“地球空间双星探测计划”及其与全球环境变化的关系

本文论述了“地球空间双星探测计划”(简称双星计划)及其与全球环境变化的关系。地球空间双星探测计划包括两颗小卫星,分别运行于目前国际上地球空间探测卫星尚未覆盖的近地赤道区和近地极区。双星计划的主要科学目标是用高分辨率的仪器在近地空间的主要活动区探测场和粒子的时空变化;研究磁层空间暴(磁层亚暴、磁暴和磁层粒子暴)的触发机制及其对太阳活动和行星际扰动的响应过程;建立地球空间环境的动态模式。为了实现科学目标,赤道区卫星和极区卫星上各载有8台探测仪器。近地赤道区卫星的轨道是:近地点550km左右,远地点60000km左右,倾角约28.5°;近地极区卫星的轨道是:近地点700km,远地点40000km,倾角约90°。为了使双星计划与欧洲空间局ClusterII卫星相配合,赤道区卫星计划于2003年6月发射,极区卫星计划于2003年12月发射。双星计划与ClusterII卫星相配合,可形成地球空间6点探测计划,这将成为21世纪初国际上重要的地球空间探测计划。本文概要讨论了双星计划与地球系统各圈层的关系,包括与大气圈、生物圈、地球内部各圈层及全球环境变化的关系。     

涡旋诱发磁重联模型的解析研究

在磁流体中涡旋诱发重联的线性过程的解析研究过程中,主要运用了渐近匹配展开方法．结果表明,如果流体粘性远大于磁粘性,流场马赫数Ma～1,重联的线性增长率正比于Vv为无量纲化流体粘性,这与数值模拟结果一致．此结论表明,流体粘性能够促进磁场重联,在理论上支持涡旋诱发重联模式．本文还研究了周期分布多电流片系统中涡旋诱发重联的线性增长率;随电流片之间距离的减小,反对称和对称情形的增长率分别增大和减小．     

大气湍流的湍谱及有关大气污染问题

湍流运动是自然界和许多技术领域中出现的普遍现象。大气中所发生的许多现象都与湍流运动有关。但到目前为止,湍谱理论的发展还很不完善。特别是在大气或海洋中存在的大尺度湍流的湍谱理论就更不完善。 本文根据大量实测的湍谱数据(包括在风洞中、大气和宇宙空间中)反应出的湍谱分布规律,提出了一个描述湍流特性的无因次量R_i(R_i=D/v,D为湍流粘性系数, v为动力粘性系数),并用此无因次量对谱区作了划分。从高R_i数到低R_i数共分为三个谱区包括六个谱段。利用无因次量和相似性原理确定了适用于各谱区的能量传输函数的普遍形式,从而求解湍谱方程,得出了湍谱的普遍形式的解,其中包括了过去已有的两个主要结果。我们还求出了大气温度场和与大气污染有关的微粒浓度的湍谱。经与实测数据比较,发现两者符合得较好。     

磁层亚暴与磁层暴（Ⅱ）:太阳风参数对Dst的影响机制研究

为了研究地磁活动指数D_st受太阳风参数影响,包括行星际磁场（IMF）南向分量B_st、太阳风速度V_?和太阳风-磁层发电机电动势U调制的机制,应用太阳风-磁层-电离层输入-输出[I（t）-O（t）]电网络模型,对磁层亚暴与磁层暴过程中,B_z（t）-D_st、V-a（t）-D_st和U（t）-D_st的激励-响应特性进行模拟。研究表明,B_z是形成亚暴与磁层暴的前提条件,V_st是形成亚暴与磁层暴的充分条件,二者统一于电动势U_st研究结果与观测结果一致。     

高纬向阳侧磁层顶通量传输事件的特性研究--通量管轴线方位及运动分析

本文分析了2001年2月和3月期间Cluster Ⅱ穿越磁层顶前后的观测资料,检测到13个通量传输事件（FTEs）.用多颗卫星磁场测量资料的最小方差分析（MVAB）方法确定FTE的管轴方向（其中6个方向较可靠）.FTE管轴方向的分布和低纬处不同,在磁顶法线坐标系LMN中对M轴有较大偏离,比较靠近L轴.deHoffmann Teller(HT)分析指出,13个FTEs都存在一个很好的HT参考系,表明它们以一个准稳的MHD结构运动.对垂直于管轴方向的运动分析表明FTEs并不一定和背景等离子体一起对流,它们可快于或慢于背景流,但FTEs的运动和背景流基本沿相同方向,其间可有一不大的夹角.在HT坐标系中,10个FTEs的等离子体速度接近零, 其他3个FTEs的等离子体速度约为局地Alfven波速的14%,都不符合Walen关系.其中北半球事件的Walen曲线为正斜率,南半球事件为负斜率,这说明等离子体沿磁力线（北半球顺着磁场,南半球逆着磁场）流向磁层.     

