行星际扰动对地磁活动的影响

利用第23太阳活动周中WIND和ACE资料,统计分析行星际扰动对不同水平地磁活动的影响,研究磁暴强度与不同行星际参数之间的相关性,结果发现:①从长期来看,地磁活动指数Dst与太阳风速度的相关性最好,相关性在太阳活动谷年时最高;②多磁暴时序叠加结果证实了导致小、中、强磁暴开始的经验行星际南向磁场条件,磁暴过程中行星际磁场...     

等离子体片离子与太阳风及地磁条件的关联研究

本文根据搭载于Cluster卫星的CIS/CODIF和RAPID仪器的观测数据,统计研究了等离子体片中的H⁺、O⁺离子在磁暴期间的时间变化特性,及其对太阳风条件的响应.观测结果表明：(1) 磁暴开始前,O⁺离子（0~40 keV）数密度保持在较低水平.随着磁暴的发展,O⁺数密度缓慢上升,其峰值出现在D_st极小值附近;H⁺离子(0~40 keV)数密度在磁暴开始之前的较短时间迅速增加并达到峰值,在磁暴开始之后迅速降低,并在整个主相和恢复相期间保持在相对较低水平.更高能量的离子则在磁暴开始后迅速增多,并在低能O⁺离子达到峰值之前达到峰值.因此我们推测磁暴初期从等离子体片注入环电流的主要是H⁺离子,主相后期O⁺离子可能扮演更为重要的角色.(2)在地磁活动时期,太阳风密度和动压强与等离子体片中的H⁺、O⁺数密度存在一定相关性.等离子体片中的H⁺离子对北向IMF B_z较为敏感,而IMF B_z南向条件下更有利于太阳风参数对等离子体片中O⁺数密度的影响.在地磁活动平静期,太阳风条件对等离子体片中的离子没有明显影响.     

2007-2012年Dstmin≤-50nT的中等以上地磁暴的行星际源统计

地磁暴的行星际源研究是了解及预报地磁暴的关键因素之一.本文研究了2007-2012年间的所有Dst_min ≤-50 nT的中等以上地磁暴,建立了这些地磁暴及其行星际源的列表.在这6年中,共发生了51次Dst_min≤-50 nT的中等以上地磁暴,其中9次为Dst_min≤-100 nT的强地磁暴事件.对比上一活动周相同时间段发现,在这段太阳活动极低的时间,地磁暴的数目显著减少.对这些地磁暴行星际源的分析表明,65%的中等以上地磁暴由与日冕物质抛射相关的行星际结构引起,31%的地磁暴由共转相互作用区引起,这与以前的结果一致.特别的,在这个太阳活动极低时期内,共转相互作用区没有引起Dst_min≤-100 nT的强地磁暴,同时,日冕物质抛射相关结构也没有引起Dst_min≤-200 nT的超强地磁暴.以上结果表明极低太阳活动同时导致了共转相互作用区和日冕物质抛射地磁效应的减弱.进一步,分析不同太阳活动期间地磁暴的行星际源发现:在太阳活动低年(2007-2009年),共转相互作用区是引起地磁暴的主要原因; 而在太阳活动上升期和高年(2010-2013年),大部分(75%,30/40)的中等以上地磁暴均由日冕物质抛射相关结构引起.     

佘山地磁台百年磁暴（二）——极大磁暴分析

本文是佘山地磁台百年磁暴的第二部分,对其极大磁暴（主相ΔH≥400 nT）进行分析.通过与其他三组由不同地磁活动指数定义的极大磁暴对比,表明佘山台用主相幅度差对极大磁暴的定义与之基本相符.同时结合几个典型磁暴,对磁暴与太阳风、行星际磁场和电离层之间的关系进行了讨论.     

