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基于Cluster观测的磁尾场向电流在南北半球投影位置的分布

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空间科学学报 2022年第2期42卷 216-224页

作者：程征伟史建魁王国军王铮尚社平王霄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

利用Cluster四颗卫星的磁场探测数据计算磁尾场向电流并投影到极区电离层,研究其投影位置在南北半球的分布规律,统计过程中去除了强磁暴(磁暴主相Dst74°)的场向电流事件数目明显多于北半球,并且所能达到的最高纬度更高。地磁平静条件下... 详细信息

利用Cluster四颗卫星的磁场探测数据计算磁尾场向电流并投影到极区电离层,研究其投影位置在南北半球的分布规律,统计过程中去除了强磁暴(磁暴主相Dst磁尾场向电流事件在极区投影位置的纬度分布具有明显的南北半球不对称性,北半球为单峰结构,南半球为双峰结构。在北半球投影到较低纬度(74°)的场向电流事件数目明显多于北半球,并且所能达到的最高纬度更高。地磁平静条件下(|AL|磁尾场向电流密度随磁地方时(MLT)呈递增趋势,这一结果与低高度卫星在极区对I区场向电流的探测结果符合很好。研究结果表明,磁尾场向电流投影位置的纬度分布呈现出明显的南北不对称性,这与南北半球磁尾场向电流的空间分布以及磁层中磁场结构具有密切关系。

关键词：场向电流磁尾磁地方时南北半球不对称性

2008年1月5日磁层亚暴期间磁尾近地重联事件的THEMIS观测与分析

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地球物理学报 2010年第5期53卷 1019-1027页

作者：赵旭东杜爱民徐文耀王源罗浩中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院空间天气学国家重点实验室中国科学院研究生院中国科学院研究生院北京100049

本文主要应用THEMIS卫星的磁场和等离子体流观测数据,分析了2008年1月5日08:51～08:57 UT亚暴膨胀相期间磁尾的一个近地重联事件.在亚暴膨胀相期间,地面的全天空成像仪清楚地记录到了极光的极向扩展,THEMIS的P5卫星在地球同步轨道附近... 详细信息

本文主要应用THEMIS卫星的磁场和等离子体流观测数据,分析了2008年1月5日08:51～08:57 UT亚暴膨胀相期间磁尾的一个近地重联事件.在亚暴膨胀相期间,地面的全天空成像仪清楚地记录到了极光的极向扩展,THEMIS的P5卫星在地球同步轨道附近观测到了磁场的偶极化现象.在亚暴膨胀相末期的08:51～08:57 UT期间,P3(X_(GSM)～-9.12R_E)和P4(X_(GSM)～-9.40R_E)同时观测到了一对方向相反的高速等离子体流.这对方向相反的高速等离子体流是由磁尾的重联现象所引起.重联的位置被估计位于X_(GSM)～-9.12R_E和X_(GSM)～-9.40R_E之间较小的空间范围内.并且,在重联位置的两侧,重联的Hall效应被P3和P4两颗卫星观测到.因此,这一磁尾重联事件发生在距离地球非常近的空间范围内.

关键词：磁尾磁重联等离子体流亚暴

MF地磁场模型中磁尾感应电场研究与磁尾离子加速

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地球物理学报 1999年第1期42卷 12-17页

作者：史建魁刘振兴中国科学院空间科学与应用研究中心

为研究磁尾感应电场对上行离子的加速，对磁层亚暴期间尾向地磁场在向偶极位形弛豫过程中产生的感应电场进行了理论研究。结果表明：在偶极化过程中磁场的ＢＸ分量下降，ＢＺ分量上升，并产生随时间变化的单峰结构的感应电场，其峰值可... 详细信息