2001年1月26日高纬磁层顶通量管事件的观测研究

2001年1月26日11:10～11:40UT, ClusterⅡ卫星簇位于午后高纬磁鞘边界层和磁鞘区,此 时行星际磁场Bz为南向. 本文对在此期间观测到的多次磁通量管事件作了详细的研究 ,获得一系列的新发现：（1）高纬磁鞘边界层磁通量管的出现具有准周期性,周期约为78s ,比目前已知的磁层顶向阳面FTE的平均周期（8～11min）小得多. （2）这些通量管都具有 强的核心磁场;其主轴多数在磁场最小变化方向,少数在中间变化方向,有些无法用PAA判 定其方向（需要用电流管PAA确定）,这与卫星穿越通量管的相对路径有关. （3）每个事件 都存在很好的HT参考系,在HT参考系中这些通量管是准定常态结构;所有通量管都沿磁层顶 表面运动,速度方向大体相同,都来自晨侧下方. 通量管的径向尺度为1～2RE, 与通 常的FTE通量管相当. （4）起源于磁层的强能离子大体上沿着管轴方向由磁层向磁鞘运动; 起源于太阳风的热等离子体沿管轴向磁层传输. 通量管为太阳风等离子体向磁层输运和磁层 粒子向行星际空间逃逸提供了通道. （5）每个通量管事件都伴随有晨昏电场的反转,该电 场为对流电场.     

Micromine数字矿山模型在地质采矿中的应用

Micromine软件是制作矿床三维立体模型的基础,三维立体模型的建立,有利于矿山进行资源储量的动态管理,实现矿山的"数字化"。应用澳大利亚Micromine软件,结合制作矿山模型,并实施在地质采矿中的应用。     

磁场偶极化过程中磁尾的电离层离子加速:Ⅰ离子分布函数的演化

采用动力学方程,对亚暴期间磁尾磁场向偶极形弛豫过程中离子分布函数的演化进行了模拟研究,主要结果为：（１）初始时刻分布函数为相对于速度呈指数下降的离子束,在随时间变化过程中,逐渐变为相对于速度（包括平行和垂直速度）的单峰结构,且单峰在速度空间的位置随时间的变化而向高速方向移动;（２）在速度空间中平行于磁场方向上单峰向高速方向移动得较慢,在垂直方向上移动得较快;（３）轻离子分布函数峰值的位置较重离子随时间的变化向高速方向移动较快。（４）初始能量较高时,离子分布函数的单峰位置向高速方向移动较快。（５）离子团在磁场偶极化过程中表现为一束地向流．本文还对上行离子受感应电场的加速进行了讨论．     

磁尾爆发性整体流与亚暴的关系

利用星簇Cluster的三颗卫星(C1, C3和C4)在2001年和2002年的数据,研究磁尾爆发性整体流（BBF, Bursty Bulk Flow）事件及其与亚暴的关系. 三颗卫星可以同时观测到同一次BBF事件, 有时只有一颗或两颗观测到BBF,其原因有:（1）等离子体整体流的速度峰值满足BBF选取原则中的峰值要求, 但卫星的运行轨道不满足;（2）卫星处于所要求的区域内,等离子体整体流的速度峰值不满足;（3）中性片的复杂结构及其运动使得选取条件不能同时满足;（4）BBF空间分布高度局域化. 统计研究结果表明：单颗卫星观测存在局限性, C1、C3和C4卫星独立观测到BBF的持续总时间分别占它们联合观测到的5507%、7748%和5552%; 大部分亚暴爆发期间都能观测到BBF, 甚至在一次亚暴爆发期间观测到多次BBF; 少数亚暴爆发期间没有观测到BBF.     

2004年3月18日高纬磁层顶多重通量管事件分析

2004-03-18 23:10～23:50 UT期间,“双星（Double Star）”探测一号卫星（TC 1）在向阳面磁层顶高纬晨侧由内向外穿越磁层顶,其时TC_1的GSM坐标为 (75RE, -55RE, -54RE), RE为地球半径.穿越过程中TC_1观测到了8个通量管和1个磁通量传输事件（FTEs）.在此期间Cluster星簇位于向阳面太阳风内,其GSM坐标为(180RE, -31RE, -62RE),其4颗卫星监测到行星际磁场（IMF）的BZ分量持续南向,BＹ有较大的负值.本文的研究表明：TC_1观测到的前7个通量管具有准周期重现性,周期大约是1～4 min,明显小于以前所观测到的FTEs的平均周期(8～11 min);所有的通量管都具有较强的核心场.本文分别使用最小方差分析法（MVA）和Grad_Shafranov反演方法（GSR）对通量管的轴向进行了分析和对比,发现所有的通量管主轴基本沿晨昏向,结果显示GSR方法在轴向分析上比MVA优越.本文使用GSR方法对通量管的磁场结构进行了分析,恢复出了通量管的磁场在卫星穿越面的结构图;此外,本文还对这次多重通量管事件进行了deHoffmann Teller(HT)分析,结果表明,所有通量管大致朝南极方向运动,均来源于向日面低纬区域.这说明它们可能起源于向日面低纬区,由该区的磁场分量重联产生.