磁层亚暴扩展相的数值模拟

本文用多步隐格式方法,求解包含电阻的磁流体力学方程组,对磁层亚暴扩展相作数值模拟.计算结果展现了亚暴扩展相期间磁尾变化的主要特征.它表明,球向和尾向等离子体流与准稳态重联有关.等离子体团的尾向喷发,致使中性线尾侧电流片内的密度降低,等离子体片变薄.中性线近地侧的等离子体团朝着地球运动,并合并于地球附近的重联区内.     

水星磁层亚暴和磁暴

磁层亚暴和磁暴是太阳风—行星磁层耦合过程中发生的能量存储和爆发式释放现象,伴随着复杂的等离子体动力学,对磁层以及整个行星都具有强烈的影响.它们的发生不仅会通过粒子沉降引发绚丽多彩的极光,还可以通过电磁场影响人类以及其他生物的生产生活.对地球上的亚暴和磁暴现象的描述与研究至今已有近百年的历史,然而对其他行星上的亚暴以及磁...     

磁层亚暴与磁层暴（Ⅰ）:等效电网络模型及其相关分析

采用等效电网络模型,研究了太阳风直接驱动和装卸载相结合的磁层暴与磁层亚暴全球过程和有关电流系统的时间演化,并与观测资料作了比较.电网络中诸参数基于观测事实确定.     

磁层亚暴与磁层暴(Ⅰ):等效电网络模型及其相关分析

采用等效电网络模型,研究了太阳风直接驱动和装卸载相结合的磁层暴与磁层亚暴全球过程和有关电流系统的时间演化,并与观测资料作了比较.电网络中诸参数基于观测事实确定.     

磁层亚暴与磁层暴（Ⅰ）:等效电网络模型及其相关分析

采用等效电网络模型,研究了太阳风直接驱动和装卸载相结合的磁层暴与磁层亚暴全球过程和有关电流系统的时间演化,并与观测资料作了比较.电网络中诸参数基于观测事实确定.     

阿尔文涨落与地球磁层亚暴

本文讨论了一种地球磁层的亚暴机制。当行星际磁场有大的南向分量时,磁层的位形可由基本闭式转变为开式。磁鞘中的阿尔文波可以携带超过10~(18)尔格/秒的能流传入磁层尾部,并将能量耗散于等离子体片中。等离子体片中的粒子被加热和加速后,注入近地空间,产生环电流和极区亚暴。计算了剪切流场中阿尔文波的传播过程,以及磁层中阿尔文波的耗散。将本文的结算与[4]中的结果合在一起,可以说明当行星际磁场转向南时,容易发生地球磁层亚暴,但这两者并非一一对应的关系,行星际磁场没有南向分量时也可以发生地球磁层亚暴。     

阿尔文涨落与地球磁层亚暴

本文讨论了一种地球磁层的亚暴机制。当行星际磁场有大的南向分量时,磁层的位形可由基本闭式转变为开式。磁鞘中的阿尔文波可以携带超过10~(18)尔格/秒的能流传入磁层尾部,并将能量耗散于等离子体片中。等离子体片中的粒子被加热和加速后,注入近地空间,产生环电流和极区亚暴。计算了剪切流场中阿尔文波的传播过程,以及磁层中阿尔文波的耗散。将本文的结算与[4]中的结果合在一起,可以说明当行星际磁场转向南时,容易发生地球磁层亚暴,但这两者并非一一对应的关系,行星际磁场没有南向分量时也可以发生地球磁层亚暴。     

磁层亚暴期间同步高度电子通量突增的理论计算

本文在给定的电场和磁场模式下,利用引导中心的动力学方程,计算了在磁层亚暴期间同步高度处电子通量突增的过程。结果表明:在增长相期间,电子通量并不增长,甚而有下降的趋势,电子通量的突增,大约是在膨胀相的开始。突增事件是发生在地方时半夜到黎明,10点到18点这一时间内没有突增现象,18点以后又发现有突增现象。这些主要特征与卫星的观测结果相符合。     

磁层亚暴期间同步高度电子通量突增的理论计算

本文在给定的电场和磁场模式下,利用引导中心的动力学方程,计算了在磁层亚暴期间同步高度处电子通量突增的过程。结果表明:在增长相期间,电子通量并不增长,甚而有下降的趋势,电子通量的突增,大约是在膨胀相的开始。突增事件是发生在地方时半夜到黎明,10点到18点这一时间内没有突增现象,18点以后又发现有突增现象。这些主要特征与卫星的观测结果相符合。     

阿尔金断裂带的数学模拟

本文采用平面有限元数值模拟方法,对阿尔金断裂带及邻区的构造应力场和剪应力集中的能力与阿尔金断裂破裂性质之间的关系进行了探讨。通过与实际资料对比,获得了本区应力场计算模型。通过计算得出本断裂带各部段切应力值不均一,整个断裂带活动不频繁,未来地震的危险区位于西部段。     

日冕物质抛射的数值研究——初态日冕和驱动机制的影响

初态日冕和驱动机制在日冕物质抛射的形成和演化过程中所起的作用是一个引起争论的问题.本文从MHD方程组出发,在不同的初态日冕中,数值模拟了日冕底部新磁通量喷发和热压力扰动两种驱动机制的日冕响应.结果表明,初态日冕和驱动机制对日冕物质抛射的形成及演化都有重要影响.     