为研究磁尾感应电场对上行离子的加速，对磁层亚暴期间尾向地磁场在向偶极位形弛豫过程中产生的感应电场进行了理论研究。结果表明：在偶极化过程中磁场的ＢＸ分量下降，ＢＺ分量上升，并产生随时间变化的单峰结构的感应电场，其峰值可超过２０ｍｖ／ｍ；当子午面内地心距离由６Ｒ，变化到１６ＲＥ时，感应电场峰值呈逐渐增大趋势；随着ｚ坐标的增大（远离赤道面）或Ｙ坐标的增大（远离子午面），感应电场峰值呈逐渐减小趋势；感应电场峰值随磁场向偶极形弛豫周期的减小而增大．理论计算得到的感应电场随时间变化曲线及峰值与观测结果符合较好，本文还对上行离子在感应磁场中的加速进行了估算．

关键词：磁尾感应电场理论研究离子加速地磁场模型

利用Grad-Shafranov重构方法研究磁尾通量绳的特征参量和内部结构

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物理学报 2011年第6期60卷 447-452页

作者：张永存沈超刘振兴中国科学院空间科学与应用研究中心空间天气学国家重点实验室

2009年2月21日THEMIS-C卫星在磁尾X=-15.7RE(RE为地球半径,1RE=6371km)观测到典型的磁通量绳事件.采用Grad-Shafranov重构技术研究该磁通量绳的特性、内部磁场和电流结构.研究表明,磁通量绳不变轴位于GSM(geocentric solar magnetospheric coordinates)坐标为(-0.3975,0.8905,0.2213)的方向,基本位于晨昏方向;通量绳的横截面尺度约为2RE,内部轴向磁通量为1.3×106Wb.与经验模型相比,在对磁通量绳几何形状不做约束的情况下,重构出磁尾X=-15.7RE处磁通量绳横截面上的磁场、电流强度分布图像.通量绳核心部位具有无力场位形结构,而随着径向距离的增加,磁场在偏离轴对称分布的区域逐渐表现为非无力位形.

关键词：磁尾磁通量绳 Grad-Shafranov重构多X线重联

利用Cluster卫星磁尾单事例研究具有复杂核心磁场结构的磁通量绳

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空间科学学报 2019年第5期39卷 603-612页

作者：王洋中国科学技术大学地球和空间科学学院

2002年8月28日09:50 UT-10:50UT,Cluster卫星在地球磁尾观测到一次导向场磁场重联事件.卫星观测到磁场重联扩散区附近清晰的霍尔(Hall)四极型磁结构.由于导向场的存在,该四极型结构被扭曲变形.在该磁场重联事件中,卫星观测到多个磁通量... 详细信息

2002年8月28日09:50 UT-10:50UT,Cluster卫星在地球磁尾观测到一次导向场磁场重联事件.卫星观测到磁场重联扩散区附近清晰的霍尔(Hall)四极型磁结构.由于导向场的存在,该四极型结构被扭曲变形.在该磁场重联事件中,卫星观测到多个磁通量绳,大部分磁通量绳的核心场极性与导向场极性一致.但是,其中一例磁通量绳的核心场结构极性较复杂.该例磁通量绳中心区域核心场强度出现峰值,核心场极性和导向场极性一致;中心以外区域的核心场极性和导向场极性相反.这种复杂核心场结构以前未见报道.通过最小方向导数法,发现该磁通量绳的轴向是弯曲的.C1和C3卫星穿越了磁通量绳弯曲部分,探测到核心场极性变化;C2和C4卫星位于C1和C3卫星的北侧,仅穿越了磁通量绳弯曲处的一部分,故核心场具有单极性.

关键词：磁尾磁通量绳核心场导向场

磁尾静电离子束流-密度漂移不稳定性的数值研究

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空间科学学报 1990年第2期10卷 101-106页

作者：周国成曹祥东中国科学院空间科学与应用研究中心

本文研究了磁尾等离子体片边界层宽频带静电噪声的产生机制.模型等离子体由暖的背景电子、暖的向地球方向的离子束流和较冷的向尾方向的离子束流组成.结果表明,静电离子束流-密度漂移不稳定性可以在比较宽的频率范围内激发,在低频区大... 详细信息

本文研究了磁尾等离子体片边界层宽频带静电噪声的产生机制.模型等离子体由暖的背景电子、暖的向地球方向的离子束流和较冷的向尾方向的离子束流组成.结果表明,静电离子束流-密度漂移不稳定性可以在比较宽的频率范围内激发,在低频区大传播角方向上增长率最大,在高频区小传播角方向上增长率也比较大。最大增长率的方向取决于离子束流和密度漂移的速度比值.这些结果与磁尾观测到的宽频带静电噪声特征符合一致.