不同起源地磁扰动期间极光沉降能量的统计研究

尽管对极光沉降能量(HP)的研究已经开展很久,但是关于不同行星际扰动源对HP影响的研究仍然很少.本文基于2001—2008年NOAA极轨卫星数据,对三类不同扰动源,即盔状冕流共转相互作用区(CIRs)、伪冕流CIRs和行星际日冕物质抛射(ICMEs)驱动的中等磁暴期间HP的变化进行时序叠加统计分析,讨论了相关太阳风背景参数、地磁活动强度以及耦合函数的有效性;研究了三类磁暴事件期间HP的南北半球不对称性.结果表明,在磁暴之前盔状冕流CIR磁暴的HP明显低于伪冕流CIR磁暴和ICME磁暴,盔状冕流"磁暴前的平静期"与Newell耦合函数关系密切,而与Russell-McPherron效应关系较小.盔状冕流CIR磁暴主相HP高于伪冕流CIR磁暴和ICME磁暴,可能与盔状冕流相应行星际|B_z|和太阳风数密度均较高有关.此外,在Kp≤4时,冬夏季半球HP的差别随着Kp增加而增加,相应的变化规律符合电导率反馈机制的预测;在Kp>4时,盔状冕流磁暴和ICME磁暴冬季半球的HP大于夏季半球的,伪冕流磁暴事件夏季半球的HP大于冬季半球的或与冬季半球的相近.     

磁暴主相多阶发展行星际起因的初步分析

本文利用1998～2006年与磁云有关的80起中强磁暴(Dst*≤-50 nT),对其主相期间不同发展阶数磁暴的行星际起因进行了统计分析.重点研究了鞘区磁场单独作用、磁云本体单独作用、鞘区与磁云共同作用以及其他复杂行星际结构在磁暴主相多阶发展中的相对重要性,并对导致磁暴主相增加一阶的行星际起因做了初步分析.统计结果表明...     

急始型磁暴的初步定性估計

本文通过下述模型来探讨典型的磁暴发生过程:当点爆炸球面波自太阳上爆发后,太阳微粒流随即以冲激波形式越过行星际空间到达地球,在地球附近可能形成驻激波面,然后微粒流由地磁空穴的中性点进入磁层,在地球周围生成电流环,产生磁暴主相。在质子与地球附近上空中性氢原子发生电荷交换的过程中,磁暴过程相应地由主相转入恢复期,在不考虑行星际空间磁場的条件下,计算出在太阳爆炸波发生后第17时、24时、32时开始的磁暴发展过程曲线,并由观测资料推测出中性点的等效面积,计算结果指出:爆炸波愈强,主相愈大,恢复期愈短,这和观测到的粒子流速度愈大,磁暴也愈强、恢复期也愈短的现象是一致的。     

地磁脉动Pc5在2000年7月15～16日磁暴期间的特征

采用IMAGE链22个台站的地磁脉动10 s数据，分析了2000年6月15～16日磁暴期间Pc5地磁脉动的频率、振幅、位相和极化特征：（1）磁暴初相和主相期间Pc5脉动的主频率随纬度的升高而降低，但是恢复相期间主频率随纬度的升高而升高，主相期间Pc5的主频率比初相和恢复相期间的低；（2）Pc5脉动初相期间的振幅有一个主峰在64°N附近，主相期间在66°N附近，恢复相期间在71°N附近；位相在主峰两侧随着纬度变化了大约180°， 从初相到恢复相主峰位置向高纬地区大约移动了7°；（3）Pc5地磁脉动的偏振极化椭圆初相期间在PEL站（6346°N）接近线偏振，主相期间在MAS站（6607°N）接近线偏振，恢复相期间在BJN站（7133°N）接近线偏振，并分别在这几个台站两侧的偏振椭圆的旋转方向反向.     

磁暴的时间特性及其与行星际南向磁场的关系研究

随着空间科学的发展和人类空间活动的增加,人们对于了解空间天气情况的需求越来越迫切。各发达国家都开展了对空间天气的预报,其中地磁扰动或磁暴预报是空间天气预报的主要内容之一。了解磁暴（尤其是强磁暴）的时间分布特性,是中长期空间天气预报中的重要一环。尽管磁暴是一种全球性地磁扰动,但是磁暴期间地表观测到的地磁扰动不完全一致,具有地区性差异。随着科学技术的不断发展,技术系统对区域性磁扰的依赖性将越来越强。     