波动数值模拟中透射边界的稳定实现

从波动能量在计算区内累积增大的观点出发,通过简单的一维弹性波模型,系统地阐明了在近场波动数值模拟中透射边界两类数值失稳--"高频振荡"和"零频飘移"的机理:前者源于对波动数值模拟无意义的高频波动在人工边界上的放大和波在有限计算区内多次反射产生的反复放大;后者则源于透射边界允许零频和接近零频的分量不断进入计算区. 由此提出了稳定实现透射边界的完整方案包括两项简单措施:第一,在全部计算区内按文中建议的方法注入小阻尼,以消除高频振荡;第二, 给出一种具有明确物理意义的消除零频飘移的算子算法. 最后,提供了三维波源问题和散射问题的详细数值试验结果.     

类环状CMEs形成的数值模拟

对于不同磁场强度冕旒位形中，热驱动日冕瞬变的数值模拟表明，β（＝2μ₀P／B²）值的大小对瞬变的形态有重要的控制作用，只有β较小（如太阳表面赤道处β₀等于0.25）时才可重现典型环状CMEs观测形态：足部出现在开场与闭场的交界面上，在纬向基本不动；CMEs顶部物质变化在传播过程中沿电流片两侧移动，使顶部物质密度变化比两侧小．     

类环状CMEs形成的数值模拟

对于不同磁场强度冕旒位形中,热驱动日冕瞬变的数值模拟表明,β（＝2μ0P／B2）值的大小对瞬变的形态有重要的控制作用,只有β较小（如太阳表面赤道处β0等于0.25）时才可重现典型环状CMEs观测形态：足部出现在开场与闭场的交界面上,在纬向基本不动;CMEs顶部物质变化在传播过程中沿电流片两侧移动,使顶部物质密度变化比两侧小．     

18000年前冰期气候的数值模拟

了解过去环境变化的事实是准确评估当前环境所处的历史位置和预测未来气候变化趋势的前提．本文利用CLIMAP建立的末次冰期的地球表面状况作为下边界条件,用GCM模拟了18000年前冰期全球气候状况．模拟结果显示：冰期全球平均地表气温比现代低约4.9℃,自由大气温度从低层到高层也均有所下降,全球平均降水比现在的少0．25mm／d,相对湿度小10％,平均海平面气压值上升．本模式的模拟结果和其他GCM的模拟结果作了比较,并和地质考古得到的有限的冰期气候资料作了比较,两者基本相符．     

18000年前冰期气候的数值模拟

了解过去环境变化的事实是准确评估当前环境所处的历史位置和预测未来气候变化趋势的前提．本文利用CLIMAP建立的末次冰期的地球表面状况作为下边界条件,用GCM模拟了18000年前冰期全球气候状况．模拟结果显示：冰期全球平均地表气温比现代低约4.9℃,自由大气温度从低层到高层也均有所下降,全球平均降水比现在的少0．25mm／d,相对湿度小10％,平均海平面气压值上升．本模式的模拟结果和其他GCM的模拟结果作了比较,并和地质考古得到的有限的冰期气候资料作了比较,两者基本相符．     

日冕物质抛射的数值研究——初态日冕和驱动机制的影响

初态日冕和驱动机制在日冕物质抛射的形成和演化过程中所起的作用是一个引起争论的问题.本文从MHD方程组出发,在不同的初态日冕中,数值模拟了日冕底部新磁通量喷发和热压力扰动两种驱动机制的日冕响应.结果表明,初态日冕和驱动机制对日冕物质抛射的形成及演化都有重要影响.     

增厚大陆岩石层热边界层对流剥离的数值模拟

用数值模拟方法模拟了增厚大陆岩石层热边界层被对流地幔剥离并为软流层物质替代的动力学过程．结果表明,在初始温度分层分布、侧向均匀但存在微小热扰动的流场中,80km厚的增厚岩石层热边界层约需60Ma才能被完全剥离,剥离的速率微弱地依赖扰动的强度;在已建立好的流场中,同样厚度的增厚热边界层只需约10Ma就可被剥离．模拟结果暗示青藏高原地壳及岩石层在岩石层增厚和剥离以前就很热,其下伏地馒中可能已存在建立好的上地幔小尺度对流系统,而该尺度的对流系统很可能是由特提斯海洋岩石圈俯冲和消减诱发的