层Alfven波在磁层‐电离层耦合过程中扮演重要角色,极光小尺度结构也常归因于剪切Alfven波(SAW)色散效应。本文基于简化的双流体MHD模式对SAW色散效应的特征进行总结。在线性双流MHD模式中,由于色散效应太小,Alfven波发展为一个驻波。而在非线性双流MHD模式中,由于有质动力的存在,改变磁力线上的密度分布,使特征尺度很快减小到色散尺度的量级,使得色散过程对波动产生明显作用。有质动力和电子惯性使得共振位置向赤道方向偏移,电子热压的作用相反;等离子体从高纬地区沿磁力线向低纬移动,并将Alfven捕获在高密度区域;拉伸的磁层磁场位形使得色散过程的作用更加明显。拉伸磁场会使赤道附近等离子体大于1,此时简化MHD模型不再适用。基于全MHD模型,比较了磁层场线共振(FLR)和电离层反馈不稳定(IFI)两种极光产生机制。FLR机制中等离子体沿磁力线从高纬向低纬运动,而IFI中等离子体垂直与磁力线运动,形成径向的多带密度结构。介绍了本人基于TOPO发展的三维模拟初步结果。