2003年Hallowe’en磁暴后新质子带形成和损失机制的研究

本文利用低高度极轨卫星NOAA/POES的观测数据,对2003年Hallowe'en磁暴期间新质子带的形成和损失机制做了细致的研究和分析.结果表明新质子带的形成是诸多因素共同作用的结果.包括强太阳质子事件(Solar Proton Events,SPEs)、大的地磁暴和行星际激波.所有这些因素构成了新质子带形成的前提条件,尤其是行星际激波是形成新质子带不可缺少的因素.此外本文提出了磁暴主相对高能质子注入磁层稳定捕获区起到重要贡献.本文还运用绝热捕获判据分析了新质子带的损失机制,证明了由于磁暴期间环电流积累造成磁场大的扰动,破坏绝热不变量的守恒,导致新质子带粒子的损失.     

改进磁变仪布局的研究

本文讨论了各分量磁变仪磁针之间的相互影响以及地磁场各分量的变化、记录光入射角对记录的影响，并由此认为一套磁变仪的布局应满意三项标准：（１）各分量仪磁针间的相互静磁影响要小，且任一磁针受其它磁针工作的影响要低于该分量仪记录的分辨率；（２）各分量仪的状态函数稳定，即保持定向能力强；（３）可产生较高精度的线性记录磁照图。鉴于目前的磁变仪布局与此三标准有明显差距，故本文提出了一种新的布局方案，可满足此三项     

卫星磁洁净的控制和测量

本文叙述卫星磁洁净的重要性、空间磁场的分布、卫星磁性的要求、卫星磁矩的来源、卫星的磁设计和控制、卫星和它的部件的磁矩的测量方法、内容、过程、装置和一些部件的测量结果.卫星磁矩来自三个方面,它们是永磁铁,软磁材料和杂散磁场(电流产生的磁场).磁性设计包括材料选择、器件的测试、电子线路的布置和元件的安排等.     

双星星上部件磁测及磁测设备

双星是我国与欧空局合作的科学探测卫星“TC-1”和“TC-2”．星上安装的探测仪器其中有磁强计和低能粒子探测器,它们要求卫星的磁性对它们的影响小．对整星的磁矩要求为643 mA·m~2,对星上的各种部件(包括仪器和设备)也提出了磁设计标准,大部分部件的磁矩要求为5 mA·m~2以下．因此各仪器设备安装到星上之前,都要进行磁性测量控制,以满足整星的磁要求．本文介绍了星上的磁性来源(剩磁、感磁和电流引起的杂散磁场)、磁测的设备(屏蔽筒和螺线管线圈,磁强计及磁强计用小型无磁性转台,平台和导轨,充、退磁线圈,充、退磁电源,特斯拉计,无磁性转台,标准磁矩磁铁,补偿磁铁)和磁测的方法．     

用小波方法分析2000年7月13日地磁扰动

利用MORLET小波变换对2000年7月13日亚暴期间地磁场变化特征进行了分析。通过小波分析可以得到亚暴增长相、膨胀相,恢复相的发展过程．探讨了亚暴期间地磁脉动的特征。从小波谱中得到,一个谱结构是处于最高纬度的NAL台站更早出现较大的谱值,这说明此次事件中,地磁场首先在高纬区响应行星际扰动。另一个有明显谱结构的周期在：320～2000s之间,该周期范围的波谱几乎分布一天中的各个时段,但在1000～1700UT亚暴期间之间频带变宽并明显增强,这表明亚暴爆发将引起地磁场在高频端的强扰动。     

应用磁视散度及磁源重力异常确定低磁纬度地区磁性体分布-以哥伦比亚普图马约盆地为例

低磁纬度地区受斜磁化的影响,用常规方法很难准确确定磁性体的平面分布特征.为了研究位于低磁纬度地区普图马约盆地的磁性体分布特征,本文根据场的散度原理,假定磁△T异常为具有一定方向的矢量场,其方向与磁化方向一致,导出了磁△T异常视散度的计算方法;根据磁位与引力位的关系,在频率域中通过磁△T异常求取了磁源重力异常,并尝试利用拉普拉斯方程计算磁源重力异常垂向二阶导数.本文设计理论模型讨论了磁△T异常视散度、磁源重力异常垂向二阶导数的特征与磁性体平面分布特征的关系,证明了上述方法的有效性.进而利用上述方法推测了普图马约盆地磁性体的平面分布特征,结果表明:应用磁视散度及磁源重力异常确定的普图马约盆地磁性体分布与实际地质特征吻合较好,取得的成果对普图马约盆地相关地质研究及对低磁纬度地区的磁性体的确定有一定的参考意义.     