关键词：磁尾离子束流静电密度漂移

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磁尾中性片与磁尾正交曲线坐标系

空间科学学报 1994年第4期14卷 269-276页

作者：朱明徐荣栏中国科学院空间科学与应用研究中心

根据磁尾中性计随地磁倾角变化的特点用光滑函数拟合中性片曲面模式，并用ＩＳＥＥ卫星的磁场资料来确定曲面参数．本中性片模式既保持了中性片的基本变化特征，又可以在近地处光滑过渡到赤道面．在此基础上，建立了一个以中性片曲面为... 详细信息

根据磁尾中性计随地磁倾角变化的特点用光滑函数拟合中性片曲面模式，并用ＩＳＥＥ卫星的磁场资料来确定曲面参数．本中性片模式既保持了中性片的基本变化特征，又可以在近地处光滑过渡到赤道面．在此基础上，建立了一个以中性片曲面为坐标面的磁尾正交曲线坐标系．这个坐标系随地磁倾角的变化而变化，用这个坐标系可将不同的地磁倾角的磁场位形变换成地磁倾角为零时的标准形式，从而便于分析卫星的观测数据．

关键词：磁尾中性片正交坐标系

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磁尾中性片处一种反常电阻机制

中国科学（A辑） 1991年第1期22卷 77-83页

作者：沐建林濮祖荫方正知中国科学院物理研究所北京大学地球物理系北京100871 中国科学院空间物理研究所北京100080

本文在平板模型近似下探讨了磁尾中性片非绝热离子逆磁漂移不稳定性及其反常电阻。该不稳定性是由非绝热离子逆磁漂移激发的,非绝热离子的轨道漂移共振大大增强了不稳定性强度。相应的反常电阻率为10~4(Q·m)量级,与触发磁尾磁场重联所... 详细信息

本文在平板模型近似下探讨了磁尾中性片非绝热离子逆磁漂移不稳定性及其反常电阻。该不稳定性是由非绝热离子逆磁漂移激发的,非绝热离子的轨道漂移共振大大增强了不稳定性强度。相应的反常电阻率为10~4(Q·m)量级,与触发磁尾磁场重联所需电阻值相近。

关键词：磁尾反常电阻非绝热逆磁漂移

亚暴事件中磁尾多重等离子体团的数值研究(Ⅰ)

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地球物理学报 1997年第6期40卷 729-738页

作者：金曙平马宁刘振兴濮祖荫宗秋刚 B.Wilken 中国科学技术大学地球和空间科学系中国科学院空间科学与应用研究中心北京大学地球物理系中国科学院空间科学与应用研究中心北京 100080 Max-Planck-InstitutfurAeronomie D-37191Katlenburg-LindauGermany

GEOTAIL卫星于1994年1月15日亚暴期间，在深磁尾（x＝96RE）观测到多重等离子体团及与之相对应的高能离子爆，作者以宁静磁尾平衡位形为初态，考虑介质的可压缩性，数值研究亚暴期间磁尾动力学过程．计算结果展现了等离子体团间歇性形... 详细信息

GEOTAIL卫星于1994年1月15日亚暴期间，在深磁尾（x＝96RE）观测到多重等离子体团及与之相对应的高能离子爆，作者以宁静磁尾平衡位形为初态，考虑介质的可压缩性，数值研究亚暴期间磁尾动力学过程．计算结果展现了等离子体团间歇性形成及其运动发展过程．体现了强亚暴事件中储存于碰尾的能量，通过多重等离子体团的排放而逐渐释放的进程．数值结果还表明：持续施加于边界上的晨昏电场及由此引发的驱动重联是导致等离子体团准周期形成的主要因素．此外，作者还考察尾瓣内任一点磁场强度及其分量随时间的演化，它与行进压缩区（TCRs）的观测特征基本相符．

关键词：亚暴事件等离子体团驱动重联磁尾数值研究