Rock Magnetic Investigation of Historical Lavas Used in Palaeointensity Studies

Five samples from historical lava flows on Mt. Etna, which had previously been used in a palaeointensity study, were examined using a combination of rock magnetic and microscopic techniques to elucidate the causes of failure of palaeointensity determination. The samples were characterised using a combination of low-temperature susceptibility (LT-), Bitter pattern imaging and scanning electron microscope (SEM). High-temperature susceptibility curves and hysteresis loops had been previously measured by Calvo et al. (2001). Of the five samples only one gave an accurate palaeointensity. This sample was deuterically oxidised and consisted of large exsolved ore grains. It was only possible to distinguish this sample either optically or magnetically from a similar sample by the LT- warming curves; the unsuccessful sample displayed alteration in the LT- warming curves, which was not readily observed in the high temperature susceptibility curves. It is proposed that the measurement of LT- curves before and after heating could be a more sensitive method of determining suitability for palaeointensity determination than previous rock magnetic pre-selection techniques.     

陕西地壳磁异常特征研究

利用NGDC-720-V3模型,计算了陕西地区地壳磁异常不同分量网点值,通过计算数据分析了该地区地壳磁异常基本形态及分区特征,结果表明:(1)陕西地壳磁异常各分量强度较弱,分布形态以宽缓的条带为主。(2)陕西北部三条正负相间的磁异常条带可能与基底大断裂有关,反映了块体内部早期不同基底的拼合。(3)陕西南部地壳磁异常总体表现为近东西向大面积的负异常,东部和西部负异常强度有所不同,可能与地壳内物性差异有关。     

Magnetic Characteristics of Different Soil Types from Bulgaria

Magnetic studies of different soil types can provide valuable information about palaeoenvironmental conditions at the time they were formed. Results of investigations of rock-magnetism of genetically different soil types, which developed over varying time intervals (Meadow Chernozem - formed during the last 6000 years BP; Leached Cinnamonic soil - formed since the 3rd-2nd century BC and Pellic Vertisoil - the oldest, formed since the Late Pliocene) are presented. The soil profiles of the Leached Cinnamonic and Pellic Vertisoil are characterized by lower values of magnetic susceptibility, as compared to that of the parent materials. It is shown that using percentage frequency-dependent susceptibility (Xfd%) and viscous remanent magnetization (VRM), pedogenic alteration could be detected even in such circumstances. The variations of the parameters measured along the depth of the studied Meadow Chernozem soil profile are characterized by gradual smooth magnetic enhancement, pointing to the absence of secondary redistribution of pedogenic magnetites. In contrast to this case, the two other profiles (Leached Cinnamonic and Pellic Vertisoil) show magnetically enhanced lower (illuvial) horizons due to processes of acid destruction and re-precipitation of the original pedogenic ferromagnetic minerals down the profiles. These specific magnetic properties are of particular importance in using susceptibility variations as a palaeoclimatic proxy record.     

我国地磁观测研究的发展

简述半个世纪以来我国地磁观测研究的发展概况，内容包括我国地磁台站建设、地球主磁场测量与研究、变化磁场的时空特征及形成机制、地磁变化与地震、气候变化等自然现象的关系以及宇宙磁学．     

地壳磁异常的全球模型

从全球磁场减去地核主磁场和变化磁场及其感应磁场后,就得到岩石圈磁场,又称地壳磁场,或地磁异常.地壳磁场是地磁场的重要组成部分,对导航、通信、地球物理勘探等有重要意义.本文简要综述近年来在地壳磁场基本信息获取方面取得的重大进展,特别是Oersted、CHAMP等卫星磁侧的最新成果,介绍在此基础上建立的全球磁异常模型,展望地壳磁场研究的发展趋势和应用前景.